Einreichung Spanntuchprüfmaschine - CheckTheSize HTL Rennweg, 5BM

Präsentation zum Thema: "Einreichung Spanntuchprüfmaschine - CheckTheSize HTL Rennweg, 5BM"—  Präsentation transkript:

1 Einreichung Spanntuchprüfmaschine - CheckTheSize HTL Rennweg, 5BM
Rennweg 89B, 1030 Wien Oliver Zwiauer DI Wolfgang Juen Industrietechnik

2 Eidesstattliche Erklärung
Ich erkläre eidesstattlich, dass ich die Arbeit selbständig angefertigt, keine anderen Hilfsmittel als die angegebenen Hilfsmittel benutzt und alle aus ungedruckten Quellen, gedruckter Literatur oder aus dem Internet im Wortlaut oder im wesentlichen Inhalt übernommenen Formulierungen und Konzepte gemäß den Richtlinien wissenschaftlicher Arbeiten zitiert, durch Fußnoten gekennzeichnet bzw. mit genauer Quellenangabe kenntlich gemacht habe. Durch meine Signatur berechtige ich die Bosch Gruppe, die Einreichung zeitlich und räumlich unbeschränkt entweder selbst oder durch von ihr beauftragte Dritte unter Nennung der Urheber in Druckwerken, Internet, auf elektronischen Datenträgern sowie in der darauf bezogenen Werbung zu veröffentlichen. Datum Unterschriften der ProjektteilnehmerInnen

3 Projekt Kurzbeschreibung
Grundidee: Mit der Diplomarbeit CheckTheSize ist es möglich einen Rahmen aus Aluminiumprofilen in verschiedensten Größen voll automatisch und per Knopfdruck nachzubilden. Mit dem automatisierten Prozess können moderne Spanntücher, die in der Werbetechnik eingesetzt werden, in einem Bruchteil der Standartprüfzeiten die aktuell benötigt werden, überprüft werden. Hintergrundwissen: Spanntücher werden in der Werbetechnik immer öfter eingesetzt, da sie eine Vielzahl von Vorteilen gegenüber anderen Werbesystemen haben. Aus diesem Grund sind nachfrage und Bedarf in den letzten Jahren rapide angestiegen. Solche Spanntuchsysteme sind optisch sehr hochwertig und sie können im Innenbereich sowie im Außenbereich eingesetzt werden. Ein weiterer Vorteil ist, dass die Spanntücher extrem einfach von ungeschulten personal ausgetauscht werden können. Spanntücher werden vor allem bei Messeständen, in Kleidungs- bzw. Schuhgeschäften aber auch in Hangar 7 von RedBull eingesetzt.

4 Projekt Kurzbeschreibung
Soll das Spanntuch ausgetaucht werden, weil zum Beispiel die Werbung darauf veraltet ist, so wird nur das Spanntuch selbst ausgetauscht und auch der Aluminiumprofilrahmen, da hier der Aufwand viel zu groß wäre. Es wird nur das Außenmaß des vor Ort montierten Systems an die Produktionsfirmen geschickt, die dann ein neues Spanntuch nach genau diesem Maß anfertigen. Arbeiterinnen und Arbeiter nähren die Gummilippen per Hand auf die Spanntücher. Hier ist es extrem wichtig, dass die Gummilippen im richtigen Abstand zueinander aufgenäht sind. Wurden diese im zu großen Abstand aufgenäht kann keine Spannung im Tuch aufgebaut werden. Sind die Gummilippen in zu kleinem Abstand aufgenäht, kann das Tuch nicht in den Rahmen gedrückt werden. Da bei den händischen Fertigungsprozess viele Fehler entstehen können, wird jedes Spanntuch, bevor es versendet wird auf seine Passgenauigkeit überprüft. Dazu bauen Angestellte auf Böden von Hallen mühevollst Rahmen nach nur um zu überprüfen ob das Spanntuch später auch wirklich in den dafür vorgesehen Rahmen passt. Um einen Rahmen zu Bauen und das Spanntuch zu überprüfen benötigen die Arbeiterinnen und Arbeiter ungefähr 10 min. Mit unserer Diplomarbeit CheckTheSize ist es nun möglich einen Rahmen in verschiedensten Größen automatisch und per Knopfdruck nachzubilden. Der automatisierte Prozess braucht jetzt nur noch je nach Größe des Spanntuches um die 3-5 min.

