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Thema: Hilfe bei Steuerungsfrage für Diplomarbeit

  1. #1
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    Hallo zusammen,

    ich bastle derzeit an meiner Diplomarbeit im Fachbereich Maschinenbau/Fertigungstechnik und habe mich an das Thema "modulare Taktanlagen" gewagt.

    Ziel ist es, Ausstanzungen und Sägebeschnitte bei der Bearbeitung für Gummiprofilen statt an einer produktspezifischen Anlage zu produzieren, Anlagenmodule zu verwenden, die beliebig zusammenstellbar sein sollen und mit beliebigen Werkzeugen bestückbar sind.
    ... war wohl nicht ganz verständlich - ich kapier es selbst kaum.

    Also noch ein Versuch:
    Ich habe ein Modul auf das eine Werkstückaufnahme kommt, die durch das (recht kurze) Modul durchgeschleust wird.
    Das Modul selbst hat vier Aufnahmen für je ein Doppelwerkeug. Am Modul sind je Werkzeug fünf Hydraulikventile.
    Die Werkzeuge sollen über Linearachsen zur Mitte hin zustellen können und der Werkzeugträger soll bei den Stationen stoppen.
    Dazu soll kommen, dass, wenn für ein bestimmtes Produkt z.B. 12 Doppelwerkzeuge benötigt werden, drei Module aneinandergestellt werden können (allerdings nach Möglichkeit nicht nur unbedingt die selben Module, sondern beliebige, weil alle standartisiert sind). Die Werkzeuge sind wiederum auch alle produktspezifisch und sollen auf jedem Modul betrieben werden.
    ... ich hoffe, das war jetzt ein wenig verständlich

    Da ich mich noch fast am Anfang der Arbeit befinde, bin ich bei der Steuerung und beim Bussystem noch total offen, das ganze sollte aber recht zukunftsweisend sein. Daher werde ich wohl meinen Blick Richtung Ethernet legen - wenn ich richtig informiert bin, geht da ja der Trend hin (EtherCAT von Beckhoff, Ethernet/IP, Ethernet Powerlink, ProfiNET).

    Bei den Werkzeugen habe ich mir mal - naiv wie Maschinenbauer eben an E-Technik- und Steuerungstechnikprobleme rangehen - gedacht, dass ich je Werkzeug eine Busklemme draufpacke, dann mit I/O-Baugruppen, an die dann die ganzen Sensoren drankommen die Pneumatikventile und die -Zylinder abfragen. Mittels IP-Link-Kabel dann an die I/O-Baugruppe, die an den Hydraulikventilen am Maschinenmodul stehen, um da die Zustände abzufragen.
    Jedes Werkzeug sollte so doch eigentlich seine eigene Adresse bekommen können, oder?! - zumindest habe ich mir das so mal gedacht.

    Jetzt ist mein Problem aber das mit den Achsen und den Werkstückträgern. Gibts ne Möglichkeit, die dann auch irgendwie anzusteuern, bzw. abzufragen, ob der Werkstückträger da ist, aber dann bei dem Programm später so frei zu bleiben, dass ich wirklich auch wieder jedes Modul an jeder Stelle mit jedem Werkzeug benutzen kann?

    Oder muss ich einfach eine Reihenfolge definieren, in dem ich sage, ich numeriere die Werkzeuge je Produkt einfach mit 1 bis x durch und mache das dann mit den Modulen auch so, so dass ich halt Werkzeuge 1-4 immer an dem Modul 1, 5-8 immer auf 2, usw. habe - dann hab ich zwar immer wieder gleiche Adressen, aber das macht ja nicht viel - außer bei DAU´s die dann noch die Werkzeuge von unterschiedlichen Produkten mischen, das aber dann merken, wenn das Profil nicht reingeht.


    Würd mich mal interessieren, ob sowas, wie ich es mir vorstelle auch wirklich irgendwie machbar ist, denn wenn nicht, muss ich meine Arbeit über den Haufen werfen und mir ein anderes Thema suchen
    Ich brauche auch keine konkreten Lösungen oder so, sondern wie gesagt einfach mal ne Antwort ob sowas geht, weil ich eben da so tief in die Materie nimmer einsteigen kann.

    ... zum Glück hab ich mit dem Punkt auf meiner Liste angefangen, denn meine eigentliche Aufgabe ist dann wieder was "maschinenbauerisches"


    Danke schonmal für eventuelle Antworten.
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  2. #2
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    Hallo

    Möglich und machbar ist das schon. Teile die Anlage auf in "Feldebene" und "Zellenebene". Die beiden Begriffe machen sich auch gut in so einer Diplomarbeit .

    Die Feldebene:
    Das sind die Module selber. Jedes Modul hat seine eigene Steuerung und steuert seine Werkzeuge. Zu den lokalen I/O's würde ich einen klassischen Feldbus einsetzen zB. Profibus oder ASi.

