Version vom 16. Januar 2020, 23:51 Uhr

Abbildung 1: Entwurf des gesamten Modules

Autoren: Leger Paco Kamegne Kamdem, Ferry Rossini Nde, Jasmin Tewo Watio
Betreuer: Prof. Dr.-Ing. Göbel

Einleitung

Dieses Projekt (Projekt des Schwerpunkts GPE im Studiengang MTR) im siebten Semester des Studiengangs Mechatronik Mechatronik beinhaltet die Entwicklung, Konstruktion, Fertigung eines Roboterzellen für Delta-Roboter im Rahmen des Praktikums der Produktionstechnik (GPE). Die Abbildung 1^[1] rechts zeigt ein Prototyp. Zu sehen sind unter Anderem den gesamten Anlage.

Aufgabenstellung und Definition der Anforderungen

Aufgabenstellung: In diesem Projekt geht es darum, eine Aufhängung für den Picker-Roboter zu entwickeln und zu bauen, die eine Last von ca. 117 kg (Gewicht des Picker-Roboters) tragen kann. Die einzelnen Arbeitspakete gliedern sich wie folgt:

•	Bestandsaufnahme: Alle Teile müssen sortiert und geprüft werden, ob sie noch funktionieren. Und repariert, falls sie nicht.

• 	Konzeption Aufhängung & Rahmen: Unter Zuhilfenahme von Kreativitätstechniken soll ein geeignetes Lösungskonzept entwickelt werden. Das Lösungskonzept ist als 3D-Modell zu realisieren. Technische Zeichnungen sind ebenfalls zu erstellen.

•	Beschaffung: Bestellung fehlender Halbzeuge, Normteile oder sonstiger Zukaufteile zur Umsetzung des Lösungskonzeptes.

       Nach der Realisierung unserer mehrfachen Zeichnungen und der endgültigen Auswahl der zu wählenden, haben wir unsere Liste der benötigten Materialien und Montagewerkzeuge mit den entsprechenden Preisen erstellt, damit sie rechtzeitig bestellt werden konnten. Wir stießen auf mehrere Schwierigkeiten, da die Vielfalt der Produkte auf dem Markt uns dies erschwerte. Es war nicht einfach, nach weiteren Recherchen das genaue Produkt zu finden, das wir für unsere Konstruktion benötigten. Wir mussten uns auch mit dem Lehrer über die Auswahl bestimmter Teile einigen, da einige von ihnen preislich und konstruktiv einfach zu handhaben waren.

•	Bau: Die Halbzeuge sind eigenständig nach den techn. Zeichnungen zu fertigen. Alle Teile der Baugruppe sind anschließend zu fügen.
•	Montage des Pickers: Mit Hilfe des Hubwagens wird der Picker-Roboter an die Aufhängung gehängt und befestigt. 
•	Inbetriebnahme des Picker-Roboters: Durchführung erster Funktionstest mit elektrischer Ansteuerung.

Anforderungsdefinition

Folgende Rahmenbedingungen und Anforderungen wurden an die Projektlösung gestellt:

• 	Konventioneller, simpler Aufbau
•	flexibel und bewegliche Aufhängung
•	Gegenlager für lange Werkstücke
•	Verwendung der Alu-Strukturprofile
•	Spanndurchmesser bis ca. 80 mm
•	Budget bis maximal 1500€
•	Bestellung/ Beschaffung rechtzeitig auslösen
•	Lieferung bis Januar 2020

Gantt Chart

anfangs ging es darum, einen Zeitplan auszuarbeiten, der während der gesamten Entwicklung unseres Projekts verfolgt und modifiziert werden sollte. Dies erlaubte es uns, entsprechend der zu Beginn festgelegten Ziele unsere Entwicklung im Laufe der Zeit zu kennen und die Auflösung unserer verschiedenen Übungen zu verfolgen.

Bestandaufnahme

Komponenten:

Wir mussten die verschiedenen Teile und Materialien, die wir für das Projekt erhielten, aussortieren, um herauszufinden, was wir brauchten und noch wichtiger, was gut war. danach begann die Reparaturphase, in der wir feststellten, dass der Computer, den wir hatten, in einem schlechten Zustand war und sich nicht einschaltete. nachdem wir erkannt hatten, was das Problem war, und es repariert hatten, trat ein neues Problem auf, die Festplatte war nicht lesbar und wir konnten keine Informationen darüber erhalten. von dort aus führten wir Verbindungsprüfungen am Computer durch und schafften es, dieses zweite Problem zu lösen.

