Produktion eines HSHL-Getränkeuntersetzers: Kommissionierung (Station 1)

Aus HSHL Mechatronik
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Die MPS-Station 1: Kommissionierung
Die MPS-Station 1: Kommissionierung im CAD

Autoren: Mario Wollschläger und Florian Leben

Dozent: Prof. Dr. Mirek Göbel

→ zum Hauptartikel: [Mechatronisches Produktionssystem zur Produktion eines HSHL-Getränkeuntersetzers]

Einleitung

Bestückter Warenträger

Im Rahmen des Studiengangs Mechatronik der Hochschule Hamm-Lippstadt wird im 7. Fachsemester das Praktikum Produktionstechnik als Teil des Moduls Global Production Engineering durchgeführt. In diesem Praktikum geht es um die Realisierung eines mechatronischen Produktionssystems (MPS) mittels Speicherprogrammierbarer Steuerung (SPS) sowie der Ansteuerung eines pneumatischen Systems im Rahmen des Projektes „Produktion eines HSHL-Getränkeuntersetzers“.

Gesamtkonzept

Produktion von HSHL-Getränkeuntersetzern als Werbegeschenk Produktion in 4 Stationen Verkettet über das bereits bestehende Förderband der MPS-Anlage

  • Station 1: Kommissionierung
  • Station 2: Kleber auftragen
  • Station 3: Montage
  • Station 4: Verpackung

Aufgabe der Station

Die Aufgabe der Station 1 ist, Warenträger vom Förderband mit Teilen zu bestücken. Auf dem Warenträger sind dafür vorgefertigte Plätze für die Teile vorhanden. Das zu erzielende Endresultat ist in der Abbildung rechts zu erkennen.

Anforderungsdefinition

Zu Beginn wurden verschiedene Anforderungen definiert, welche die Station erfüllen soll.

Lastenheft für die MPS Station 1


Originaldatei: Datei:MPS1-Anforderungen.xlsx

funktionaler Systementwurf

Im funktionalen Systementwurf wird die Fertigungsaufgabe in kleine Teilaufgaben runtergebrochen. Für die vorliegen Station teilt sich die Aufgabe in das Entnehmen des Warenträgers (WTs) vom Förderband, das Positionieren der Einzelteile und das anschließende Rückführen und weitergeben des WTs. Das Positionieren kann hierbei weiter unterteilt werden in das Speichern vereinzeln und genaue Positionieren auf dem WT.

  • Funktionaler Systementwurf

    Funktionaler Systementwurf

  • Positionierung

    Positionierung

  • Positionierung am Beispiel Logo Links

    Positionierung am Beispiel Logo Links

Originaldatei: Datei:MPS1-FS.pptx

technischer Systementwurf

Im Anschluss an den funktionalen Systementwurf wird das System genauer spezifiziert. Im Folgenden sind die geplanten Komponenten mit Ein- und Ausgängen dargestellt. Zudem ist eine Gesamtübersicht mit allen relevanten Verbindungen und ein Lageplan abgebildet.

  • Legende

    Legende

  • Systemübersicht

    Systemübersicht

  • Haltevorrichtung

    Haltevorrichtung

  • Magazin

    Magazin

  • Entnahme

    Entnahme

  • Ventilblock

    Ventilblock

  • SPS

    SPS

  • Lageplan

    Lageplan

Originaldatei: Datei:MPS1-TSE.pptx

Komponentenspezifikation

Nach dem technischen Systementwurf können die einzelnen Komponenten genauer spezifiziert werden. Das Hauptaugenmerk liegt hierbei auf den mechanischen Komponenten, welche in groben Skizzen vor konzipiert werden. In diesen Skizzen wird das Wirkprinzip dargestellt und ein Konzept ausgearbeitet. Diese Skizzen sind für das Magazin und die Entnahmevorrichtung unten dargestellt. Für die restlichen Komponenten wurden Eigenschaften aufgenommen. Neben der Mechanik wurde ebenfalls die Programmierung vor konzipiert. Hierfür wurde ein Programmablaufplan erstellt, welcher als Basis für die spätere Programmierung dient.

