Wissenschaftler*in (Auslegung und Simulation roboterbasierter Montage- und Handlingsoperationen)

Kurzbeschreibung der Position

Die Abteilung Karosseriebau, Montage und Demontage des Fraunhofer-Instituts für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik IWU untersucht schwerpunktmäßig den Einsatz innovativer Technologien für die Montage und Demontage. In diesem Rahmen werden Hardware- und Softwarelösungen sowie methodische Ansätze entwickelt, welche die Anpassbarkeit und Autonomie der Systeme maximieren. Der Fokus liegt auf dem Entwurf und der Konzeptionierung von Montage- und Demontagesystemen inklusive deren digital-gestützter Auslegung sowie der effizienten Automatisierung geringster Stückzahlen und der Mensch-Roboter Kollaboration.

Hauptaufgaben

• Entwurf und digitale Verifizierung automatisierter, roboterbasierter Zellen, einschließlich der Planung kamerabasierter Erfassung von Bauteillagen und deren Aufnahme durch Greifersysteme
• Digitale Auslegung adaptiver Prozesse in entsprechenden Softwareumgebungen
• Simulation von Roboterbahnen sowie kinematischen Greif- und Montageprozessen
• Integrative Einbindung von optischen (3D Stereo) Sensoren und Nutzung von Softwareumgebungen wie Nvidia Isaac Sim zur Absicherung der Systeme vor dem Aufbau und der Inbetriebnahme
• Physikalisch korrekte Modellierung und Simulation kompletter roboterbasierter Fertigungszellen (z. B. 6-Achs-Industrieroboter, Cobots, mobile Manipulatoren, Sonderkinematiken)
• Entwicklung und Pflege von Simulationsmodellen in führenden Physik-Engines (z. B. MuJoCo, Isaac Sim / Omniverse, Simulink Simscape Multibody, AGX Dynamics, Bullet, ODE, PhysX)
• Validierung der Simulationsmodelle durch Vergleich mit realen Messdaten (Robot Tracking, Kraft-Moment-Sensorik, Beschleunigungsaufnehmer, Laserscanner)
• Unterstützung bei der Auslegung von Greifern, Vorrichtungen und Peripherie unter physikalischen Gesichtspunkten
• Enge Zusammenarbeit mit Robotik-Programmierern, ME-Konstrukteuren, Steuerungstechnik und der realen Inbetriebnahme

Qualifikationen und Fähigkeiten

• Abgeschlossenes Studium im Bereich Ingenieurwissenschaften, Computational Modeling and Simulation, Digitale Produktion, Mechatronik und Produktionsautomatisierung, Neurorobotik, Advanced Manufacturing oder vergleichbar
• Fundierte Erfahrung mit mindestens einer der folgenden Physik-Engines: MuJoCo, NVIDIA Isaac Sim / PhysX, Simscape Multibody, AGX Dynamics, Vortex, Bullet, ODE, RaiSim, Drake
• Gute Programmierkenntnisse in Python und idealerweise C++
• Analytisches Denkvermögen, sehr gute physikalische Vorstellungskraft und hohe Genauigkeitsansprüche
• Idealerweise erste Berufserfahrung
• Kenntnisse in Echtzeit-Simulation und Hardware-in-the-Loop (HiL) / Software-in-the-Loop (SiL)
• Erfahrung mit ROS/ROS2 und MoveIt
• Erste Erfahrung mit Reinforcement Learning in der Robotik oder mit GPU-basierten Simulatoren

Arbeitsort / Rahmenbedingungen

• Abwechslungsreiche und anspruchsvolle Tätigkeit auf wissenschaftlichem Spitzenniveau mit Freiraum zur Umsetzung eigener Ideen und Verantwortung
• Praxisnähe durch Projektarbeit in innovativen und dynamischen Teams
• Austausch mit Fachkolleginnen und Fachkollegen innerhalb des Instituts und der Fraunhofer-Gesellschaft
• Modernste technische Ausstattung und ein international geprägtes Arbeitsumfeld
• Persönliche Entwicklungsmöglichkeiten durch Weiterbildungsmaßnahmen
• Unterstützung der Work-Life-Balance durch flexible Arbeitszeiten
• Wöchentliche Arbeitszeit von 39 Stunden (Teilzeit möglich)