Forschungszentrum Karlsruhe in der Helmholtz-Gemeinschaft BMBF-Verbundprojekt Greiferbaukasten, 2. Statusseminar, 6. Februar 2003, IMM-MainzAndreas Hofmann,

Präsentation zum Thema: "Forschungszentrum Karlsruhe in der Helmholtz-Gemeinschaft BMBF-Verbundprojekt Greiferbaukasten, 2. Statusseminar, 6. Februar 2003, IMM-MainzAndreas Hofmann,"—  Präsentation transkript:

1 Forschungszentrum Karlsruhe in der Helmholtz-Gemeinschaft BMBF-Verbundprojekt Greiferbaukasten, 2. Statusseminar, 6. Februar 2003, IMM-MainzAndreas Hofmann, Institut für Angewandte Informatik Module des Greiferbaukastens Feinpositionierer BMBF-Verbundprojekt Greiferbaukasten 2. Statusseminar, 6. Februar 2003, IMM, Mainz Andreas Hofmann, Forschungszentrum Karlsruhe GmbH Andreas Blume, piezosystem jena GmbH

2 Forschungszentrum Karlsruhe in der Helmholtz-Gemeinschaft BMBF-Verbundprojekt Greiferbaukasten, 2. Statusseminar, 6. Februar 2003, IMM-MainzAndreas Hofmann, Institut für Angewandte Informatik Überblick Darstellung des Bedarfs Klärung der Randbedingungen Vorstellung des Konzepts Simulationsergebnisse Integration der Piezoansteuerung Aufbau eines Demonstrators Integration in Montagemaschine Zusammenfassung und Ausblick

3 Forschungszentrum Karlsruhe in der Helmholtz-Gemeinschaft BMBF-Verbundprojekt Greiferbaukasten, 2. Statusseminar, 6. Februar 2003, IMM-MainzAndreas Hofmann, Institut für Angewandte Informatik Bedarf Feinpositionierer Montagemaschine mit zu geringer Auflösung Flexible kostengünstige Aufrüstung vorhandener Montagemaschinen Einfache Integration in Maschine Konzept der Grob/Fein-Positionierung Hohe Auflösung nur in kleinem Bereich notwendig

4 Forschungszentrum Karlsruhe in der Helmholtz-Gemeinschaft BMBF-Verbundprojekt Greiferbaukasten, 2. Statusseminar, 6. Februar 2003, IMM-MainzAndreas Hofmann, Institut für Angewandte Informatik Randbedingungen Modul mit genormten Schnittstellen Anbindung an die Maschine über Schnittstelle Anbindung des Werkzeugs (Greifer) über Schnittstelle Flexible Integration des Moduls in Greifsystem Größe des Moduls an die Größenverhältnisse des Greiferbaukastens angepasst Durchleitung der unbenutzten/freien Schnittstellenports Perspektive: Modul mit integrierter Ansteuerungselektronik für die Aktoren Realisierung des Feinpositionierers als Modul des Greiferbaukastens

5 Forschungszentrum Karlsruhe in der Helmholtz-Gemeinschaft BMBF-Verbundprojekt Greiferbaukasten, 2. Statusseminar, 6. Februar 2003, IMM-MainzAndreas Hofmann, Institut für Angewandte Informatik Konzept Feinpositionierer-Modul Laterale Verschiebung (X-,Y- Richtung) der werkzeugseitigen zur maschinenseitigen Schnittstelle Mechanische Verbindung der maschinen- mit der werkzeug- seitigen Schnittstelle zur Aufnahme der Vertikallast Aufbau des Aktorelements mit Piezostapelaktoren (geringer Bauraum, hohe Auflösung, große Kraft) und Festkörpergelenken Adapterplatte zur maschinenseitigen Anbindung Kopfplatte zur werkzeugseitigen Anbindung Werkzeug Maschine Aktorelement Auswahl der Schnittstelle mit Nenngröße 30

6 Forschungszentrum Karlsruhe in der Helmholtz-Gemeinschaft BMBF-Verbundprojekt Greiferbaukasten, 2. Statusseminar, 6. Februar 2003, IMM-MainzAndreas Hofmann, Institut für Angewandte Informatik Konzept Feinpositionierer-Modul Funktionsprinzip: Laterale Verschiebung (X-,Y-Richtung) der werkzeugseitigen zur maschinenseitigen Schnittstelle Draufsicht Adapterseite Feinpositionierermodul Verschiebung in X-Richtung XX Y Verschiebung in XY-Richtung