5 Inhaltsverzeichnis Zielsetzung……………………………………………………….. 9
Projektmanagement……………………………………………... 10 Projektphasen und Einsatz der Mitarbeiter……………………. 11 Ressourcenplanung……………………………………………… 12 Mechanik Konzept……………………………………………………… 13 Konstruktion…………………………………………………. 14 Gesamtsystem………………………………………………. 15 Gleitführungssystem……………………………………...… 16 Elektronik Steuerung………………………………………………...….. 17 C70 Power Panel……………………………………………. 18 Visualisierung………………………………………………... 19 Zusammenfassung………………………………………………… 22

6 Zielsetzung Wirtschaftlichkeit Muss - Ziele Optionale – Ziele
Fertigung eines Prüftisches für Spanntücher Rahmengrößen von bis zu 1500x1500mm nachbauen Steuerung mit einer SPS Maximale Verfahrzeit: 3 – 5 Minuten Optionale – Ziele Fertigung eines Profilmagazins Fertigung eines Bremssystems Bedienung über Touch Panel Wirtschaftlichkeit Der wirtschaftliche Nutzen der Maschine hat höchste Priorität, es ist wichtig das veraltete, aufwendige und kostenintensive Prüfverfahren aus der Welt zu schaffen und den aktuellen Prozess zu modernisieren und automatisieren.

7 Projektmanagement Jedes erfolgreiche Projekt benötigt für seine Durchführung ein gutes Zeit - und Ressourcen – Management. Das Projekt CheckTheSize kann hier auf eine ausführliche Planung zurückgreifen. Zu beginn der Diplomarbeit wurde ein Objektstrukturplan (OSP) erstellt, wo das Projekt in grobe Gebiete wie Projektplanung, Hardware, Software sowie Projektmarketing eingeteilt. Nachdem im OSP festgelegt wurde aus welchen Teilgebieten sich die Diplomarbeit zusammen setzt kann mit dem erstellen des Projektstrukturplans begonnen werden. Dieser beinhaltet Arbeitspakete und Meilensteine. Es wird zum ersten man der Aufwand der hinter einem Projekt steht deutlich. Der PSP dient als Grundlage für den Zeitplan der mit Hilfe des Programmes MS – Projekt erstellt wurden. Hier wurden die Dauer der jeweiligen Arbeitspaket eingetragen und daraus resultieren gleichzeitig die Arbeitsstunden für die drei Projektarbeiter. Gleichzeitig mit dem Zeitplan würde um einen besseren Überblick über den Verlauf des Projekte zu bekommen eine Zeitachse mit diversen Meilensteinen erstellt.

8 Projektphasen und Einsatz der Mitarbeiter
Das Projekt teilt sich in insgesamt fünf Teilphasen auf. Diese sind die Projektplanung, die technische Planung, Umsetzungsphase sowie die Test und Abschlussphase. Dazu wurden die wichtigsten Meilensteine eingefügt. Aus den einzelnen Projektphasen und den darin inkludierten Arbeitspaketen ergeben sich folgende Arbeitsstunden:

9 Ressourcenplanung Kostenplanung: Raumplanung:
Auf Grund der Größe der Prüfmaschine musste vor Projektstartgeklärt werden, wo diese für die Dauer der Diplomarbeit aufgestellt werden kann. Ebenso mussten die Maschinen die zu Fertigung der einzelnen Bauteile wichtig waren, vorhanden sein. In beiden Fällen stellte uns die HTL Rennweg alle Ressourcen zu Verfügung. Ressourcen Geplante Kosten Tatsächliche Kosten Untergestell des Systems 800,00 € 600,00 € Kugelrollspindel 2 000,00 € 1 800,00 € Stahl- und Aluminiumblöcke 500,00 € 250,00 € Steuerungssystem 4 000,00 € Elektrokomponenten Diverse Kleinteile 400,00 € 300,00 € 6 500,00 € 7 450,00 €

10 Mechanik Konzept Das Rahmenmaß wird durch 4 bewegliche Ecken nachgebildet. Dabei gibt es eine Ecke, welche fix verbaut wird und somit immer an der gleichen Stelle stehen bleit. Weiters werden zwei Ecken durch betriebene Achsen in jeweils eine Achsrichtung bewegt. Die 4. Ecke, die im angeführten Schema rechts oben zu sehen ist, wird durch ein selbst entwickeltes Gleitführungssystem mitbewegt. Bei den Spindeln handelt es sich um eine gerollte Variante, um eine hohe Genauigkeit beim Verfahren der Ecken zu erreichen.

11 Mechanik Konstruktion
Die Konstruktion des Projektes gliedert sich in zwei große Teile. Das Linearsystem und das Untergestell. Das Linearsystem besteht aus zwei betriebenen Spindeln und einem Führungssystem, welches für diese Anwendung eigens entwickelt wurde. Der Tisch bzw. das Untergestell wurde aufgrund der geforderten Modularität und Flexibilität von RobotUnits gewählt.

