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Die
Rutsche wurde konzipiert, um die Arbeit der Bediener im Bereich
der industriellen Automatisierung zu erleichtern, wobei besondere
Aufmerksamkeit auf den Automobilsektor gerichtet ist. Mit diesen
Maschinen wird der Arbeitszyklus in den verschiedenen Bereichen,
aus denen ein Industriebetrieb besteht, beschleunigt, wobei gleichzeitig
die Arbeitslast für
die Bediener bei der Vorlage der unterschiedlichen Bestandteile,
aus denen in diesem Fall ein Kraftfahrzeug besteht, vermindert wird.
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Die
Rutsche besteht aus einem Rahmen aus Aluminium- oder Edelstahlprofil
und ist auf dem Fußboden
befestigt. Innerhalb des Rahmens sind geeichte Schienen montiert,
die beim Rutschen von Elementen als Führung fungieren. Das Rutschen
der vom Bediener geladenen Elemente kann durch ein Vibrationssystem
unterstützt
werden, welches an der Führung
montiert ist, wodurch das Gewicht (Schwerkraft) der Elemente ausgenutzt
wird.
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Im
Endbereich der Rutschen, wo ein Greifer die Elemente entnimmt, befinden
sich Trennwalzen, die die Aufgabe haben, jeweils ein Element in
die Abladezone herab zulassen.
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In
einigen Anlagen wird in der Entladezone eine Vorlegevorrichtung
(Pick&Place)
montiert, die die Aufgabe hat, das Element von der Rutsche aufzunehmen
um es dem Greifer des Roboters optimal vorzulegen.
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AUFBAU DER Rutsche
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Jede
dieser Rutschen besteht aus einer bedarfsabhängig vorbestimmten Anzahl von "Bahnen", in denen die einzelnen
Teile laufen. Die Anzahl der Bahnen pro Rutsche hängt von
der ergonomischen Beschaffenheit und Größe jedes einzelnen Teils sowie
der vorbestimmten Anzahl der Teile pro Rutsche die in der Konzeptionsphase
festgelegt werden ab.
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Ein
Beispiel für
eine Rutsche mit 3 Bahnen ist in Bild 4.1.1 dargestellt.
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Über eine
Schnittstelle (PROFIBUS), die mit einem oder mehreren Modulen verbunden
ist, werden auf jeder Bahn der Rutsche unterschiedliche elektrische
und pneumatische Bauteile installiert und geführt. Bevor das Element am Ende
der Bahn an der Entnahmestation ankommt, passiert es folgende Punkte:
den
Nährungsschalter
für Leerstand,
der einen Befehl an den Kontroller überträgt, der dann in ein Lichtzeichen
(visueller Impuls) umgewandelt wird, um dem Bediener anzuzeigen,
dass die Anlage sich entleert, um so einen Produktionsstillstand
zu vermeiden,
den Vibrator, der mittels eines Druckschalters
jedes mal manuell betätigt
wird, wenn der Bediener die Maschine mit neuen Teilen belädt oder
automatisch, um das Gleiten der Teile in die Entnahmezone zu begünstigen,
Blockierungswalzen,
die verwendet werden, um der Maschine zu ermöglichen, nur jeweils ein einziges Teil
in die Entnahmeposition zu bringen und so Unregelmäßigkeiten
bei der Aufnahme durch den Greifer zu verhindern,
die Nährungsschalter
für die
Anwesenheit des Teils in einer Position vor der ersten Blockierungswalze
und in einer Zwischenstellung zwischen den beiden Walzen, um automatisch
die Trennung des ersten Teils von den darauf folgenden Teilen zu
ermöglichen,
den
Nährungsschalter
für die
Anwesenheit des Teils in der Entnahmeposition, der dem Greifer das
Signal gibt, dass sich das Teil korrekt positioniert in der Entnahmezone
befindet.
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In
einigen Anlagen ist es erforderlich, eine weitere Walze für spezielle
Elemente zu installieren, mit denen es seitens des Greifers Schwierigkeiten geben
könnte.
In einigen Anlagen ist es außerdem erforderlich,
die Nährungsschalter,
die einen begrenzten Lesebereich haben, durch Fotozellen mit größerem Lesebereich
zu ersetzen.
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Zu
diesen aufgezählten
Bauteilen, die sich ohne Unterschied auf jeder Bahn aller Anlagen
befinden, sind jene Bauteile und Ausrüstungen hinzuzufügen, die
für einen
ordnungsgemäßen sicheren
und automatischen Funktionsablauf dieser Ausrüstungen erforderlich sind.
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Als
erstes ist die Speicher-Vorrichtung hervorzuheben, mit deren Hilfe
es möglich
ist, mit entsprechenden Software-Befehlen aller auf jeder Bahn der
Anlage vorhandenen elektrischen und pneumatischen Einrichtungen
aus der Ferne zu steuern und an der pneumatische Leitungen und spezielle
Signalkabel enden.
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Schließlich sind
noch vorhanden: ein von den Bedienern zu betätigender Druckschalter, um
die Maschine in Vibration zu versetzen und eine Lichtsäule, die
in der Ladezone der Anlage unterzubringen sind.
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Nun,
da die verschiedenen Bestandteile der Anlage beschrieben sind, wird
ein Standard-Betriebszyklus
beschrieben.
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BESCHREIBUNG DER FUNKTIONSWEISE DER Rutsche
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Betrachten
wir als Ausgangsbedingung die Situation, in der die Rutsche vollkommen
leer ist. Natürlich
zeigt das im hinteren Abschnitt der Anlage installierte Blinklicht
durch weißes
Blinken deutlich eine provisorische Funktionsbedingung der Maschine
an, bis die Bahnen der Anlage voll genug sind.
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Durch
manuelle oder automatische Kontrolle der Elektroventile, werden
die Dosierwalzen betätigt, damit
alle Dosierwalzen der unterschiedlichen Bahnen in der Ruhestellung
die Stäbe
ausgefahren haben.
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Der
Bediener für
die Beladung der Rutsche kann so damit beginnen, sie mit den Teilen
zu befüllen,
für die
die Maschine konzipiert ist. Dies erfolgt vom hinteren, von außen zugänglichen
Abschnitt. Zur Begünstigung
des Gleitens und immer wenn die Teile nicht ohne Eigengewicht (Schwerkraft)
nach unten rutschen, setzt der Bediener durch Betätigen des Druckschalters
oder die Software durch Fernkontrolle die Vibratoren in Betrieb,
die sich auf den Bahnen der Anlage befinden, wodurch die mit ihnen
verbundenen Elektroventile aktiviert werden.
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So
kommen die Teile mit einer Geschwindigkeit herab, die einen optimalen
Zyklustakt ermöglicht, wobei
sie beim Durchlaufen auf den ersten Nährungsschalter treffen (den
für den
Leerstand), der elektrisch mit der Blinkleuchte zur Anzeige der
Befüllung
der Maschine verbunden ist.
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In
wenigen Sekunden erreichen die Teile die Nähe des Sensors für die erste
Blockierungswalze, die sich mit erhobener Stange in Ruheposition
befindet.
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Natürlich richtet
sich die Positionierung der Walzen und der Nährungsschalter bei jeder Anlage nach
der ergonomischen Beschaffenheit des jeweiligen Teiles. Es gibt
also Walzen, die die Teile von oben und andere, die sie von unten
blockieren und in einigen Fällen
können
sich die Walzen auch seitlich zur Gleitrichtung des Teiles befinden.
Die Nährungsschalter
sind dagegen so positioniert, dass sie das Signal zur Position der
Teile auf den Bahnen deutlich an den Kontroller übertragen, damit die weiteren Schritte
des Maschinenzyklus durchgeführt
werden können.
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Der
Sensor, der sich unmittelbar vor den Blockierungswalzen befindet, überträgt das Signal
zur Anwesenheit des Teiles, wodurch das Elektroventil anspricht,
das die Walze kontrolliert und damit den Befehl zum Absenken der
Stange der Walze gibt, damit das Teil passieren kann.
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Das
Teil, das der Vibration ausgesetzt ist, kommt näher und gelangt dabei zwischen
die beiden Blockierungswalzen. Kaum hat der Sensor über der zweiten
Walze die Anwesenheit des Teils wahrgenommen, bekommt die erste
Walze den Befehl, die Stange auszufahren, um alle anderen Teile
zu behandeln, die der Bediener gerade lädt. Unverzüglich senkt sich die Stange
der zweiten Walze, um dem Teil zu ermöglichen, in die Position zu
gelangen, aus der es der Greifer entnehmen kann, d. h. in die Position, die
durch das Signal angezeigt wird, das vom Sensor hinten an der Bahn
an die Kontrollstation gesandt wird. Dieses Signal zur Anwesenheit
wird ebenfalls an den Greifer übertragen,
der die Entnahme der anderen Teile aus der Maschine des Arbeitsbereiches beendet
hat und nun dieses Teil entnimmt, wodurch der Anlage ermöglicht wird,
einen neuen Arbeitszyklus zu beginnen.
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Wie
bereits gesagt, hat es sich für
einige Anlagen aufgrund der besonderen Beschaffenheit des Greifers
für notwendig
erwiesen, eine weitere Blockierungswalze einzubauen, die sich in
Bezug zum letzten Sensor auf der Bahn befindet. Diese Walze wird
direkt vom Greifer gesteuert, so dass des der Greifer ist, der das
Signal zum Absenken oder Heben der hinteren Walze der Bahn gibt,
damit das Teil korrekt entnommen werden kann.