Programmieren einer In-Line Prozesskontrolle zur automatischen Inspektion und Analyse des Tapelegeprozesses

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Das Leibniz-Institut für Verbundwerkstoffe (IVW) GmbH ist eine der weltweit führenden Einrichtungen auf dem Gebiet der Verbundwerkstoffe. Wir erforschen die gesamte Wertschöpfungskette der Verbundwerkstoffe von den wissenschaftlichen Grundlagen bis zum Bauteil. Zum nächstmöglichen Termin schreiben wir folgende studentische Arbeit aus:

Studien- oder Bachelorarbeit mit dem Titel:

Programmieren einer In-Line Prozesskontrolle zur automatischen Inspektion und Analyse des Tapelegeprozesses   

Um die Qualität des Tapelegeprozesses sicherzustellen sind zerstörungsfreie Prüfmethoden notwendig. Die Thermografie bietet hierzu ein bildgebendes Verfahren zur Anzeige von Oberflächentemperaturen. Mithilfe einer intelligenten Programmierung, basierend auf der quellcodeoffenen Pythonbibliothek „OpenCV“, ist maschinelles Sehen möglich, um Störgrößen und Defekte zu erkennen. Diese sind beispielsweise: zu niedrige Temperatur, Verschmutzung der Oberfläche, Positionsabweichungen und Lunkerbildung.

Im Tapelegeprozess wird z.B. mithilfe eines Mehrachsroboters ein vorimprägniertes, endlosfaserverstärktes Halbzeug (Tape) Lage für Lage eben abgelegt, vgl. Abbildung. Damit die thermoplastische Matrix des Halbzeuges aufschmilzt, wird diese am IVW durch eine Heizgasdüse erwärmt. Durch den sich mehrfach wiederholenden Ablegeprozess ergeben sich großflächige ebene Laminate, welche vor allem im Flugzeugbau als Schalenstrukturen Verwendung finden. Aus Sicherheits- und Kostengründen muss der Prozess überwacht werden (In-Line). Die IR-Kamera für die Abschlussarbeit basiert auf dem modularen Bausatz der Firma TinkerForge und verfügt über einen FLIR Lepton Chip inkl. einem Wi-Fi Modul (vgl. Internet der Dinge).

Inhalte der Arbeit:

Im Rahmen dieser Arbeit ist es das Ziel, eine zerstörungsfreie Prüfmethode, basierend auf maschinellem Sehen für den Tapelegeprozess, zu implementieren. Die Programmiersprache ist Python. Zu Verfügung stehen die Module der Firma TinkerForge spez. der Thermal Imaging Bricklet und diverse öffentliche Bibliotheken bspw. OpenCV.

Im Einzelnen ergeben sich folgende Arbeitspunkte:

  • Einarbeitung in das objektorientierte Programmieren mit Python
  • Literaturrecherche zum Stand der Technik bzgl. In-Line Qualitätskontrolle von FKV-Bauteilen mithilfe der Thermografie im Tapelegeprozess
  • Aufnahme von zu definierenden Standardszenarien des Tapelegeprozesses unter Einbringung von Fehlstellen
  • Programmieren der Fehlererkennung
  • Diskussion und kritische Würdigung sowie Dokumentation aller Ergebnisse; Ableiten weiteren Forschungsbedarfs in diesem Bereich

Ihr Profil :

  • Studium Maschinenbau und Verfahrenstechnik o. Ä.
  • Kenntnisse im objektorientierten Programmieren
  • Strukturierte Arbeitsweise, gute Kommunikationsfähigkeit

Kontakt:

Alexander Nuhn
Leibniz-Institut für Verbundwerkstoffe GmbH
Telefon: 0631 2017-117
E-Mail: alexander.nuhn@ivw.uni-kl.de

Beginn der Arbeit: ab März 2021