Diplomarbeits-Inhalt

[1] für den Sonderfahrzeugbau.Der automotive Marktbereich gehört derzeit zwar nicht zum Hauptkundenstamm von eltrona-RKT, kann aber durch die Entwicklung eines vollautomatischen Verlege-Systems penetriert werden.

 

Problemstellung:

Es existieren derzeit Anlagen für die Konfektionierung von einfachen Kabelbaumsystemen, bei denen gleichartige Litzen mit wenig verschiedenen Crimps verwendet werden. Solche Anlagen werden z.B. von KOMAX, AMP-ARA, Megomat, Metzner etc. produziert. Derzeit werden sämtliche Kabelbäume, die für die Automobilindustrie oder den Sonder-maschinenbau verwendet werden, von Hand gelegt

Aufgrund der von den Kunden gewünschten Art der Lieferung des Fertigungs-Auftrages (z.B.: 20 x 50 Stk.; 14-tägig) ergeben sich immer wieder von Neuem „Lernprozesse“ für einen Kabelbaum (siehe Abbildung 1).  

Abbildung 1:   Assemblierung durch Roboter bzw. von Hand

Diese Kurve ist proportional den Herstellungskosten, da der Kabelbaum an sich ein Lohnkosten-dominiertes Produkt ist.

Zielsetzung:

Ziel der Entwicklung ist es, ein möglichst großes Produktspektrum von unterschiedlichen Kabeln (Litzendurchmesser als variabler Parameter), Kabelkontakten und zugehörigen Steckern mit Hilfe eines flexiblen Montagesystems automatisch zu einer vorgegebenen Kabelbaumstruktur zusammenzufügen. Anders als bei den meisten Automatisierungs-aufgaben, bei denen Roboter eingesetzt werden, soll hier die Flexibilität eines Fertigungs-Systems und nicht die Massenproduktion einiger weniger Kabelbaum-Typen im Vorder-grund stehen. Diese Forderung betrifft sowohl Hard- als auch Software:

Ein Werkzeugwechsel des Roboters ist mit einem zu großen Zeitverlust verbunden – eine universell einsetzbare Greifereinheit ist daher zu entwickeln. Den sotware-technischen Produktionsablauf verdeutlicht Abbildung 2.

 Abbildung 2: Ablauf des gesamten, automatisierten Kabelbaum-Herstellungsprozesses

 

Hat die automatisierte Fertigungszelle einmal ein Produkt fehlerfrei hergestellt, so kann man bei ordnungsgemäßer Beistellung von Material und Betriebsmitteln davon ausgehen, dass sämtliche Erzeugnisse die Zelle ebenfalls korrekt verlassen. Eine wiederholte Fertigung stellt zudem kein Zeitproblem mehr dar, da nur das bereits erstellte und erprobte Kabelbaum-Programm gestartet werden muss.

Neben den zusätzlichen, positiven Begleiterscheinungen einer robotergestützten Fertigung (wie beispielsweise das Ausbleiben sozialbedingter Fertigungs-Unterbrechungen), ist ein weiteres wesentliches Ziel, obige Lernkurve zu eliminieren.

 

 

Umsetzung:

 

            Im Rahmen dieser Diplomarbeit wurden folgende Teilaufgaben realisiert:

·        Definition der Fertigungszelle

·        Technische Entwicklung der Hardware für das Greifersystem (Inst. f. Allg. Maschinenbau, Montanuniversität Leoben)

·        Überprüfung von vorgeschlagenen Konstruktionen hinsichtlich ihrer technischen und wirtschaftlichen Eignung

·        Messungen an sämtl. Stecker-Gehäuse-Paarungen des Referenz-Kabelbaumes

·        Entwicklung einer ACCESS-Datenbank zur Kabelbaum-Verwaltung

·        Ermittlung der Steckreihenfolge für die einzelnen Mehrfachstecker

·        Optimierungsvorschlag der Steckreihenfolge außerhalb des Roboters auf externem System (VBA)

·        Entwicklung von Prototypen aller Komponenten der Fertigungszelle

·        Software-Design und -Implementierung sowohl Roboter- als auch SPS-seitig:

o       Roboter:

1.      Datenaufbereitung und Vorberechnungen

2.      sequentieller Entnahmevorgang

3.      generischer Routevorgang

o        SPS:

Ansteuerung sämtlicher Sensoren und Aktoren auf dem Greifersystem

·        Anbindung der SPS an Roboter mittels Industrie-Bus (CAN/DeviceNet-Protokoll)