Modulares mechatronisches Produktionssystem (MPS) zur Fertigung eines Pneumatikzylinders

Autor: Mareen Rehberg und Carolin Mohs
Betreuer: Prof. Dr.-Ing. Göbel

Das Fachpraktikum im 7. Semester im Schwerpunkt GPE dient dazu, Elemente produktionstechnischer Anlagen zu verstehen. Durch Teilaufgaben im Team werden Einblicke in die Arbeit mit mechatronischen Systemen gegeben und die Zusammenarbeit im Team gestärkt. Durch die Ergebnisvorstellung der einzelnen Teams wird das Lernen durch Lehren gefördert.

Projekt

Einleitung

Gesamte Anlage

Die MPS Anlage ist eine Fertigungsanlage von Festo. Die Anlage dient dem Herstellen von einfachwirkenden Pneumatikzylindern und wird durch mehrere SPS-Einheiten gesteuert. Die Anlage besteht aus mehreren Modulen. Diese Module sind:

• Verteilen & Prüfen
• Handhaben & Bearbeiten
• Roboter
• Montieren
• Transferband
• Sortieren

Die Module sind durch ein Förderband miteinander verbunden, das mit einer eigenen Steuerung verbunden ist. Für das Förderband gibt es einen Automatikbetrieb. Nur durch den Automatikbetrieb können auch die anderen Module betrieben werden.

Aufgrund der Programme und der vorhandenen Anschlüsse funktioniert die Anlage nur als Ganzes. Da die Anlage viel Platz einnimmt und daher selten genutzt wird, sollen die Module getrennt werden. Dafür muss die Funktion der Anlage als Gesamtes zuerst gegeben sein.

Die Aufgabe in diesem Praktikum besteht also darin, die Anlage in Betrieb zu nehmen.

V-Model

Überblick:

Anforderungsdefinition:

• Dokumente sichten und ordnen
• Anlage in Betrieb nehmen
• Schnittstellen definieren
• Dokumentation
• Präsentation
• Wiki-Artikel

Funktionaler Systementwurf:

• Aufgabe der Anlage
• Funktion der einzelnen Stationen

Technischer Systementwurf:

• Schnittstellen aufzeigen
• Schauen ob Aufteilung möglich

Programmieren:

• Programme wenn nötig verbessern

Komponententest:

• Fällt weg, da Anlage nur als Ganzes funktioniert
• Test der einzelnen Baugruppen nur unter Inbetriebnahme des gesam-ten Systems

Integrationstest:

• Anlage in Betrieb nehmen
• Wenn nicht funktioniert: Fehler suchen und beheben
• Wenn funktioniert: versuchen Komponententest durchzuführen

Inbetriebnahme

Einzelstationen

Um systematisch Vorgehen zu können, haben wir die gesamte Anlage in kleine Abschnitte eingeteilt, die wir dann nacheinander überprüft haben. Die einzelnen Abschnitte sind:

• 

  Verteilen

• 

  Prüfen

• 

  Handhaben

• 

  Bearbeiten

• 

  Roboter

• 

  Montieren

• 

  Transferband

• 

  Sortieren

Der Versuch die Anlage nach der Quick-Start-Anleitung zu starten, scheiterte. Die Anlage ließ sich nicht einschalten. Der erste Fehler war der defekte FI-Schutzschalter an der ersten Steckdosenleiste. Dieser und musste ausgetauscht werden und war aufgrund des vorhanden FI-Schutzschalters im Labor überflüssig. Die Steckdosenleiste wurde komplett ersetzt durch ein Verlängerungskabel. Nach dem Austausch der Steckdosenleiste, konnte die Anlage eingeschaltet werden.

Verteilen & Prüfen

Der Stationsteil Verteilen funktionierte ohne Probleme. Beim Übergang zur Station Prüfen, traten die ersten Fehler auf. Bei der Höhenmessung wurden alle Bauteile (rot, schwarz und Silber) aussortiert. Damit nur wie gewollt die schwarzen Bauteile aussortiert werden, musste die Höhenmessung mechanisch sowie elektrisch eingestellt werden. Nachdem Einstellen wurden nur noch die schwarzen Bauteile aussortiert. Als nächstes musste die Luftrutsche richtig eingestellt werden, damit die silbernen und roten Bauteile bis zum Werkstückträger befördert werden. Damit das Bauteil auf dem Werkstückträger erkannt wird und zur nächsten Station weiterbefördert wird, wurde die Lichtschranke am Förderband richtig eingestellt.

Handhaben & Bearbeiten

Die Station Handhaben zeigte eine Störung an und reagierte auch nicht auf drücken der Resett-Taste. Hier musste direkt mit der Fehlersuche begonnen werden. Die elektrische und die mechanische Endlagen passten nicht überein. Über die Handbetätigung konnte der Greifer verfahren werden und die Sensoren der Endlagen an beiden Enden mechanisch und elektrisch eingestellt werden.

Roboter & Montieren

Transferband und Sortieren