  • Magazine

    Magazine

  • Entnahme

    Entnahme

  • Programmablaufplan

    Programmablaufplan

Originaldateien:

Gesamtsystem der Komissionierung

CAD-Modell der MPS-Station 1

Die Aufgabe der ersten Station liegt darin, die Einzelteile für den HSHL-Getränkeuntersetzter auf dem WT zu platzieren. Neben der Mechanik werden noch weiter Komponenten benötigt. So werden die mechanischen Komponenten durch Druckluft bewegt, weshalb ein pneumatisches System aufgebaut wird. Dieses besteht einerseits aus den Druckluftzylindern selbst, andererseits jedoch auch aus Ventilen. Die Ventile werden elektrisch angesteuert. Für die Steuerung wird eine SPS verwendet. Im Folgenden sind die mechanischen Komponenten, das pneumatische System und die Programmierung des SPS genauer erläutert.

Mechanische Komponenten

Zur Umsetzung der Fertigungsaufgabe werden mehrere mechanische Komponenten benötigt. Diese Komponenten bestehen einerseits aus einer Mechanik zum Entnehmen und Rückführen des WTs (Wahrenträgers) vom und auf das Förderband. Die Funktion wird durch die Komponente Entnahmevorrichtung umgesetzt. Andererseits müssen die einzelnen Bauteile auf den WT aufgebracht werden und zuvor gespeichert werden. Diese Funktion wird durch Magazine mit integriertem Auswerfer umgesetzt. Hierbei sind die Magazin eins bis drei zu einer Komponente zusammengefasst, währen das vierte Magazin eine separate Komponente darstellt.

Entnahmevorrichtung

Entnahmevorrichtung
Entnahmevorrichtung Rückseite

Die Entnahmevorrichtung nimmt den WT (Warenträger) vom Wagen auf dem Förderband auf und verschiebt diesen in die Station, wo dieser dann bearbeitet werden kann. Hierfür greift ein gedrucktes Kunststoffteil, die Entnahmenase, in die Nase des WTs ein und zieht das gesamte Teil an dieser Nase in die Station. Sowohl der WT als auch die das Kunststoffteil werden von zwei T-Profilen geführt. Auf diese Weise wird einerseits die Position des WTs in der Station definiert, andererseits wird ein Verdrehen der Entnahmenase verhindert.

Die notwendige Bewegung in der Station wird durch einen Druckluftzylinder mit 300 mm Hub umgesetzt. Da nicht der volle Fahrweg des Zylinders benötigt wird, ist eine Begrenzung in Form von Anschlägen verbaut. Im eingefahrenen Zustand dient hierfür der interne Anschlag des Zylinders, im ausgefahrenen Zustand wird eine Konstruktion aus Boschprofilen und entsprechenden Winkeln verwendet. Diese Ausführung ermöglicht eine genaue Anpassung an den Abstand zum Förderband. Der doppeltwirkende Zylinder ist mit Reed-Kontakten versehen, welche die Endlagen des Zylinders erkennen. Hierdurch kann die Position der Entnahmenase bestimmt werden, was für die später beschriebene Programmierung wichtig ist. Sensoren zur Endlageerkennung

Magazin 1 bis 3 (Kleinteilmagazin)