Abbildung 5: Komponenten

Elektrischer Test:

Abbildung 6: Elektrischer Test

Reparaturen:

Abbildung 7: Reparaturen

Konzeption Aufhängung & Rahmen

Wir haben unter der Kritik des Professors mehrere Zeichnungen nach unseren Vorstellungen angefertigt und auch Vorschläge von ihm erhalten, die die Höhe und Breite der Türen und der Aufzüge respektieren, wobei auch die Höhe und der Arbeitsraum des Roboters berücksichtigt wurden, ohne seine Form und sein Gewicht zu vergessen.

Abbildung 8: Darstellung der Vorderansicht des Entwurfs

Abbildung 9: Darstellung der Draufsicht des Entwurfs

Abbildung 9: Darstellung der Seitenansicht des Entwurfs

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Konstruktion

Nach der Abnahme des endgültigen Konzeptes ging es an die Umsetzung der Zeichnungen am Computer mit der Software May-CAD. May-CAD wurde uns vom Professor vorgeschlagen, weil wir für die Realisierung des Projektes über Bosch-Profile verfügten und die May-CAD-Software auf Bosch-Profilzeichnungen spezialisiert war. Wir stießen auf mehrere Komplikationen zwischen den von Hand angefertigten Zeichnungen und deren genauer Machbarkeit mit der Software. Aus diesem Grund haben wir unter der Aufsicht des Professors mehrere Prototyp-Zeichnungen angefertigt, bis wir uns auf die realisierbare Zeichnung geeinigt haben. Diese Software hat die Besonderheit, dass sie uns nach der Erstellung einer Zeichnung erlaubt, die Produktionskosten, das Gewicht und viele andere Informationen bereits zu kennen, was ein sicherer Grund für die Beurteilung und Einschätzung der Machbarkeit der angefertigten Zeichnungen war. Nach der Realisierung und Fertigstellung der vom Lehrer gewählten Zeichnung auf May-CAD konnte die Konstruktion (noch mit Software) diesmal auf SolidWorks weitergeführt werden, da es darum ging, ein anderes Material als Aluminium (Holz) hinzuzufügen, um Kosten zu reduzieren und die Konstruktion zu vereinfachen. Wir haben uns sehr gefreut, dass May-CAD uns die Arbeit erleichtert hat, da wir nicht alle diese Bosch-Profile auf May-CAD zeichnen mussten, einschließlich der anderen Teile, die dazu gehören.

Abbildung 10: Darstellung des Maycad-Entwurfs

Abbildung 11: Darstellung des SolidWorks-Entwurfs

Abbildung 9: Darstellung des Baugruppen-Modells

Technische Zeichnungen

Zusätzlich zu den uns zur Verfügung stehenden Informationen, wie z.B. die Höhe des Roboters und seines Arbeitsbereiches, seine Abmessungen, Angaben zu den Abmessungen der Türen und der Aufzüge und die Höhe der Arbeitsfläche, haben wir wieder Zeichnungen nach diesen Normen und mit Kenntnis der uns zur Verfügung stehenden Materialien erstellt.

CAD-Daten

Die sämtlichen CAD-Daten und weitere Projektdateien finden sich unter folgendem SVN-Link: [1]

Beschaffung

Die nachfogend aufgeführten Zukaufteile wurden beschafft:

