Baukasten Automatisierung
Einleitung
Das Projekt Baukasten Automatisierung ist ein im Rahmen des Projektes 3-D-Bearbeitungsmaschine (Projekt des Schwerpunkts GPE im Studiengang MTR) entstandenes Nebenprojekt. Es wurde von Raphael Blessau und Jan Völlmecke im Wintersemester 2016/2017 begonnen.
Aufgabenstellung
Das Ziel des Projekts ist es, einen Baukasten mit vielen verschiedenen Bauteilen, wie bspw. Linearantriebe und Sensoren, zu erstellen, um damit kleinere automatisierte Vorgänge aufbauen zu können.
Dazu sollen folgende Aufgaben erfüllt werden:
- Konzeption eines Baukastens mit
- Aktoren
- Sensoren
- Ansteuerung
- Profilen und Verbinderteilen
- Einsetzbar für
- Beispiel Produktionsschritt
- variable Aufgaben
- Angebote einholen
- Beschaffung bis 12.000€
Bauteile
Konzept des Baukastens
Das Konzept bzw. das Ziel des "Baukasten Automatisierung" ist es, eine Grundlage an verschiedenen Grundkomponenten und Bauteilen zu beinhalten, mit denen schließlich verschiedene Montage- und Handhabungsaufgaben automatisiert bzw. teilautomatisiert gelöst werden können. Diese Lösungen sollen bspw. während eines Praktikums von den Studierenden erarbeitet und aufgebaut werden. Im Vordergrund des Projektes steht am Anfang, dass die Grundkomponenten, wie Greifer, Antriebe, Förderbänder etc. bestellt werden. Auf Grundlage dieser Bauteile sollen schlussendlich die Aufgaben entworfen und gelöst werden.
Das Projekt "Baukasten Automatisierung" könnte bspw. im Praktikum im Rahmen des Fachs Montage- und Handhabungstechnik genutzt werden.
Um den Baukasten möglichst flexibel zu halten, wurden viele Einzelteile oder auseinandernehmbare Module bestellt. Außerdem sollen die Bauteile auf einem fahrbaren Tisch montiert werden, damit die aufgebauten Beispiele auch Raumwechsel unproblematisch überstehen. Damit auch mehrere kleine Beispielaufgaben parallel aufgebaut werden können, wurde ein großer Tisch gewählt. (Bild einfügen :D)
Realisierbare Funktionen
Zu Beginn des Praktikums haben wir uns darüber Gedanken gemacht, was für automatisierte Montage- bzw. Handhabungsaufgaben mit dem Baukasten ermöglicht werden sollen. Dabei sind wir zu den folgenden sechs groben Aufgaben gelangt:
- Montagearbeiten (auf-, in-, aneinander Fügen)
- Gezielte Lagerentnahme
- Teileförderung (Band, Greifer, Rutschen)
- Teileausrichtung
- Teilesortierung (Größe, Farbe, Form, z.B. Lego)
- Abpackanlage
Auf Basis dieser Überlegungen folgte die Konzeption unserer Beispielaufgabe. Unsere Beispielaufgabe sieht vor, einen Schraubvorgang zu automatisieren. Gemeint ist das Bestücken einer Schraube mit Unterlegscheibe und Mutter und dem anschließenden Transport inklusive Lagerung.
Liste der Hersteller
| Firma | Homepage |
|---|---|
| SMT Montagetechnik | http://www.smt-montagetechnik.de |
| Motedis | http://www.motedis.com |
| Bosch Rexroth | http://www.boschrexroth.com |
| Festo | http://www.festo.com |
| Festo Didactic | http://www.festo-didactic.com |
| Gecko Drive | http://www.geckodrive.com |
| isel | http://www.isel.com |
| igus | http://www.igus.de |
| ipf electronic | http://www.ipf-electronic.de |
Hürden/Herausforderungen
Während des Projektes gab es einiger Hürden und Herausforderungen. Diese werden im folgenden dargestellt, um anderen Gruppen die Möglichkeit zu geben, bereits aufgetretene Probleme zu umgehen.