Magazin 1 bis 3 (Kleinteilmagazin)
Magazin 1 bis 3 (Kleinteilmagazin) Rückseite

Die Magazine für die Kleinteile des Untersetzers befinden sich im Magazin 1 bis 3. Die drei Magazine sind aufgrund der räumlichen Nähe der Bauteile auf dem Warenträger zu einem Magazinblock zusammengefasst. Die Magazine ermöglichen ein geordnetes Speichern der Einzelteile in einer definierten Position. Das Nachrücken der Einzelteile erfolgt mittels Gravitation, sodass immer ein Bauteil am Auswurffenster vorhanden ist. Das Nachfüllen der Magazine erfolgt über die obigen Öffnungen und wird durch eine Aussparung an der Rückseite vereinfacht. Diese Öffnungen zeigen zeitgleich den Füllstand des Magazins an, damit der Bediener der Station weiß, wann die Magazine rechtzeitig nachzufüllen sind. Der Auswurf der Bauteile auf den Warenträger erfolgt über Schieber, welche federrückgestellte Druckluftzylinder angesteuert werden. Die Schieber besitzen jeweils eine individuelle Länge, die auf die Bauteile angepasst ist. Die drei Zylinder haben einen Hub von 100 mm und sind nebeneinander leicht versetzt, auf einer Trägerplatte angeordnet und mit einem Drosselrückschlagventil ausgestattet, um die Fahrgeschwindigkeit regulieren zu können.


Magazin 4 (Grundplatte)

Magazin 4 (Grundplatte)
Magazin 4 (Grundplatte) Rückseite

Das Magazin 4 speichert die Grundplatte des Untersetzers. Es entspricht vom Aufbau und Wirkprinzip her dem Magazin 1 bis 3. Jedoch hat dieses Magazin aufgrund des größeren Bauteils einen größeren Fahrweg, welcher durch einen größeren Zylinder realisiert wird. Diese Komponente ist in das Magazin und die Stützen unterteilt, was eine schnellere Iteration ermöglicht. Zudem bildet das Magazin 4 den Aufnahmepunkt für die Entnahmekomponente.


Pneumatik

Pneumatikplan nach EN 81346-2, Datei:MPS1-Pneumatik.pptx

Die Station ist über einen Standard Druckluftanschluss an das Versorgungsnetz der Hochschule mit einem Druck von 8 Bar angeschlossen. Um den Druck der Station individuell zu regulieren, ist ein Druckminderer (RN1) vorgeschaltet. Die Ansteuerung der Zylinder erfolgt über eine Ventilinsel, welche mit mehreren Ventilmodulen bestückt ist. Die Schaltsignale erhält die Ventilinsel von der SPS. Die verwendeten Module der Ventilinsel sind jeweils mit zwei 3/2-Wege-Ventilen ausgestattet. Der Zylinder der Entnahmevorrichtung ist ein doppeltwirkender Zylinder (MM1), sodass für dessen Ansteuerung zwei Ventile (QM1 & QM2) verwendet werden, jeweils eins für das Ausfahren und eins für das Einfahren des Zylinders. Um die Fahrgeschwindigkeit des Zylinders in beide Richtungen einstellen zu können, wurde bei beiden Eingängen des Zylinders ein Drosselrückschlagventil (RZ1 & RZ2) eingebaut. Die Drosselrückschlagventile begrenzen den Durchfluss in eine Richtung und lassen in der entgegengesetzten Richtung den vollen Durchfluss zu, sodass eine Fahrrichtung in der eingestellt werden kann und der Zylinder beispielsweise langsam ausfährt und schnell wieder einfährt. Zudem verfügt der Zylinder der Entnahmevorrichtung über zwei Endschalter (BG1 & BG2), um die Position der Kolbenstange im Prozess bestimmen zu können. Die Zylinder der Magazine (MM2 - MM5) werden grundlegend nach dem gleichen Prinzip angesteuert und deshalb nur einmal anhand von Magazin 1 (MM2) erläutert. In den Magazinen sind Federrückgestellte Zylinder verbaut, was bedeutet, dass die Zylinder nur einen Anschluss haben und sobald Druckluft auf den Eingang gegeben wird, der Zylinder ausfährt. Wird der Eingang drucklos geschaltet, fährt der Zylinder mittels eingebauter Feder wieder in die Ursprungsposition zurück. Auch die Zylinder der Magazine sind mit einem Drosselrückschlagventil (RZ3 - RZ6) ausgestattet, um die Fahrgeschwindigkeit zu reduzieren.

