Zuführung der Legosteine mittels Vibrationswendelförderer: Unterschied zwischen den Versionen

Version vom 13. Februar 2018, 10:09 Uhr

Hauptartikel:Automatische Legostein-Montieranlage

IN BEARBEITUNG!!!

Autor: Daniel Freitag und Markus Skrobol

Einleitung

Dieser Artikel entstand im Rahmen des Produktionstechnik Praktikum im 7 Semester des Studiengangs Mechatronik. Ziel des Beitrags ist es, eine nachhaltige Dokumentation zu schaffen, welche die Ergebnisse festhält und das weitere Arbeiten am Projekt ermöglicht.

Dieser Artikel ist aus der Kategorie Kategorie:Automatische Legostein-Montieranlage.

Aufgabe

Die Aufgabe dieser Projektgruppe war es, die Lego-Steine zu vereinzeln und diese Lagerichtig an die Gruppe "Förderung der Legosteine und Rücktransport in den Vibrationswendelförderer" weiterzugeben. Hierzu musste ein neuer Fördertopf entworfen werden und mittels 3D-Druckverfahren hergestellt werden.

Verwendete Bauteile

Nr.:	Artikel:	Artikelbeschreibung:	Menge in [Stück]	Datenblatt
1.	Vibrationswendelförderer & PiCo Regelgerät	Zum Befördern und ordnen der Legosteine	1	Datei:PiCo Regelgerät.PDF
2.	M12 Sensorleitung	Zum Anschluss des Vibrationswendelförderers an die SPS	1	Datei:M12 Sensorleitung PVC 5-polig Stift gerade.pdf
3.	Reflektion-Lichttaster	Zur Ermittlung ob das Förderband besetzt ist	1	Datei:Optoelektronischer Sensor CY-100.pdf

Konstruktion des Fördertopfes

Es wurden folgende Maße und Bedingungen, für die Konstruktion des Vibrationswendelförderertopfes, festgelegt:

- maximale Höhe: 150 mm

- maximaler Durchmesser: 150 mm

- Auslaufposition der Lego-Bausteine: Mittig, da die Rückführung der Bausteine über eine Linear-Achse realisiert werden sollte.

- Überstehende Bauteile sollten, wenn möglich, mit 45° Schrägen unterstützt werden um den 3D-Druck des Bauteils zu verkürzen.

Herausforderungen an die Konstruktion:

- Konstruktion des Topfes von Innen nach Außen

- Durchführung einiger Änderungen, durch den Ausfall eines 3D-Druckers auf dem die ursprüngliche CAD-Datei ausgelegt wurde.

- Bahnbreitenauslegung in der Förderbahn innerhalb des Fördertopfes und der Auslaufbahn

An dieser Stelle sollen die wichtigsten Schritte zur Anfertigung des Topfrohlings beschrieben werden.

Schritt.1:

Neue Skizze auf einer beliebigen Ebene erstellen.

Schritt.2:

Kreis aus dem Ursprung der Skizze zeichnen und mit dem gewünschten Durchmesser des Topfes bemaßen.

Schritt.3:

In der Werkzeugleiste links "Feature" auswählen.

Schritt.4:

Rechts in der Werkzeugleiste "Kurven" daraus den Reiter "Helix und Spirale" auswählen.

In diesem Feature können nun unterschiedliche Einstellungen vorgenommen werde.

Für die Konstruktion des vorhandenen Topfes wurden folgende Einstellungen verwendet:

Steigungshöhe: 35 mm

Umdrehungen: 1 (Skalierung der Höhe und des Auslaufübergabewinkels)

Ausgangswinkel: 90 Grad (Erleichtert die nachfolgenden Konstruktionsschritte)

Verjüngung der Spriale: 0 Grad (Einfacher für den 3D-Druck)

Schritt.5:

Konstruktion der Transportlaufbahn für die Lego-Bausteine mit Verknüpfung an die "Helix/Spirale"

Für die Berechnung der Förderbahnbreite wurde folgende Kreisfunktion verwendet:

                                          $f(x)=sqrt((r^2)-(x^2))$

Um die Förderbahnbreite zu ermitteln benötigt man einen Radius und die halbe Bauteillänge des Bauteils das sich entlang des Radius bewegen soll.

In diesem Fall:

                                          $ra = Topfaußenradius = 70 mm$

                                          $d = Wandstärke = 3 mm$

                                          $ri = ra - d$

                                          $ri = 70 mm - 3 mm = 67 mm$

                                          $x = (LegoBausteinlänge)/2 = 32 mm / 2 =16 mm$

Durch das einsetzen erhält man die Berührungspunkte der Bauteilkanten an dem inneren Radius.

                                          $f(16)=sqrt((67mm^2)-(16mm^2)) = 65,06 mm$

                                          $Bahnbreite.min = r - f(16) + Lego-Bausteinbreite$

                                          $Bahnbreite.min = 67 mm - 65,01 mm + 16 mm = 17,94 mm$

Skizze erstellen und gewünschte Geometrie (hier 21 mm - 3 mm(geplante Wandstärke) = 18 mm Bahnbreite) konstruieren.

Anschließend wird als Feature "Rotationskörper" ausgewählt und als Rotationsform kann nun die Skizze ausgewählt und

als Orientierungskurve die zuvor erstellte Helix gewählt werden.

Schritt.6:

Erstellen der Topfwand als Rotationskörper mit 3 mm Wandstärke.

Anschluss der Vibrationswendelförderers Steuereinheit an die SPS

Für die Steuerung des Vibrationsförderers wurde das PiCo Regelgerät NA/B.4/65.3-bi-V1 verwendet.

Das Regelgerät wurde über den Steuereingang mit der Datei:M12 Sensorleitung PVC 5-polig Stift gerade.pdf an der SPS angeschlossen.

Zusammenfassung

Was ist das Ergbnis? Das Ergebnis dieses Artikels ist eine Vorlage, mit der Nutzer des Wikis schnell und leicht eigene Artikel verwirklichen können. Diese Vorlage ist Bestandteil der Anleitungen aus den How-To's.

Schnittstellen zu anderen Projektteams

Ausblick

Verbesserung:

Material alternativen Aluminium, Stahl, etc…. Da weniger Schwingungsdämpfend
Feinere Materialoberfläche von Vorteil  Minimierung der Verkantungsmöglichkeiten
Schikanen Konstruktion könnte verfeinert werden
Fördertopfvolumen kann erhöht werden um die Bausteinmenge zu erhöhen
Verbindungstelle zwischen Fördertopf und Auslauf kann noch modifiziert werden

Literaturverzeichnis