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(SoSe 2015)Vorstellung Profil MaschinentechnikStudiengang Maschinenbau

ProduktionssystemeMaschinenelementeFluidtechnikKunststofftechnologieNr.1Profilmodule Maschinentechnik

Nr.2Quelle: VW ZwickauThemenfeld Automatisierungs- und Robotertechnik

Nr.3In diesem Bild sieht eine automatisierte Produktionsstrasse bei VW in Zwickau in der Fahrzeugkarosserien hergestellt werden. Die Produktionsstrasse besteht aus mehreren einzelnen Roboterzellen. In jeder Roboterzelle arbeiten mehrere Roboter zusammen um Bauteile zu Handhaben, Bauteile zu verschweien oderzu vernieten. Je nach Anwendungsfall sind Roboter mit einem speziellen Greifer, einer Schweizange oder einem anderem Werkzeug ausgestattet. Die einzelnen Zellen sind mit Hilfe eines Materialflusssystem verknpft, dass den Transport der Karosserien durch die Produktionsstrasse sicherstellt.Abgegrenzt und abgeschirmt werden die einzelnen Roboterzellen von diversen Sicherheitseinrichten (im vorliegenden Bild sieht man die weien Sicherheitszune). ber die genannten Beispiele hinaus gibt weitere Komponenten die eine wichtige Rolle in einem automatisierten System spielen.

Inhalte der ART I (Fundamentals of Robotics)Es werden folgende Themen behandelt:Was sind die Merkmale eines Automatisierungssystems?Die wichtigsten Komponenten eines Automatisierungssystems und deren Einsatzgebiete werden systematisch vorgestellt:Roboter und sonstige Bewegungsautomaten (z.B. Linearkinematiken)Greifer fr verschiedene AnwendungsfelderRobotergefhrte WerkzeugeOrdnungseinrichtungen fr die definierte Bereitstellung von zu handhabenden BauteilenKommunikations- und SteuerungstechnikSensorik und BildverarbeitungssystemeNr.4Ziel der Vorlesung ist es einen guten Einblick Problemstellungen der Automatsierungs-und Robotertechnik zu vermitteln. Dabei spielen bergeordnete Zusammenhnge eine grere Rolle als ein sehr detaillierte Fachwissen ber einzelne wenige Komponenten.Am Ende der Vorlesung wird der Studierende in der Lage sein automatisierungstechnischeThemenstellung zu beurteilen und neue Anlagen durch eine Kombination einzelner Komponentenzu planen und zu realisieren.Im Rahmen der Vorlesung werden u. a. die nachfolgende Fragestellungen behandelt:Was sind die Merkmale eines Automatisierungssystems?Welche typischen Komponenten findet man in einem Automatisierungssystem?Roboter und sonstige Bewegungsautomaten (z.B. Linearkinematiken)Es werden verschiedene Typen von Handhabungsgerten und Bewegungsautomatenbesprochen. U. a. Industrieroboter und modulare Linearkinematiken. ( dazu gibt es spter noch Bilder)Greifer fr verschiedene AnwendungsfelderEs werden verschiedene Prinzipien des industriellen Greifens vorgestellt.Anstze wie ein Kraftschlssiges Greifen oder auch Formschlssiges Greifenwerden behandelt. Typische Greifertypen sind z.B. Sauggreifer oder auch Mehrbackengreifer( dazu gibt es spter noch Bilder)Robotergefhrte WerkzeugeFr gewisse Prozesse mssen Roboter auch Werkzeuge fhren, so werden in der Kunststoff bearbeitenden Industrie Roboter mit einer Frsspindel ausgestattet umGrate zu entfernenOrdnungseinrichtungen fr die definierte Bereitstellung von zu handhabenden BauteilenSoll ein Bauteil von einem Roboter oder von einem anderen Handhabungsgert gegriffenwerden so muss sich dieses Bauteil an eine definierten fr den Roboter bekannten Positionbefinden. Auch die Orientierung des Bauteils muss bekannt sein. Um diese Position und Orientierungherzustellen gibt es Ordnungseinrichtungen die eine definierte Bereitstellung der zu handhabenden Bauteile sicherstellt. Kommunikations- und SteuerungstechnikWeitere wichtige Komponenten in jedem Automatsierungssystem sind die Steuerungstechnik und die Kommunikationstechnik. Sie werden zum einen bentigt, um die einzelnen Komponenten zu steuern und eine KommunikationZwischen den einzelnen Komponenten zu realisieren.Sensorik und BildverarbeitungssystemeFr viele Anwendungsfelder im Bereich der Robotik und der Automatisierung ist es notwendig Umgebungsbedingungen und andere aktuelle Informationen imHandhabungsprozesse zu bercksichtigen. Fr die Generierung dieser InformationenWerden in der Regel Sensoren oder auch Bildverarbeitungssysteme eingesetzt. Im Rahmen dieser Vorlesung wird dargestellt, welche Sensoren fr die Automatsierungs-Und Robotertechnik interessant sind und wo und wie sie am besten eingesetzt werden.