1. Das Budget: Zunächst klang das Budget mit 12000€ als ziemlich hoch und vor allem ausreichend angesetzt. Es zeigte sich jedoch, dass Bauteile, wie sie hier gefordert waren, sehr schnell, sehr viel Geld benötigen. Dadurch wurde das Budget leider überschritten. Es sollten nun aber auch genügend Teile vorhanden sein, um einige Aufbauten zu konstruieren.
2. Zeitdruck bei der Bestellung: Dadurch, dass das Budget noch im Kalenderjahr 2016 vollständig aufgebraucht werden musste, fehlte uns die Zeit, zunächst einmal Teile für eine bestimmte Beispielaufgabe zu bestellen. Wir mussten somit abwägen, was für Bauteile allgemein sinnvoll für solch einen Baukasten sein könnten und diese wurden dann bestellt. Aufgrund des Zeitdrucks und der Lieferzeit der Bauteile folgte, dass uns die Zeit fehlte, eine Beispielaufgabe vollständig durchzuplanen und auszuprobieren. Es findet sich also in diesem Wiki lediglich eine theoretische Beschreibung und Darstellung unserer Beispielaufgabe.
3. Kompatibilität der Bauteile: Aufgrund der Vielzahl verschiedener elektrischer und pneumatischer Bauteile auf dem Markt, haben wir uns bei zwei Bauteilen für fertige Module entschieden. Da aber auch die Bauteile der Module einzeln genutzt werden sollten, wollten wir für die Module eine Demontage- bzw. Montageanleitung schreiben, damit sie immer in ihren Ursprungszustand zurück gebracht werden können. Dies nahm einiges an Zeit in Anspruch, wodurch die Umsetzung einer Beispielaufgabe hinten angestellt werden musste. Weiterhin konnten nur wenige elektronische Einzelbauteile bestellt werden, da die Lieferzeiten der Bauteile, welche damit angesteuert werden sollten, sehr hoch war. Ohne das überprüfen der Anschlüsse an dem anzusteuernden Bauteil war es nicht sinnvoll elektronische Bauteile/Ansteuerungen zu bestellen.
Diese 3 Aspekte waren unsere größten Herausforderungen und Hürden. Ebenfalls zu beachten ist, dass die Bauteilliste des Baukasten selbst niemals vollständig sein wird. Es werden immer Teile fehlen, welche dann bestellt und in die Liste eingepflegt werden müssen. Außerdem ist zu beachten, dass der Kontakt mit den Herstellern immer einiges an Zeit in Anspruch nehmen wird, wenn eine Bestellung getätigt werden soll. Dies ist unbedingt einzuplanen.
Zusammenfassung
Ausblick
Für den weiteren Verlauf des Projektes sind mehrere Aspekte zu beachten und zu vervollständigen.
1. Entwerfen und Aufbauen einer Beispielaufgabe der Montage- und Handhabungstechnik, auf Basis der vorhandenen Bauteile und möglicher ergänzender Bauteile. Als Orientierungshilfe dienen, die Überlegungen, welche Funktionen zu realisieren sind.
2. Ergänzung der Bauteile, um fehlende Elemente, wie bspw. weiterer Ansteuerungstechnik, Sensoren oder andere Kleinteile.
3. Finale Inbetriebnahme der beiden Module (Band, PicAlfa).
4. Entwerfen verschiedener Aufgabenstellungen anhand der vorhandenen Bauteile. Dabei sollten Skizzen und Lösungen vorhanden sein, um zu zeigen, dass der Baukasten die Aufgabe lösen kann.
Autoren: (Raphael Blessau, Jan Völlmecke) 09.11.16
Zurück zur Projektseite 3-D-Bearbeitungsmaschine (Projekt des Schwerpunkts GPE im Studiengang MTR).