Die Referenzkennzeichnung der Komponenten erfolgt nach EN 81346-2.


Elektrik

Schaltplan, Datei:MPS1-Schaltplan.pptx

Im folgenden Schaltplan (rechts) ist die Verkabelung der Station beschrieben. Die genaue Belegung der einzelnen Anschlüsse sowie die Belegung der Anschlüsse der Ventilinsel sind der Anschlusstabelle zu entnehmen.

ID Typ Modul Adresse SPS-Adresse Ventil li nach re Zylinder Ventilinsel-Anschluss Beschreibung Kabel
1 Output 7 0 A7.0 1 1 14 Magazin 1 Grau
2 Output 7 1 A7.1 2 2 14 Magazin 2 Weiß
3 Output 7 2 A7.2 3 3 14 Magazin 3 Braun
4 Output 7 3 A7.3 6 4 14 Magazin 4 pink
5 Output 8 0 A8.0 4 0 14 Entnahme einfahren Grün
6 Output 8 1 A8.1 5 0 14 Entnahme ausfahren Gelb-Braun
7 Output 8 2 A8.2 - - - Wagen freigeben Grau
8 Input 6 0 E6.0 - 0 eingefahren Entnahme
9 Input 6 1 E6.1 - 0 ausgefahren Entnahme
10 Input 6 2 E6.2 - - - Sensor für Wagenerkennung Grün


Programmierung

Das Programm, welches die Station kontrolliert, läuft auf der Siemens SPS. Die verwendete Programmiersprache ist FUP (kurz für Funktionsplan), welche Netzwerke in grafischer Form beschreibt. Diese Netzwerke entsprechen dabei weitestgehend den Logikgattern der Digitaltechnik. So können beispielsweise Eingangsvariablen mit UND-Gattern verknüpft werden oder Zustände durch RS-Flipflops gespeichert werden. Als Eingangsvariablen können entweder die digitalen Eingänge der SPS verwendet werden oder interne Variablen/Merker.

Für die Anlage der Station 1 sind die Funktionen in verschiedene Netzwerke aufgeteilt.

  • Entnahme einfahren

    Entnahme einfahren

  • Entnahme ausfahren

    Entnahme ausfahren

  • Bestücken des WTs

    Bestücken des WTs

  • Hilfsnetzwerk

    Hilfsnetzwerk



Test der Station

Komponententest

Zu Beginn werden die einzelnen Komponenten für sich getestet. Dafür wurden Kriterien überprüft, welche unten zu sehen sind.

SPS

SPS
ID Beschreibung Status Datum Prüfer
1 Verbindung mit Computer i.O. 25.11.2021 FL & MW
2 Ausführen eine Programmes i.O. 02.12.2021 FL & MW
3 Einlesen von digitalen Inputs i.O. 09.12.2021 FL & MW
4 Schreiben von digitalen Outputs i.O. 09.12.2021 FL & MW
5 Software vollstänig i.O. 23.12.2021 FL & MW


Ventilinsel

Ventilinsel
ID Beschreibung Status Datum Prüfer
1 Anschließen an die Druckluftversorgung i.O. 16.12.2021 FL & MW
2 Manuelle Betätigung i.O. 16.12.2021 FL & MW
3 Elektrische Betätigung i.O. 23.12.2021 FL & MW


Entnahme

Entnahme
ID Beschreibung Status Datum Prüfer
1 Manuelles verschieben eines WTs i.O. 23.12.2021 FL & MW
2 Pneumatisches verschieben eines WTs i.O. 23.12.2021 FL & MW
3 Entnahme vom Förderband i.O. 06.01.2022 FL & MW
4 Rückführung aufs Förderband i.O. 06.01.2022 FL & MW


