Lineareinheiten sind heutzutage ein fester Bestandteil mechatronischer Grossanlagen, Maschinen oder Geräte. Von der hochgenauen Laboranwendung bis hin zur rauen Fertigungsstrasse, finden Lineareinheiten in verschiedensten Leistungs- und Genauigkeitsklassen ihren Einsatz. Um ein Objekt zielsicher bewegen zu können, bedarf es in der Lineareinheit einer Aktorik und einer Wegmesssensorik. Welche Aktor-Sensorkombination zum Einsatz kommt, entscheidet grundsätzlich die Anwendung. Das vorliegende Praktikum dient dazu grundlegende lineare Wegmesssysteme kennenzulernen, gegenüberzustellen und den Umgang mit DC-Motoren zu erlernen. Anhand einer Positionsregelung, werden Sie in der Lage sein, ein Objekt an beliebigen Positionen auf der Lineareinheit zu bewegen und die Technologieauswahl eines Wegaufnehmers zu treffen. Im vorliegenden Praktikum wenden sie ihr Wissen aus der Elektro-, Mess- und Regelungstechnik an.

Schrittmotoren sind sehr kostengünstige und leistungsstarke Antriebe, welche je nach Anwendung oft die Verwendung eines linearen Positionssensors überflüssig machen. Im vorliegenden Praktikum wird die bereits bekannte Positionieraufgabe aus dem DC Motor Praktikum mit einem Schrittmotor umgesetzt. Dadurch werden abschliessend die Eigenschaften beider Motortechnologien gegenübergestellt und sie lernen auf der Antriebsseite den Technologieeinsatz besser einzuschätzen. Sie entwickeln eine Labview-Applikation, welche die verschiedenen Fahrsätze auf einer dezentralen Motorsteuerung auslöst. Die Bahnplanung wird hiernach der Motorsteuerung überlassen.

Die RFID-Technologie ermöglicht es berührungslos und ohne Sichtkontakt Objekte anhand eines RFID-Tags zu identifizieren. Diese Technologie wurde bei ihrer Markeinführung auf Grund der Tag-Baugrösse und Kosten nur für kostbare Güter oder Anwendungen eingesetzt. Mittlerweile hat sich die RFID-Technologie auf Grund der grossen Sortimentsvielfalt und den tiefen Tag-Kosten durchgesetzt. Typischerweise wird die industrielle RFID-Technologie in Logistik- und Fertigungsanwendungen eingesetzt. Vermehrt ist diese Technologie auch im Consumer-Segment anzutreffen.

Im vorliegenden Praktikum werden Sie ein Sortierprozess mit Hilfe der RFID-Technologie bewerkstelligen.

IO-Link ermöglicht einen durchgehenden, digitalen Datenaustausch bis in die Feldebene der Automatisierungspyramide. Durch dieses Kommunikationsprotokoll können werden Aktoren und Sensoren vernetzt und es kann auf Daten zugegriffen werden, welche mit den Üblichen Schnittstellen nicht zur Verfügung stehen. Dies bietet zahlreiche Vorteile im gesamten Lebenszyklus einer Anlage von der Inbetriebnahme bis hin zur Wartung und Reparatur.

In diesem Praktikum wird ein IO-Link Master mit mehreren Geräten inbetriebgenommen. Anschliessend werden alle relevanten Aspekte der Kommunikation anhand eines Laserdistanzsensors und eines Bediengerätes angewendet.

OPC UA stellt in der Industrie eine häufig verwendete Kommunikationsschnittstelle dar und ist für eine Industrie 4.0 von essentieller Bedeutung, da Daten von überall erreichbar sind. Es besteht die Möglichkeit, Server wie auch Clients zu erstellen, wodurch eine Anlage extern überwacht oder gesteuert werden kann. Im Rahmen eines Praktikumsaufbaus wird ein OPC UA Server auf einer SPS erstellt und mit einem Webeditor namens Node-Red ein Dashboard erstellt, welches auf den Server zugreift.

Die digitale Bildverarbeitung wird mittlerweile in nahezu allen Wissenschafts- und Ingenieursdisziplinen eingesetzt. Im Unterschied zu einem herkömmlichen Sensor werden bei einer Bildaufnahme nicht nur einzelne Werte aufgenommen, sondern eine ganze Reihe geometrischer Informationen. In der Industrie sind die Anwesenheitsprüfung, die Vermessung von Bauteilen oder die Erfassung ihrer Orientierung häufige Aufgaben der Bildverarbeitung. Im Praktikum soll eine Bauteilkontrolle eines Mikroschalters auf dessen Betätigungselement und Schaltvermögens erarbeitet werden.

Trotz den Fortschritten in der Bildverarbeitungstechnologie wird die optische Inspektion von Produkten auch heutzutage oftmals von Menschen erledigt. Die Beurteilung ob das Aussehen eines Produktes in Ordnung oder fehlerhaft ist, kann oftmals nicht durch einfache Parameter definiert werden.

In diesem Praktikum soll das Verfahren Photometric Stereo zur Erhöhung der Sichtbarkeit einer Oberflächenstruktur verwendet und anhand der berechneten Bilder im Anschluss die Qulitätsüberprüfung von verschiedenen Merkmalen erstellt werden.