7 Forschungszentrum Karlsruhe in der Helmholtz-Gemeinschaft BMBF-Verbundprojekt Greiferbaukasten, 2. Statusseminar, 6. Februar 2003, IMM-MainzAndreas Hofmann, Institut für Angewandte Informatik Direkte Durchführungen der Schnittstellenports Durchleitung der unbenutzten Schnittstellenports: elektrische Leistung, Signale, fluidische Ports von Adapterplatte zu Kopfplatte Umleitung der Schnittstellenports um das Aktorelement herum Ansicht Unterseite Adapterplatte Konzept Feinpositionierer-Modul

8 Forschungszentrum Karlsruhe in der Helmholtz-Gemeinschaft BMBF-Verbundprojekt Greiferbaukasten, 2. Statusseminar, 6. Februar 2003, IMM-MainzAndreas Hofmann, Institut für Angewandte Informatik Simulationsergebnisse Abmessungen des Aktorelements: Quadratische Grundform, Kantenlänge 40 mm, Höhe: 8 mm Material: Stahl, E-Modul 210000 N/mm 2 Ergebnisse der FEM-Simulation: Vertikale Steifigkeit:0,7 N/µm Übersprechen:ca. 0,07 µm/45 µm (Lateraler Versatz bei einachsiger translatorischer Bewegung) Auflösung:< 0,5 µm Weg:X-Richtung > 40 µm Y-Richtung > 40 µm

9 Forschungszentrum Karlsruhe in der Helmholtz-Gemeinschaft BMBF-Verbundprojekt Greiferbaukasten, 2. Statusseminar, 6. Februar 2003, IMM-MainzAndreas Hofmann, Institut für Angewandte Informatik Integration Piezoansteuerung Miniaturisierung der Piezoansteuerung Im Unterschied zu üblichen Piezoapplikationen hier keine dynamischen Anforderungen Vereinfachung der Elektronik Außenabmessungen: 80 mm x 55 mm x 20 mm Außenabmessungen: 38 mm x 27 mm x 13 mm Standard PiezoverstärkerMiniatur Piezoverstärker

10 Forschungszentrum Karlsruhe in der Helmholtz-Gemeinschaft BMBF-Verbundprojekt Greiferbaukasten, 2. Statusseminar, 6. Februar 2003, IMM-MainzAndreas Hofmann, Institut für Angewandte Informatik Aufbau eines Demonstrators Aufbau eines Demonstrators zum Nachweis der mechanischen Funktion des Konzepts Integration der Schnittstellen Anschluss und Betreiben der durchgeleiteten fluidischen Schnittstellenports Anschluss und Betreiben der durchgeleiteten elektrischen Schnittstellenports Integration der Piezoansteuerung

11 Forschungszentrum Karlsruhe in der Helmholtz-Gemeinschaft BMBF-Verbundprojekt Greiferbaukasten, 2. Statusseminar, 6. Februar 2003, IMM-MainzAndreas Hofmann, Institut für Angewandte Informatik Integration in Montagemaschine Integration des Feinpositionier-Moduls in das System Greiferbaukasten Abstimmung mit anderen Modulen: Kamerasystem – Lage und Verschiebung des TCP Greifsystem – Anbindung und Versorgung Greifer Anpassung an unterschiedliche Montagesituationen (bisherige Grundannahme: vertikale Ausrichtung der Werkzeugachse): stehende Integration – Greifer oberhalb Feinpositionierer-Modul hängende Integration – Greifer unterhalb Feinpositionierer-Modul Anpassung an unterschiedliche Realisierungen des Greiferbaukastens: maschinennahe Integration – keine automatische Einwechslung des Moduls werkzeugnahe Integration – automatische Einwechslung des Moduls Draufsicht Adapterseite Feinpositionierer-Modul Freie Mittenbohrung Tool center point (TCP)

12 Forschungszentrum Karlsruhe in der Helmholtz-Gemeinschaft BMBF-Verbundprojekt Greiferbaukasten, 2. Statusseminar, 6. Februar 2003, IMM-MainzAndreas Hofmann, Institut für Angewandte Informatik Zusammenfassung und Ausblick Aufbau und Test Verifikation der Simulationsergebnisse Integration der Elektronik in Modul Anpassung der Kopfplatte an Schnittstelle Wirksystem Realisierung einer Applikation mit horizontal liegender Greiferachse Dank an die Projektpartner. Dank an die beteiligten Kollegen (Hr. Fodor, Hr. Vollmannshauser, Hr. Engelhardt, Hr. Scharnowell, alle FZK; Hr. Gramov, Hr. Schmidt, psj). Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit