Abschlussarbeit: Werkzeugbahnplanung für selektiven Materialabtrag mit Robotersystemen

Wie das Engineering der Zukunft aussieht, erforschen wir am Fraunhofer IEM in Paderborn – gemeinsam mit starken Partnern und viel Leidenschaft für Technik. Unsere Teams entwickeln Lösungen, die wirklich in die Anwendung kommen: von smarten Produkten über vernetzte Produktionssysteme bis hin zu digitalen Services und moderner Software. Dabei denken wir Innovation vom ersten Konzept bis zur Umsetzung. Und genau hier kommst Du ins Spiel!

Für eine Abschlussarbeit suchen wir eine motivierte Person, die Konzepte und Algorithmen zur Werkzeugbahnplanung für selektiven Materialabtrag mit Robotersystemen entwickelt und prototypisch umsetzt.

Warum dieses Thema? In vielen Fertigungsprozessen müssen nur spezifische Bereiche eines Bauteils gezielt bearbeitet werden – etwa für Nacharbeit, Entgraten oder das Beseitigen lokaler Oberflächenfehler. Heute erfolgt dieser selektive Materialabtrag häufig manuell, ist damit zeitintensiv, wenig reproduzierbar und stark vom Erfahrungsstand der Fachkräfte abhängig. Ziel der Arbeit ist ein Ansatz, mit dem definierte Teilbereiche automatisch berücksichtigt und geeignete Werkzeugbahnen für den selektiven Materialabtrag geplant werden können – als Grundlage für flexible, effiziente und hochgradig automatisierte Bearbeitungslösungen.

Hier sorgst Du für Veränderung

• Analyse des Stands der Technik zum roboterbasierten Materialabtrag und zur Werkzeugbahnplanung
• Konzeption einer Methode zur Beschreibung und Übergabe selektiv zu bearbeitender Bereiche (z. B. aus CAD-/3D-Daten oder Qualitätsinformationen)
• Entwicklung von Strategien zur Bahnplanung (z. B. kontur- oder flächenbasiert) unter Berücksichtigung von Prozessparametern, Werkzeugorientierung, Erreichbarkeit und Kollisionsvermeidung
• Implementierung eines prototypischen Softwarebausteins zur Generierung von Werkzeugbahnen für Robotersysteme
• Verifikation des Ansatzes in einer geeigneten Simulationsumgebung und – sofern möglich – exemplarische Erprobung an einem realen Robotersystem
• Bewertung der Lösung hinsichtlich Abdeckung der Zielbereiche, Bearbeitungsqualität und Übertragbarkeit auf verschiedene Anwendungsfälle

Hiermit bringst Du Dich ein

• Du bist eingeschriebener Studentin im Bereich Informatik, Robotik, Mechatronik, Maschinenbau oder einem vergleichbaren technischen Studiengang.
• Du bringst Interesse an Robotik, Automatisierungstechnik und Fertigungsprozessen mit.
• Du verfügst über Programmierkenntnisse (z. B. in Python, C++ oder einer roboterspezifischen Sprache).
• Eine analytische, strukturierte und eigenverantwortliche Arbeitsweise sind für Dich selbstverständlich.

Wünschenswert sind erste Erfahrungen mit CAD-/3D-Daten, Robotersimulation oder Bahnplanung.

Was wir für Dich bereithalten

• Du erhältst spannende Einblicke in aktuelle Forschungsprojekte mit hoher gesellschaftlicher Relevanz im Bereich Nachhaltigkeit und lernst, wie wissenschaftliche Erkenntnisse in die Praxis umgesetzt werden.
• Dich erwartet ein interdisziplinäres und engagiertes Team, in dem Eigeninitiative geschätzt und dir viel Gestaltungsspielraum geboten wird.
• Dank flexibler Arbeitszeiten kannst du deine Tätigkeit optimal mit deinem Studium vereinbaren und wertvolle Praxiserfahrungen sammeln.
• Du hast die Möglichkeit, eigene Ideen einzubringen und an der Schnittstelle zwischen Forschung und Industrie aktiv mitzuwirken.
• Bei dieser Position handelt es sich um eine unbezahlte Tätigkeit.

Wir wertschätzen und fördern die Vielfalt der Kompetenzen unserer Mitarbeitenden und begrüßen daher alle Bewerbungen – unabhängig von Alter, Geschlecht, Nationalität, ethnischer und sozialer Herkunft, Religion, Weltanschauung, Behinderung sowie sexueller Orientierung und Identität. Schwerbehinderte Menschen werden bei gleicher Eignung bevorzugt eingestellt. Unsere Aufgaben sind vielfältig und anpassbar – für Bewerber*innen mit Behinderung finden wir gemeinsam Lösungen, die ihre Fähigkeiten optimal fördern.

Mit ihrer Fokussierung auf zukunftsrelevante Schlüsseltechnologien sowie auf die Verwertung der Ergebnisse in Wirtschaft und Industrie spielt die Fraunhofer-Gesellschaft eine zentrale Rolle im Innovationsprozess. Als Wegweiser und Impulsgeber für innovative Entwicklungen und wissenschaftliche Exzellenz wirkt sie mit an der Gestaltung unserer Gesellschaft und unserer Zukunft.

Bereit für Veränderung?