Pos.	Beschreibung	Anzahl	Preis	Link
1	Gewinde-Formverbindersatz 10 Profiltyp schwer	32	52,48€	Link
2	Hauptsäulen: Profil 10 100x100, L = 2040mm	8	958,38€	Link
3	Streben oben: Profil 6 40x160, L = 1200mm	8	201,20€	Link
4	Streben unten: Profil 10 45x90 schwer, L = 1200mm	4	58,28€	Link
5	Werkzeug: Bit Torx T50 mit Nuss-Aufnahme	1	18,99€	Link
6	Werkzeug: Bit Torx T50	5	19,95€	Link
7	Schraube für Rolle an Fußplatte	8	3,20€	Link
8	Schraube für Dachplatte an Fußplatten	32	12,80€	Link
9	Rittal AE 1045.500 Schaltschrank 400 x 500 x 210 Stahlblech Lichtgrau (RAL 7035) 1 St.	2	129,58€	Link
10	FSP FSP180-50PLA Netzteil	2	110,16€	Link
11	Fußplatte 10 100x100 M12	8	89,60€	Link
12	Winkel 10 100x100	40	268€	Link
13	Installationskabel H07RN-F 3 x 1.5 mm² Schwarz 50 m	1	90,66€	Link

Fertigung und Montage

Zu Beginn unserer Konstruktion hatten wir Schwierigkeiten mit den Lagern, die wir bestellt hatten, aber nicht die, die uns geliefert wurden. Sie entsprachen nicht dem, was in unserer Konstruktion vorgesehen war und waren aufgrund ihrer Form und Abmessungen nicht verwendbar. Eine Lösung wurde gefunden, wo es darum geht, Löcher in die Einsätze zu bohren, auf die sie gesetzt werden sollen, um die Konstruktion zu ermöglichen.

Schaltplan

Abbildung 2: Schaltplan

Fazit, Zusammenfassung und Ausblick

nachdem mehrere Probleme in der Hard- und Software des Delta Picker Roboters gelöst wurden. es wird geschätzt, dass wir am Anfang viel gelernt haben, aber wir gehen jetzt mit einem Projekt von Anfang bis Ende voran, indem wir neue Dinge wie V-Modell und SVN verwenden. unser Wissen wurde in diesen Bereichen verbessert. Im Zeichenteil hatten wir auch eine schöne und großartige Lernerfahrung, wo wir lernten, wie man mit der Realisierung eines Bauprojekts beginnen kann, indem man zuerst versteht, was seine Anforderungen und seine Fähigkeiten zu bauen sind, und indem man damit beginnt, all dies auf Papier und von Hand zu erstellen oder zu realisieren, um die Sache besser zu verstehen. Wir haben unsere Kenntnisse über SolideWokrs im ersten Semester vertiefen können und uns an neuer Software wie May-CAD geschult und getestet. Der einfache und häufige Zugang zum Labor hat uns auch die Verfügbarkeit von wissenschaftlichen Mitarbeitern begünstigt, ganz zu schweigen von der einfachen Kommunikation und in Bezug auf die sehr positiven Erwartungen von Firmen wie Ormon und SMT. Es war nicht nur eine Frage des Positionspunktes, den wir auch hatten, und der schwierigen Punkte wie die Gruppenarbeit, die nicht offensichtlich ist, sondern die auch einen großen Beitrag zum Plan des Erfahrungserwerbs geleistet hat. Wir konnten das Projekt aufgrund der vielfältigen Schwierigkeiten nicht wie geplant abschließen, aber hoffen wir, dass die nächsten Leute, die daran arbeiten werden, nicht mehr tun werden und in der Lage sein werden, auf eine offensichtlichere Art und Weise voranzukommen. Von dem Punkt an, an dem das Projekt von uns verlassen wurde, könnte es in Zukunft für diejenigen, die an diesem Projekt weiterarbeiten wollen, von Vorteil sein, an den Punkten zu arbeiten, wie:

-Die Fertigstellung der Aufhängung,

-Befestigung der Roboterlegierung an der Aufhängung,

-Studie die Programmiersoftware des Roboters, der in dem von uns reparierten PC vorhanden ist,

-Programmierung des Roboters entsprechend einer bestimmten Aufgabe,

-Den Roboter in Betrieb Nehmen.

Quellen

↑ Abbildung 1: eigene Quelle

https://assets.omron.com/m/61547d4849409d86/original/Quattro-S650H-Parallel-Robot-Users-Manual.pdf

http://products.omron.us/Asset/Omron-Adept-SmartController-EX_UG_EN_201602_R96IE01.pdf

https://industrial.omron.de/de/products/robotics

https://de.wikipedia.org/wiki/Adept_Technology

Sonstiges