    Die Zellenebene:
    Ein übergeordneter Leitrechner mit grafischer Visualisierung. Dieser hat verbindung zu den Modulsteuerungen über Ethernet. An diesem Leitrechner bedient man die ganze Anlage.

    Der Ablauf ist folgender:
    Die einzelnen Modulsteuerungen wissen die Bestückung ihrer Werkzeuge und melden diese dem Leitrechner. Dieser Leitrechner teilt den Modulen mit was denn nun mit den Werkzeugen gemacht werden soll.
    D.h der Leitrechner steuert den einzelnen Bearbeitungsvorgang nicht selber sondern gibt jedem Modul ein "Rezept" das dieses Modul dann zu bearbeiten hat. Er wartet dann nur mehr auf die Fertigmeldung jedes Moduls. Anders gesagt die Modulsteuerungen selber kümmern sich nicht um die anderen Module. Sie erkennen nur "Werkstück vorhanden" -> übermitteltes Rezept sagt "Bearbeitung soundso", wenn fertig "weiterfördern" (sofern Leitrechner sagt "nächstes Modul bereit")

    Das wirklich schwierige ist das softwaretechnische Verarbeiten der einzelnen Werkzeuge. Optimal wäre es das man den Leitrechner sag was man produzieren will und dieser dann automatisch die Reihenfolge ausspuckt. Wenns nicht automatisch geht müsste man für jedes Produkt eine händisch optimierte Werkzeug Reihenfolge anlegen und in einer DB am Leitrechner ablegen.

    So ungefähr lönnte es laufen und es macht sich auch gut in deiner Arbeit.

    smoe

  3. #3
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    Danke für die schnelle Antwort, smoe!

    Naja, um die Programmierung und den genauen Aufbau der Steuerung müssen sich dann die "Profis" von den Herstellern kümmern, die dann - vielleicht einmal - den Auftrag bekommen, Module und/oder Werkzeuge zu bauen

    Allerdings ist es nicht so, dass alle Module zusammenhängen, sondern dass immer wieder verschiedene Module zusammengeschoben werden sollen, und dann ... sagen wir 3 "komplette" Anlagen im Betrieb sind und Teile produzieren. Wenn dann das benötigte Los fertig ist, werden Module und Werkzeuge neu konfiguriert, eine quasi neue Anlage entsteht und die Produktion geht weiter - somit stehen eben nicht viele große und kleine Anlagen rum, auf denen nur ein paar Stunden am Tag produziert wird und die sonst nur Platz fressen.

    Jedenfalls bin ich jetzt beruhigt, dass es zumindest irgendwie geht, auch wenn es da einige Stolpersteine geben wird.

    Danke auch für die Fachbegriffe. Die machen sich sicherlich gut bei der Doku am Schluß, besonders wenn dann noch im Quellenverzeichnis steht "www.sps-forum.de/...", denn dann isses nichtmal geklaut

    Ich habe zwar in den letzten Wochen ne Menge über Busse gelesen, aber ich war jetzt einfach soweit, dass ich außer Bus-Bahnhof nix mehr gesehen habe ... naja, und wie gesagt: als Maschinenbauer lernt man darüber nicht genug, um sich da dann wieder rauszusuchen.

  4. #4
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    Zitat Zitat von derpuhbaer
    Allerdings ist es nicht so, dass alle Module zusammenhängen, sondern dass immer wieder verschiedene Module zusammengeschoben werden sollen, und dann ... sagen wir 3 "komplette" Anlagen im Betrieb sind und Teile produzieren. Wenn dann das benötigte Los fertig ist, werden Module und Werkzeuge neu konfiguriert, eine quasi neue Anlage entsteht und die Produktion geht weiter - somit stehen eben nicht viele große und kleine Anlagen rum, auf denen nur ein paar Stunden am Tag produziert wird und die sonst nur Platz fressen.
    Das habe ich schon verstanden.
    Bei einer gut gefüllten Produktdatenbank am Leitrechner würde es dann so ablaufen:
    Man gibt am LR das Produkt ein und der gibt am Bildschirm aus
    z.B.
    1 Modul mit Werkzeug B, J, L
    2 Modul mit Werkzeug K, P, G, A
    (sonst kein Modul nötig)

    Bedienmannschaft soll die Module stellen und die Werkzeuge lt. Vorgabe rüsten. Wenn alles fertig aufgebaut ist wird gestartet. So braucht mann nicht erkennen was für ein Werkzeug wo ist weil es vorausgesetzt wird. Solches manuelles Umrüsten ist aber nur bei größeren Losgrößen sinnvoll. Schöner wäre wenn z.B. ein Portalroboter die Module automatisch mit den nötigen Werkzeugen bestückt.

    smoe

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