Weiter auf der nchsten Folie

Einsatzgebiete Absolventinnen und AbsolventenPotentielle Arbeitgeber, Beispiele:Technologielieferanten:Hersteller von automatisierungstechnischen AnlagenSystemintegratorenetc.Hersteller von Komponenten fr automatisierungstechnische AnlagenRoboterherstellerGreiftechnikherstellerSensorherstelleretc.Betreiber von automatisierungstechnischen AnlagenBranchenunabhngigAutomobil- und AutomobilzuliefererindustrieLebensmittelindustriediverse weitere Industriezweige

Nr.Themenfeld Konstruktionssystematik und CAD / Konstruktionslehre I

Versuchsstand fr angetriebene Schwerlastrder, 2 x 75 kWQuelle: MEAutomatisches Parksystem in Container-BauweiseQuelle: MENr.6Das Bild zeigt links einen nach konstruktionssystematischen Gesichtspunkten entwickelten Versuchsstand fr die Untersuchung von Schwerlastrdern. Dies knnen beispielsweise Rder von Gabelstaplern, insbesondere aber Antriebsrder von Regalbediengerten sein. Das mittlere Laufrad hat einen Durchmesser von 2,5 Metern. Der Antriebsmotor leistet 75 kW, die beiden kleineren Motoren 37 kW. Der Versuchsstand wird als Verspannungsversuchsstand betrieben, d. h. die kleineren Motoren werden als Generatoren eingesetzt, so dass nur die Verlustleistung bentigt wird.

Das rechte Bild zeigt ein automatisches Parksystem, bei dem die Fahrzeuge mittels eines Regalbediengertes automatisch in Regalfcher eingelagert werden. Neu ist hier, dass anstelle eines Hochregallagers aus Stahl oder Beton handelsbliche Container genutzt werden. Der reale Parkhaus-Versuchsstand ist krzlich auf dem Freigelnde des Fachgebiets Maschinenelemente, Joseph-von Fraunhofer-Strae, eingeweiht worden.

Inhalte von Konstruktionssystematik und CADEs werden folgende Themen behandelt:Konstruktionsmethodikvon der Aufgabenstellung bis zur Zeichnung; Erwerb von Kenntnissen und Fhigkeiten zur systematischen Lsungsfindung bei der Verbesserung vorhandener Lsungen und Erarbeitung von Lsungen fr neue AufgabenTechnisch-wirtschaftliche BewertungEntscheidungshilfen bei divergierenden Gesichtspunkten, insbesondere technischer und wirtschaftlicher Art, Herstellkostenabschtzung SchutzrechtswesenFhigkeit zum Beurteilen von Schutzrechten CAD Einfhrung in Autodesk Inventor 3D-Darstellungen zur Verdeutlichung, Kollisionskontrolle, Bewegungs-simulation etc.Nr.7Ziel der Vorlesung ist es, Methoden und Hilfsmittel zur systematischen Bearbeitung konstruktiver Aufgabenstellungen zu liefern. Dabei werden zunchst methodische Kenntnisse vermittelt, mit deren Hilfe es mglich ist, nicht den erstbesten Lsungsweg zu beschreiten, sondern methodisch zu besseren und ggf. auch kostengnstigeren Lsungen hinzuarbeiten. Die wichtigsten Schritte sind die Klrung der Aufgabenstellung (Was soll berhaupt entwickelt werden?) und die Erarbeitung von mglichst vielen Lsungsanstzen. Zu diesem Zweck werden neben der Betrachtung der Funktionen (Was soll das Produkt berhaupt tun?) auch die wichtigsten Kreativittstechniken vorgestellt.

