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Vom Studierendenprojekt zum autonomen Roboter

01.03.18 - Im Entwicklungsprojekt 2015/2016 stellten Teams des Studiengangs Wirtschaftsingenieurwesen vier Roboter für den Projektpartner SFS in Heerbrugg her. In einem Folgeprojekt mit der HSR wurde der Roboter weiterentwickelt.

Das Befestigen moderner Flachdächer ist ein harter Job bei nicht immer schönstem Wetter. Kurz bevor ein Flachdach fertig montiert wird, dürfen weder Schmutz noch Wasser eindringen. Weil das zeitaufwändig und kostenintensiv ist, hat die Firma SFS zusammen mit der HSR nach einer Lösung gesucht, wie sich die Flachdächer automatisiert befestigen lassen. Vier konkurrierende Teams des Studiengangs Wirtschaftsingenieurwesen haben unter der Leitung von Prof. Dr. Albert Loichinger während des zwei Semester dauernden Entwicklungsprojekts 2015/2016 vier Roboter-Prototypen entwickelt. Jeder der erarbeiteten Roboter musste das Verschweissen der Flachdächer vollautomatisch und in der geforderten Qualität erledigen können.
Der Leiter Forschung und Entwicklung bei SFS Intec, Daniel Gasser, erinnert sich gerne an das Entwicklungsprojekt: «Für uns haben 28 Studenten gearbeitet und nach einem Jahr vier funktionierende Prototypen entwickelt – für dieses Ergebnis waren die rund 50 000 Franken Materialkosten ein sehr attraktiver Preis.»

Erfolgreiche Testphase auf Baustellen

Von den Konstruktionsideen der Studierenden-Prototypen war SFS so überzeugt, dass die verschiedenen Ansätze in einem Folgeprojekt in Zusammenarbeit mit dem IPEK Institut für Produktdesign, Entwicklung und Konstruktion der HSR zu einem testfähigen Roboter weiterentwickelt wurden.
Anschliessend hat SFS den Roboter auf drei Baustellen getestet und abgeklärt, wie gut Roboter auf Baustellen akzeptiert werden. Das Fazit von Daniel Gasser: Sehr hohe Befestigungsqualität und viel eingesparte Arbeitszeit, weil die Folgearbeiten direkt am nächsten Morgen gemacht werden können. Wie geplant hat der Roboter die tagsüber durch Handwerker vorbereiteten Flachdach-Konstruktionen über Nacht mittels Induktionsschweissen befestigt – ähnlich wie bei einem Induktionsherd, nur dass hier kein Topf erhitzt wird, sondern spezielle Befestigungsteller, die nach dem Verschweissen das Flachdach an Ort und Stelle halten. «Die Testphase ist abgeschlossen, und wir wissen nun genau, was wir für ein marktreifes Produkt noch modifizieren müssen», sagt Gasser.
Der fertige Roboter soll laut Gasser mehr können als nur zu Schweissen. «Wir streben eine einfache Bauabnahme an», sagt er. Der Roboter soll sich beim Arbeiten selbst überprüfen und ein Protokoll erstellen. «Wenn beispielsweise 3 von 600 Schweisspunkten nicht korrekt verschweisst wurden, wissen wir noch vor der Bauabnahme genau, wo wir nachbessern müssen», erklärt Gasser.

HSR Absolvent eingestellt

SFS machte auf sich aufmerksam und wurde interessant für die Studienabgänger. «Nach dem Entwicklungsprojekt mit der HSR haben wir zwei HSR Absolventen eingestellt, einer davon arbeitet wegen seiner hohen Affinität zur Robotik an unserem Flachdach-Roboter weiter», so Gasser, der sich freut, dass er durch das Entwicklungsprojekt mit der HSR nicht nur technisch, sondern auch bei der Personalrekrutierung profitieren konnte: «Gute Leute muss man persönlich kennenlernen.»

Projektleiter: Prof. Dr. Albert Loichinger, Professor für Maschinentechnik | Innovation
albert.loichinger(at)hsr.ch

Entwicklungsprojekt WING

Der Studiengang Wirtschaftsingenieurwesen bietet seinen Studierenden ein zwei Semester langes Entwicklungsprojekt. Dabei arbeiten konkurrierende Studierendenteams für und mit einem Industriepartner an konkreten Entwicklungsaufgaben. Die Studierenden lernen so, Projekte unter Praxisbedingungen durchzuführen, und der Projektpartner profitiert von funktionierende Prototypen.

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