Magazin 1 bis 3

Magazin 1 bis 3
ID Beschreibung Status Datum Prüfer
1 Zylinder ausfahren i.O. 23.12.2021 FL & MW
2 Zylinder einfahren i.O. 23.12.2021 FL & MW
3 Teil auswerfen i.O. 23.12.2021 FL & MW
4 Teil nachrücken i.O. 23.12.2021 FL & MW
5 sequenziertes Teil auswerfen i.O. 23.12.2021 FL & MW


Magazin 4

Magazin 4
ID Beschreibung Status Datum Prüfer
1 Zylinder ausfahren i.O. 23.12.2021 FL & MW
2 Zylinder einfahren i.O. 23.12.2021 FL & MW
3 Teil auswerfen i.O. 23.12.2021 FL & MW
4 Teil nachrücken i.O. 23.12.2021 FL & MW
5 sequenziertes Teil auswerfen i.O. 23.12.2021 FL & MW


Integrationstest

Der Integrationstest wird durchgeführt, um das Zusammenspiel verschiedener Komponenten des System zu prüfen.

SPS zu Ventilinsel

ID Beschreibung Status Datum Prüfer
1 elektrische Verbindung i.O. 16.12.2021 FL & MW
2 Ansteuerung Ventil 1 i.O. 16.12.2021 FL & MW
3 Ansteuerung Ventil 2 i.O. 16.12.2021 FL & MW
4 Ansteuerung Ventil 3 i.O. 16.12.2021 FL & MW
5 Ansteuerung Ventil 4 i.O. 16.12.2021 FL & MW
6 Ansteuerung Ventil 5 i.O. 16.12.2021 FL & MW
7 Ansteuerung Ventil 6 i.O. 16.12.2021 FL & MW

Ventilinsel zu Magazin

Durch das manuelle Betätigen der Ventile wurden die Magazine auf Funktion überprüft. Während dieses Vorgangs wurden die Drosselrückschlagventile der Zylinder eingestellt, um die optimale Fahrgeschwindigkeit zu verwenden.

ID Beschreibung Status Datum Prüfer
1 Magazin 1 i.O. 16.12.2021 FL & MW
2 Magazin 2 i.O. 16.12.2021 FL & MW
3 Magazin 3 i.O. 16.12.2021 FL & MW
4 Magazin 4 i.O. 16.12.2021 FL & MW

Ventilinsel zu Entnahme

ID Beschreibung Status Datum Prüfer
1 Ausfahren i.O. 16.12.2021 FL & MW
2 Einfahren i.O. 16.12.2021 FL & MW

Magazin zu Entnahme

ID Beschreibung Status Datum Prüfer
1 Magazin 1 i.O. 23.12.2021 FL & MW
2 Magazin 2 i.O. 23.12.2021 FL & MW
3 Magazin 3 i.O. 23.12.2021 FL & MW
4 Magazin 4 i.O. 23.12.2021 FL & MW