Um aus mehreren Lsungsanstzen die bestgeeignete Lsung auswhlen zu knnen, ist es erforderlich, die Lsungen zu bewerten. Ziel ist dabei, eine nachvollziehbare und ggf. korrigierbare Bewertung zu erreichen, die auch zur Rechtfertigung der eigenen Vorgehensweise genutzt werden kann. Es gilt dabei nicht nur die Funktionserfllung, die technische Wertigkeit, zu betrachten; es mssen vielmehr auch wirtschaftliche Aspekte, insbesondere die Herstellkosten, behandelt werden. Hierzu werden die wichtigsten Verfahren behandelt. Weiterhin wird ein Verfahre vorgestellt, mit dessen Hilfe die Herstellkosten eines Produkts abgeschtzt werden knnen.

Ein kurzes Kapitel ber das Schutzrechtwesen soll dazu dienen, fremde Patente und Gebrauchsmuster lesen zu knnen und eigene Schutzrechtanmeldungen formulieren zu lernen. Angehende Ingenieurinnen und Ingenieure werden fast in jedem Bereich mit derartigen Schutzrechten konfrontiert.

Einen groen Teil der Lehrveranstaltung nimmt die Einfhrung in das 3D-System INVENTOR in Anspruch. Hier wird gezeigt, wie Produkte dreidimensional gezeichnet, aber auch bewegt werden knnen, um Bewegungssimulationen und Kollisionskontrollen durchfhren zu knnen.Inhalte von Konstruktionslehre 1Es werden folgende Themen behandelt:KonstruktionsprozessEinordnung der Konstruktion und Entwicklung in die Struktur eines UnternehmensSystematisches Vorgehen beim Konstruieren, Gestaltungsregeln

Nr.Die Lehrveranstaltung vermittelt zum Einstieg Kenntnisse ber den Konstruktionsprozess sowie ber die Einordnung der Konstruktions- und Entwicklungsabteilung in die Unternehmensstruktur.

Wesentliche Schwerpunkte stellen die Leitregeln fr die Gestaltung von Produkten unter speziellen Gesichtspunkten dar. Diese sogenannten Gerechtheiten, auch als Design for X bezeichnet, helfen dabei, widersprchliche Produktanforderungen auf einen Nenner zu bringen. Hierzu gehren beispielsweise Regeln zur beranspruchungsgerechten Gestaltung bis hin zur recyclinggerechten Gestaltung.Einsatzgebiete Absolventinnen und AbsolventenPotentielle Arbeitgeber:Konstruktions- und Entwicklungsabteilungen in Firmen unterschiedlichster Gre und AusprgungSondermaschinen- und AnlagenbauAutomobilzulieferindusrtrieAutomobilbauForschung ()

Nr.

Themenfeld FluidenergiemaschinenFluidenergiemaschinen I (BA: Pflichtvorlesung) (Grundlagen der Strmungsmaschinen)Fluidenergiemaschinen II (BA: 2. Profilmodul Maschinentechnik)(Verdrngermaschinen) Fluidenergiemaschinen III+IV (MA: Profilmodul 9)(Auslegung von Strmungsmaschinen, Dampf- und Gasturbinen)Fluidenergiemaschinen V+VI (MA: Wahlpflichmodul 34) (Wind- und Wasserturbinen)Dampfschraubenexpander des FG FluidtechnikNr.10Die Vertiefung Maschinentechnik bietet die Mglichkeit, sich aufbauend auf dem BA-Studium vertieft in die Fluidenergiemaschinen einzuarbeiten. Neben der im Weiteren nher beschriebenen Vorlesung FEM II Verdrngermaschinen bietet das Fachgebiet Fluidtechnik im Masterstudium Vorlesungen zu Dampf- und Gasturbinen sowie zu den regenerativen Energiewandlern Wind- und Wasserturbinen an. Der Forschungsschwerpunkt des FG Fluidtechnik liegt im Bereich der Rotations-Verdrngermaschinen. Dargestellt ist ein Schraubenexpander, der am Fachgebiet Fluidtechnik ausgelegt, gebaut und erprobt wird. Er soll zur Abwrmenutzung in dezentralen Energieanlagen in einem Dampfkreislauf eingesetzt werden (Drehzahl 20.000 1/min, elektrische Leistung ca. 30 kW).Inhalte Fluidenergiemaschinen II Quelle: Neuman Esser GmbH(stehender, 2-kurbeliger, doppelt wirkender Kreuzkopfverdichter)

