Home | deutsch  | Legals | Data Protection | Sitemap | KIT

M.Sc. David Barton

Research Associate
department: Machines, Equipment and Process Automation
office hours: To be agreed
room: 129, Geb. 50.36
phone: +49 1523 9502565
David BartonUgi8∂kit edu

76131 Karlsruhe
Kaiserstraße 12


M.Sc. David Barton

Area of Research:

  • Machine components for "Industry 4.0“
  • Machine tools

 

General Tasks:

 

Projects:

 

Test benches:

 

Curriculum Vitae:

since 04/2016

Research Associate at the Institute of Production Science (wbk) at Karlsruhe Institute of Technology (KIT)

10/2013 - 03/2016

M.Sc. in Mechanical Engineering at KIT

09/2012 - 06/2013

Studies at Istanbul Technical University (ITU) in Mechatronics and Mechanical Engineering

10/2009 - 03/2013

B.Sc. in Mechanical Engineering at KIT

Publications

[ 1 ] Schleipen, M.; Henßen, R.; Bischoff, T.; Pfrommer, J.; Sauer, O.; Schneider, D.; Jungbluth, F.; Flatt, H.; Barton, D.; Fleischer, J.; Bollhöfer, E.; Moll, C.; Lindauer, J.; Davis, R.; Baron, H.; Danner, T.; Hillerich, T.; Schmuck, C.; Blume, M.; Finster, S.; Fechner, A.; Tschepat, R.; Kazakov, D.; Kühbauch, R.; Klöblen, W.; Sproll, D.; Fellhauer, B. & Osswald, D. (2017), SecurePLUGandWORK - Abschlussbericht, Fraunhofer IOSB, Karlsruhe.
Abstract:
Industrie 4.0 umfasst unter anderem intelligente Anlagenkomponenten, Maschinen und Anlagen sowie IT-Systeme, die miteinander vernetzt und über die relevanten ‚Partner' mit ihren Fähigkeiten informiert sind. Bei einem Neuaufbau oder Umbau von Anlagen, Maschinen und Komponenten können alle Partner auf die Veränderung entsprechend reagieren. Änderungen sind beispielsweise in der eingebetteten Software der Feldgeräte, im Programmcode der Steuerungen, aber auch in überlagerten IT-Systemen wie bspw. MES nötig. Diese Veränderungen werden heute häufig manuell durchgeführt und sind daher zeitintensiv und fehleranfällig. Im Rahmen von Industrie 4.0 sollen die Änderungen (teil-)automatisiert ablaufen, ähnlich wie bei einer USB-Schnittstelle und USB-Geräten am PC. Die Situation im Umfeld der Produktion ist allerdings erheblich komplexer. Alle Änderungen sollen »secure« erfolgen. SecurePLUGandWORK betrachtet verschiedene Anwendungsszenarien auf unterschiedlichen Hierarchie- und Komplexitätsebenen. · Anwendungsszenario Integration Komponente - Maschine (z. B. Kugelgewindetrieb wird in Werkzeugmaschine integriert): Werkzeugmaschine, Spindel, Mehrspindelkopf, Kugelgewindetrieb. · Anwendungsszenario Integration Maschine - Anlage (z. B. Einzelmodule werden zu Waschmaschine vereinigt): Waschmaschinen, Greifer, Werkzeugmagazin. Das Projekt ermöglicht die Plug-and-Work-Fähigkeit in den produktionsnahen Softwarekomponenten durchgängig über die verschiedenen Ebenen der Fertigungshierarchie. Dies geschieht unter Nutzung offener Standards, die bereits heute in der Industrie eingesetzt werden. Unter anderem sollen Maschinen und Anlagen so schneller in Betrieb genommen werden. In der SecurePLUGandWORK-Architektur werden auch nicht-I4.0-kommunikationsfähige Komponenten mit I4.0-Eigenschaften ausgestattet. Diese Funktionalität wird mit im Projekt entwickelter Software basierend auf den Standards OPC UA und AutomationML, sowie Hardware in Form eines Produktgedächtnisses nachgerüstet.

[ 2 ] Barton, D.; Schwab, J. & Fleischer, J. (2017), "Automated calibration of a lightweight robot using machine vision". 7. WGP-Jahreskongress, eds. Schmitt, R. & Schuh, G., pp. 321-328.
Abstract:
Calibration of industrial robots can greatly reduce commissioning time by avoiding expensive online programming. This article presents an approach to automating the measurement and compensation of kinematic errors, applied to a lightweight robot arm. A measurement station is designed to automate this calibration process. The measurement is based on the detection of a chequerboard pattern in camera images of the end-effector. An electronic description of the robot including its individual compensation parameters is then provided in the standardised format AutomationML and transmitted via OPC UA. The approach requires only minimal manual input and is shown to significantly improve the positioning accuracy of the robot.

[ 3 ] Burtscher, J.; Spohrer, A.; Barton, D. & Fleischer, J. (2018), "Intelligente Vorschubachsen mit Industrie 4.0-Funktionalität", VDI-Z Integrierte Produktion, no. 4, pp. 42-44.
Abstract:
Dynamische Vorschubachsen tragen maßgeblich zur Produktivität von Werkzeugmaschinen bei. Ihre Inbetriebnahme ist allerdings mit hohen personellen Aufwänden verbunden. Unerwünschte Bearbeitungsschwingungen, sowie ungeplante Ausfälle führen zudem zu signifikanten Produktivitätsverlusten im industriellen Einsatz. Am wbk Institut für Produktionstechnik werden daher Industrie 4.0-Lösungen entwickelt, die durch intelligente Funktionalitäten in der Vorschubachse einen Mehrwert bei Inbetriebnahme, Betrieb und Wartung von Werkzeugmaschinen versprechen.

[ 4 ] Barton, D.; Gönnheimer, P.; Qu, C. & Fleischer, J. (2018), "Self-describing connected components for live information access within production systems". 4th International Conference on System-Integrated Intelligence: Intelligent, Flexible and Connected Systems in Products and Production, eds. Denkena, B.; Thoben, K. & Trächtler, A., pp. 250-257.
Abstract:
Access to data from components in production systems is potentially an enabler for various data-based approaches. This paper presents a practical approach to transform mechanical components into self-describing cyber-physical systems connected within a local network. The requirements for typical use cases are analysed and a modular cyber-physical connector is proposed. The data is collected by a central OPC UA client and fed into a web-based visualisation, so that it is easily accessible for operators, maintenance staff, and other stakeholders. The approach is illustrated for components with two different levels of complexity.