Systemtest

ID Typ (I = Info, A = Anforderung) Kapitel Inhalt Kommentar Auftraggeber Status Prüfer Komentar
001 I 1 Wareneingang
002 A Die Grundplatten des Produktes müssen in Magazinen eingehen. i.O. M,F
003 A Die Logoteile des Produktes müssen in Magazinen eingehen. i.O. M,F
004 A Die Schriftteile des Produktes müssen in Magazinen eingehen. i.O. M,F
005 A Leere Magazine müssen erkennbar sein. i.O. M,F Erkennung bisher optisch durch Mitarbeiter. In der nächsten Ausbaustufe sollten Sensoren verwendet werden
006 I 2 Bearbeitung
007 A Die Position der Einzelteile auf dem Werkstückträger muss bestimmt sein. i.O. M,F
008 A Der Warenträger muss für die Kommissionierung in die Station transportiert werden. Ausstehend M,F Neue WT-Unterseite fehlt
009 I 3 Warenausgang
010 A Die Einzelteile müssen auf dem Warenträger weitergegeben werden. i.O. M,F
011 A Der Warenträger muss nach Bearbeitung freigegeben werden. Ausstehend M,F
012 I 4 Steuerung
013 A Die Anlage muss mittels einer SIEMENS SPS gesteuert werden. i.O. M,F
014 I 5 Energie
015 A Das System muss mit 24V versorgbar sein. i.O. M,F Netzteil innerhalb der SPS
016 A Pneumatikkomponenten müssen mit der vorhanden Druckluft arbeiten. i.O. M,F
017 I 6 Geometrie
018 A Die Anlage muss auf einem Rollwagen aufgebaut werden. i.O. M,F
019 A Die Anlage muss eine Erweiterung der MPS-Anlage werden i.O. M,F
020 I 7 Software / Werkzeuge
021 A Versuchsaufbau muss mit Standardwerkzeugen montierbar sein. i.O. M,F
022 A Erstellte CAD-Teile müssen in SolidWorks weiterbearbeitbar und modifizierbar sein. i.O. M,F
023 I 8 Dokumentation
024 A Es muss ein WIKI-Artikel mit Beschreibung des Aufbaus erstellt werden. mit detaillierter Erläuterung des Programms,… Ausstehend in Bearbeitung
025 A Es muss ein Anlagendokumentation erstellt werden. inkl. Schaltplan, Systemaufbau, Schnittstellen-Plan/Liste, … Ausstehend in Bearbeitung
026 9 Sicherheit
027 Anlagensicherheitskonzepte Sicherheitskomponenten müssen eingeplant werden um eine Notabschaltung zu ermöglichen. Ausstehend Niedervoltsystem mit geringem Druck (2 Bar), Sicherheitskonzept sollte für Gesamtanlage erstellt werden.

Abnahmetest

Der Abnahmetest der Station lief im autarken Betrieb durchweg positiv. Alle Komponenten arbeiten, wie in den Anforderungen beschrieben und die Kommissionierung erfolgt wie gewünscht. Die Feineinstellung der Drosselrückschlagventile und des Systemdrucks muss im Betrieb noch erfolgen. Die Integration in das Gesamtsystem und der Steuerung der MPS-Anlage ist zum Teil abgeschlossen. Die Freischaltung zum weiterfahren des Wagens ist schon verdrahtet und in die Software eingebunden, muss allerdings noch getestet werden. Die gesamte Hardware, also der mechanische, elektrische und pneumatische Teil der Anlage, ist somit fertiggestellt, lediglich die Software muss noch an die kurzfristigen Änderungen der Anforderungen verifiziert werden.

Bauteile

Zylinder

Es wurden drei verscheiden Druckluftzylinder in der Station verbaut:

Bestellnummer Lieferant Komponente Anzahl Beschreibung Bild
DSNU-20-300-PA Festo Entnahme 1 Doppeltwirkender Zylinder mit 20mm Kolbendurchmesser, 300mm Hub und Magnet zur Positionserkennung im Kolben
300mm Zylinder[1]
CM2B20-150SZ SMC Magazin 4 1 Einfachwirkender, federrückgestellter Zylinder mit 20mm Kolbendurchmesser und 150mm Hub
150mm Zylinder[2]
CM2B20-100SZ SMC Magazin 1 bis 3 3 Einfachwirkender, federrückgestellter Zylinder mit 20mm Kolbendurchmesser und 100mm Hub
100mm Zylinder

Für die Befestigung und Positionserkennung wurden die folgenden Komponenten verwendet:

Bestellnummer Lieferant Anzahl Zylinder Beschreibung Bild
SME-8M-DS-24V-K-2.5-OE Festo 2 Entnahme Sensor zur Erkennung der Position des Kolbens im Zylinder, über den verbauten Magneten
Reedkontakt [3]
SMBR-8-20 Festo 2 Entnahme Befestigung für den Sensor
Befestigung Sensor[4]
SG-M8 Festo 4 Alle Zylinder Gabelkopf
Gabelkopf[5]
HBN-20/25X2 Festo 5 Alle Zylinder Zylinderbefestigung
Zylinderbefestigung[6]
GRLA-1/8-QS-6-RS-D Festo 6 Alle Zylinder Drosselrückschlagventil
Drosselrückschlagventil[7]