12 Mechanik Gesamtsystem
Die gerollten Spindeln ermöglichen unter Einsatz der Gleitführungen ein optimales Verfahren der einzelnen Ecken. Zusätzlich wurden an den Enden der Gleitführungen Bremsen angebracht, um die Messung noch exakter zu machen. Diese funktionieren mit einem Elektromagnet, der einen Anker gegen einen Aluminiumwinkel drückt und somit eine Bremswirkung auslöst.

13 Mechanik Gleitführungssystem
Bei den Gleitführungen bedient man sich dem System eines Kreuztisches. Dabei gibt es eine Einheit mit zwei höhen- und winkelversetzten Schlitten. Diese Einheit bildet die sogenannte 3. Ecke. Um die Reibung so gering wie möglich zu halte, wurde auf Kunststoffreibflächen zurückgegriffen. Diese haben den Vorteil, dass sie viel günstiger als Kugellager sind und trotzdem die Gleit-Funktion ausführen.

14 Elektronik Steuerung Die Steuerung ist relativ einfach gehalten. Alle Befehle werden auf einem B&R C70 PowerPanel ein- bzw. ausgegeben. Es gibt 2 Schrittmotore, die einzeln angetrieben werden können. Damit ist eine sehr genaue Positionierung der Ecken möglich. Zusätzlich wurden einige Sicherheitselemente in der Anlage implementiert: NOT-AUS Schalter Endschalter Maschinen-Schlüssel-Schalter

15 Elektronik C70 PowerPanel
Zur Anzeige der Visualisierung, über welche auch ein Großteil der Bedienung erfolgen soll, wurde ein PowerPanel der C-Serie von „Bernecker & Rainer“, kurz B&R, gewählt. Es wurde aufgrund der integrierten CPU und des 10“ Touch-Displays das „4PPC70.101G-20B“ gewählt. Es handelt sich dabei um ein vollfarbfähiges PowerPanel mit Touchfunktion.

16 Elektronik Visualisierung
Mit AutomationStudio, einer Software zur Erstellung von SPS Programmen, wurde eine Visualisierung für das PowerPanel erstellt. Grundsätzlich gibt es eine Hauptseite, auf der alle möglichen Befehle ersichtlich sind. Maße können in X-&Y-Richtung eingegeben werden nach dem Druck auf Bestätigen verfährt die Anlage auf ein Vormaß, wo spezielle Profilecken in das System eingespannt werden. Erst durch einen weiteren Druck auf START, verfährt die Maschine auf die richtigen Maße

17 Technische Beschreibung und Listung der Anlagen
Über das Touchpanel erfolgt die Eingabe der Maße. Diese können eine Größe von 350x350mm bis 1500x1500mm haben. Sobald die Eingabe erfolgt ist, verfährt die Anlage auf die eingestellte Größe, danach aktivieren sich elektromagnetische Bremsen, welche die exakte Messung möglich machen. Zusätzlich gibt es verschieden große Profilecken, die in die einzelnen beweglichen Ecke eingesetzt werden können

18 Fremd- und Eigenleistungen des Projekts
Die Grundidee kommt vom Projektinitiator, dem Firmenchef von SignageMultiProfile GmbH. Hierbei wurde aber nur der Grundgedanke einer Prüfmaschine für Spanntücher festgelegt. Im Projektteam wurde das Konzept zur Ausführung ausgearbeitet. Somit sind alle im Projekt vorhandenen Komponenten bzw. Ideen von den Mitarbeitern selbst. Um die Grundideen jedoch zu technisch zu verbessern, wurde eng mit den Betreuern aller Mitarbeiter zusammengearbeitet.

19 Zusammenfassung Ziel der Diplomarbeit war es, einen Funktionsfähigen Prototypen einer Prüfmaschine für moderne Spanntücher zu entwickeln. Es sollt eine Prüfzeit von 3- 5 min nicht überschritten werden um die Wirtschaftlichkeit der Anlage gewährleisten zu können. Das System sollte über eine SPS gesteuert sein und aus kosten und Platzgründen im ersten Prototypen Spanntücher in der Größe von 300 x 500 mm bis 1500 x 1500mm überprüfen können. Es wurden alle gesetzten Ziele zu 100% erfüllt. Das Ergebnis der Diplomarbeit ist, dass eine schnellere und wirtschaftlichere Prüfung mit der Maschine „CheckTheSize“ möglich ist.