Grundlagen der VerdrngermaschinenGrundgleichungen, Numerische Berechnung, EnergiewandlungTriebwerkKinematik, Krfte und Momente, Ausgleich oszillierender Massenkrfte, Schwungradauslegung VerdrngerpumpenSystematik der Bauarten, Berechnung von Pumpenanlagen inkl. Pulsationsdmpfern Verdrngerkompressoren Systematik der Bauarten, Berechnung, Mehrstufigkeit, RegelungsartenNr.11Einsatzgebiete Absolventinnen und AbsolventenPotentielle Arbeitgeber:Dampf- und GasturbinenherstellerPumpen- bzw. KompressorenherstellerAnlagenbauAutomobilindustrieEnergietechnikForschung ()

Nr.

Themenfeld Konstruieren mit Kunststoffen

Ferromatik MilacronEngel, Otto Graf

Premium Aerotec

VDI

BMWNr.13Das Bild zeigt das Spektrum von Kunststoffartikeln: von Mikrobauteilen im mg-Gewicht bis hin zu Groteilen im Bereich ber 100 kg Formteilgewicht. Des weiteren aus CFK hergestellte Bauteile der Flugindustrie, hier ein Rumpfsegment des A350 bzw. die Karosserie des BMW i8 aus CFK. Ferner sind in vielen technischen Bereichen Kunststoffartikel nicht mehr wegzudenken. So besteht ein modernes Automobil aus ber 2000 Kunststoffartikeln. Auch in der Verpackungsindustrie, Elektrotechnik, Medizintechnik sowie dem Bauwesen sind Kunststoffe fester Bestandteil vieler technischer Bauteile. Der Ingenieur steht damit vor der Aufgabe, Produkte aus diesem Werkstoff kunststoffgerecht zu konstruieren. Die

Inhalte von Konstruieren mit KunststoffenEs werden folgende Themen behandelt:Verarbeitung von KunststoffenGrundlagen zu wichtigen VerarbeitungsprozessenGestaltungsregeln von KunststoffproduktenGestaltungsregeln fr SpritzgussartikelnKopplung zwischen Verarbeitung und KonstruktionDimensionierung von KunststoffproduktenGrundlegende analytische DimensionierungskonzepteAuslegung von Maschinenelementen aus KunststoffenWerkstoffkennwerte und -datenbankenRecherche nach KunststoffenNr.14Ziel der Vorlesung ist es, Methoden und Hilfsmittel zur systematischen Bearbeitung konstruktiver Aufgabenstellungen fr Kunststoffprodukte zu liefern. Dabei werden zunchst Grundlagen zur Verarbeitung von Kunststoffen geboten. Anschlieend werden allgemeine Gestaltungsregeln besprochen, um Kunststoffartikel werkstoff- und verarbeitungsgerecht zu entwerfen. Im Kapitel Dimensionierung werden Methoden vermittelt, mit denen Kunststoffprodukte analytisch ausgelegt und optimiert werden knnen. Fr einige Maschinenelemente werden spezifische Auslegungsprozeduren vorgestellt. Den Abschluss bildet das Thema der Ermittlung von Werkstoffkennwerten und der Recherche nach geeigneten Kunststoffen.

Einsatzgebiete Absolventinnen und AbsolventenPotentielle Arbeitgeber:AutomobilbauLuftfahrtMedizintechnikVerpackungsindustrieKunststoff-MaschinenbauRohstoffherstellerWerkzeugbauForschung

Nr.Vielen Dank fr Ihre Aufmerksamkeit!!!

ProduktionssystemeMaschinenelementeFluidtechnikKunststofftechnologieNr.16