Ventilstation

Zur pneumatischen Ansteuerung der Druckluftzylinder wurde eine Ventilinsel des Herstellers Festo verwendet. Mit einem Druckluftanschluss können so bis zu 16 Ausgänge gesteuert werden. Für das Adapterkabel wurde ein 25-poliges Kabel verwendet, bei dem dann nicht alle Adern belegt sind.

Pin Farbe Ventilplatz Ventil 24V Anschluss
1 Grau 1 14 24V
2 Grau-Braun 1 12 24V
3 Weiß 2 14 24V
4 Grau-Pink 2 12 24V
5 Braun 3 14 24V
6 Braun-Grün 3 12 24V
7 Grün 4 14 24V
8 Gelb 4 12 24V
9 Gelb-Braun 5 14 24V
10 Weiß-Gelb 5 12 24V
11 pink 6 14 24V
12 blau 6 12 24V
13 rot 7 14 24V
14 lila 7 12 24V
15 braun-rot 8 14 24V
16 schwarz 8 12 24V
17 weiß-schwarz
18 braun-blau
19 weiß-rot
20 weiß-grau
21 weiß-blau
22 pink-braun
23 weiß-pink
24 rot-blau 0V
25 weiß-grün 0V

SPS

Für die Steuerung der Station wurde eine Siemens SPS Simatic ET200SP Open Controller 1515SP PC2 verwendet. Diese wurde mittels TIA-Portal und FUP programmiert. Nähere Infos finden sich im Hauptartikel der Siemens-SPS.

Siemens SPS


Metallbauteile

Die Basis der Station besteht aus einer großen Aluminium-Nutenplatte. Zur Verbindung der einzelnen Komponenten und primär zu stabilen Montage wurde Aluminiumplatten gefertigt. Diese wurden im Vorhinein mit SolidWorks geplant und anschließend wurden darüber technische Zeichnungen erstellt. In diesen befinden sich Gewinde für die direkte Verschraubung der Komponierten. Des Weiteren wurden Aluminium-Profile in der Komponente "Entnahme" verwendet: Zum einen wurden T-Profile zur Führung des WTs und weiterer Bauteile eingesetzt, zum anderen ist zur Umsetzung eines verstellbaren und damit flexibel nutzbaren Anschlags ein Standard-BOSCH-Profil verwendet worden.

  • Magazin 1 bis 3 Zylinderplatte

    Magazin 1 bis 3 Zylinderplatte

  • Magazin 4 Zylinderplatte und Entnahme

    Magazin 4 Zylinderplatte und Entnahme

Orignaldateien:

3D-Druckteile

Durch die umfangreiche Planung der Station im CAD mittels SolidWorks konnte die Möglichkeit der Fertigung durch additiver Verfahren genutzt werden. Somit konnten von vornherein die Bauteile auf diese Fertigungsart ausgelegt und optimiert werden. Durch die Fertigung mittels 3D-Druck konnten die Bauteile optimal auf die Bedürfnisse ausgelegt werden und trotzdem kostengünstig und schnell gefertigt werden. Somit wurde ein Großteil der Komponenten individuell konstruiert und in diesem Verfahren gefertigt. Im Folgenden können die Bauteile bewundert werden.

  • Nase für Entnahme

    Nase für Entnahme

  • Stütze der Entnahme

    Stütze der Entnahme

  • Zylinderbefestigung der Entnahme

    Zylinderbefestigung der Entnahme

  • Magazingehäuse für Magazin 1 bis 3

    Magazingehäuse für Magazin 1 bis 3

  • Stütze des Magazin 1 bis 3

    Stütze des Magazin 1 bis 3

  • Schieber des Magazin 1 und 2

    Schieber des Magazin 1 und 2

  • Schieber des Magazin 3

    Schieber des Magazin 3

  • Magazingehäuse für Magazin 4

    Magazingehäuse für Magazin 4

  • Stütze rechts Magazingehäuse 4

    Stütze rechts Magazingehäuse 4

  • Stütze links Magazingehäuse 4

    Stütze links Magazingehäuse 4

  • Stütze für Zylinder des Magazin 4

    Stütze für Zylinder des Magazin 4

  • Halterung des Zylinders des Magazin 4 (Teil 1)

    Halterung des Zylinders des Magazin 4 (Teil 1)

  • Halterung des Zylinders des Magazin 4 (Teil 2)

    Halterung des Zylinders des Magazin 4 (Teil 2)

  • Schieber des Magazin 4

    Schieber des Magazin 4

  • Klemme zur Organisation von Druckluftschläuchen

    Klemme zur Organisation von Druckluftschläuchen

  • Adapter für Verschraubung Durchmesser 6mm Länge 10mm

    Adapter für Verschraubung Durchmesser 6mm Länge 10mm

  • Adapter für Verschraubung Durchmesser 6mm Länge 20mm

    Adapter für Verschraubung Durchmesser 6mm Länge 20mm

  • Adapter für Verschraubung Durchmesser 8mm Länge 10mm

    Adapter für Verschraubung Durchmesser 8mm Länge 10mm

  • Adapter für Verschraubung Durchmesser 8mm Länge 20mm

    Adapter für Verschraubung Durchmesser 8mm Länge 20mm

Im folgenden Ordner befeinden sich die Originaldateien: Datei:MPS1 Druckteile.zip

Verwendete Software

  • SolidWorks: Erstellung des CAD-Modells und Konzipierung der Druckteile
  • TIA Portal V15: Einrichtung und Programmierung der SPS
  • PapDesigner: Konzipierung des Programms
  • Microsoft Office: Dokumentation

Erweiterungsmöglichkeiten

Die MPS-Station 1 wurde von vornherein dahingehend konzipiert, dass diese Möglichkeiten zur Erweiterung für die kommenden Semester bietet. Diese Erweiterungen bieten sowohl Potenzial im mechanischen, elektronischen sowie auch im Softwarebereich und somit die ideale Grundlage für das Praktikum Produktionstechnik im Studiengang Mechatronik. Im Folgenden sind einige Erweiterungsmöglichkeiten enthalten.

  • Füllstandsensoren für die Magazine
  • Nachfüllmechanismus für die Magazine
  • Kommunikation mit der Haupt SPS über BUS-Schnittstelle
  • Positionserkennung an den restlichen Zylindern
  • HMI zur Anlagensteuerung
  • grafische Füllstandsanzeige über das HMI
  • Umbau auf doppeltwirkende Zylinder an den Magazinen
  • kamerabasierte Überprüfung des Warenträgers
  • Erweiterung der Magazine zur Farbauswahl des Logos über das HMI

Literatur

  1. ↑ https://i.ebayimg.com/images/g/U~4AAOSwPSNfimkj/s-l1600.jpg
  2. ↑ https://www.tsisolutions.us/ecomm_images/items/large/smbr-8-20.jpg
  3. ↑ https://media.rs-online.com/t_large/F1215825-03.jpg
  4. ↑ https://www.tsisolutions.us/ecomm_images/items/large/smbr-8-20.jpg
  5. ↑ https://www.landefeld.com/shop/media/festo/produkte/d15000100125251.jpg
  6. ↑ https://www.kiowa.co.uk/SupplyImages/WF00213/P_C5DF78A94B564A5A9326D8554713803E_pp.jpg
  7. ↑ https://www.amazon.de/197581-grla-1-8-qs-6-rs-d-Einweg-Control-Ventil/dp/B00RW7FCSO

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