Arbeiten bis die Maschine läuft

Worum geht es bei meinem Praktikum in Bozen beim Fraunhofer Italia? Was lerne ich hier täglich? Und komme ich gut hinterher mit meiner Online-Uni an der TU Berlin? Darum soll es in diesem Beitrag gehen.

Nachdem ich ganz spontan für ein Praktikum nach Bozen gefahren bin, war ich schon gespannt auf mein eigentliches Themenfeld. Das Fraunhofer Institut ist ein Forschungsinstitut, mit anwendungsorientierter Forschung zum unmittelbaren Nutzen von Unternehmen. Dementsprechend gibt es immer wieder Projekte, die bearbeitet werden und die von ganz unterschiedlicher Natur sein können.

Das Fraunhofer Italia hat seinen Schwerpunkt in der Automatisierung und Robotik. Überall stehen Prototypen herum und in der sogenannten Arena gibt es noch weitere spannende Projekte. Ein Roboter, der automatisiert eine Pizza belegen kann, ein Rover, der mit Computer-Vision die Beine einer Person erkennt und dieser automatisiert folgt, oder ein Seilroboter, dessen Endeffektor über acht Kabel im dreidimensionalen Raum positioniert werden kann. Genau diese Art von Forschung und das Themenfeld ist auch der Bereich, der mich am meisten interessiert.

Wie sieht mein Tagesablauf beim Fraunhofer aus?

Da ich nur einen Zwanzig-Stunden-Vertrag hier habe, bin ich immer am Montag und Dienstag vor Ort im Noi Techpark. Am Mittwoch arbeite ich im Home Office und knoble noch weiter an den Problemstellungen. Bedingt durch die Coronasituation ist das Büro immer nur zur Hälfte belegt. Montag und Dienstag darf der „Turnus A“ im Büro arbeiten und Donnerstag und Freitag der „Turnus B“. Mittwochs wird alterniert. Da ich bis jetzt immer nur im „Turnus A“ im Büro war, kenne ich auch nur die Hälfte der circa 30 Mitarbeiter.

Als Problemstellung wollen wir einen Fräser automatisieren. Es geht darum, den Verschleiß von einem Diamantfräser zu minimieren. Da die Schneiden dieses Fräsers sehr teuer sind, soll erforscht werden, ob man mittels einer intelligenten Steuerung der Fräser die gesamte Schneide homogen abnutzen kann, indem die Lage zum Fräsobjekt verändert wird. Bisher ist es bei dem speziellen Unternehmen wohl so, dass der Fräser sich an einer Stelle besonders stark abnutzt und dann die gesamte Maschine entsorgt wird. Mit der neuen Lösung soll dies umgangen werden.

Die Arbeit besteht nun darin, die Steuerungselektronik für diesen Fräser zu entwerfen. Da sich der Fräskopf mit circa 7.000 Umdrehungen pro Minute drehen soll, ist es essenziell auf Unwuchten zu achten. Das ganze Konzept muss dementsprechend rotationssymmetrisch sein. Es muss eine Platine entworfen werden, die mit zwei Motoren und zwei Encodern verbunden ist. Die Motoren müssen mit einem Motor-Treiber angesteuert werden und das Batteriepack muss ebenfalls im Fräskopf untergebracht werden.

Schlussendlich soll das Ganze getestet werden. Um das Set-up zu testen, benötigen wir einen Versuchsstand. Diesen habe ich z. B. in der letzten Woche in Inventor designed.

In der Open Source Software KiCad habe ich außerdem schon die Leiterplatine für den Motortreiber kreiert. Ein Motortreiber ist meistens notwendig, da ein Mikrocontroller zumeist nicht die notwendige Leistung aufbringen kann. Außerdem kann bei direkter Verwendung des Mikrocontrolleroutputs der Chip zerstört werden, da beim Ausschalten des Motors eine hohe induktive Spannung erzeugt werden kann. Diese Spannung könnte den Mikrochip überlasten und das System zerstören. In diesem Zusammenhang ist es ganz interessant sich das Konzept eines elektrischen Weidenzauns anzuschauen, da in diesem genau das Konzept der hohen induktiven Spannungsspitze ausgenutzt wird. Einen kleinen Link dazu findet ihr hier.

Online-Studium an der TU Berlin

Auch an der TU belege ich noch zwei Kurse. Zum einen „Analysis 3“ für Ingenieure, Mechatronik und Systemdynamik. In „Analysis 3“ geht es um komplexe Integration, Möbius Transformationen und harmonische Verpflanzungen. Bis jetzt weiß ich allerdings noch nicht wozu mir das in meinem Leben als Ingenieur nützlich sein soll. Mechatronik und Systemdynamik hingegen ist spannend. Es geht um verschiedene Sensoren und Aktuaren und deren Verwendung. Zum Beispiel sind wir tiefer auf die sogenannten Piezo- Sensoren eingegangen. Diese finden sich zum Beispiel in Feuerzeugen wieder. Wenn von außen Druck auf den Piezokristall ausgeübt wird, dann verformt sich das Kristallgitter und es kommt zu einer Dipolbildung. Wenn die Polarität groß genug wird, dann springt der Funke über, die Ladung wird ausgeglichen und das aus dem Feuerzeug austretende Gas entflammt.

Ich halte euch auf dem Laufenden, was ich im weiteren Verlauf erlebe und lerne.

Bis dann 🙂