Virtuelle Entwicklung einer Montage-Prüfzelle. INGENIEURBÜRO MUHR GmbH - TECHNISCHE INNOVATION MIT LEIDENSCHAFT

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1 Virtuelle Entwicklung einer Montage-Prüfzelle INGENIEURBÜRO MUHR GmbH - TECHNISCHE INNOVATION MIT LEIDENSCHAFT

2 Entwicklung einer Montage-Prüfzelle 2 Vorstellung IB Muhr GmbH Maschinenprozess&2D Layout 3D Konzept/Konstruktion Detailauslegung&Simulation

3 IB Muhr GmbH - Wer sind wir? 3 Über 25 Jahre professionelle Ingenieurslösungen Produktportfolio & Team Ingenieurbüro für Maschinen und Produktentwicklung Fünf MA im Bereich Entwicklung ME/SW Ein MA im Bereich Verwaltung&Buchhaltung Drei MA im Bereich Montage&Fertigung Ein Auszubildender im Bereich Entwicklung Geschichte 1985: Gründung durch Eduard Muhr 1994: Einführung von 2D CAD 2004: Einführung von 3D CAD 2010: Einführung von FEM CAE Software 2012: Aufbau eigener Montage/Fertigung 2013: Neuer Standort in Prackenbach 2014: Einführung von CAM in der Fertigung 2015: Aufbau eigener Elektrik /SW Abteilung 2015: Bau neuer Fertigung mit Bürogebäude

4 IB Muhr GmbH F & E 4 F & E: Komplexe Aufgaben einfach lösen Entwicklung Produktentwicklung Entwicklung im Bereich Maschinenbau Berechnung und Einzelteilauslegung FEM Simulation und Kinematik SPS/Softwareentwicklung Konstruktion 3D Konstruktion 2D Detaillierung Fertigungs und Montagezeichnung Pneumatik/Hydraulikplanung Virtuelle Inbetriebnahme in 3D E Plan

5 IB Muhr GmbH Fertigung und Montage 5 Von der Idee bis zum schlüsselfertigen System Fertigung Metallverarbeitung und Fertigung (CNC Fräsen, CNC Drehen, Bohren, Sägen und Schleifen) Prototypenbau Gestell und Rohrrahmenbau (Aluprofil, Schwarzstahl und Edelstahl) Schweißdienstleistungen ( WIG/MAG ) Blechverarbeitung: Schneiden, Kanten Schaltschrankbau Montage & Inbetriebnahme Industriemontage Einstellen und Abstimmen Elektrische Verdrahtung Inbetriebnahme Prozessoptimierung

6 IB Muhr GmbH - Referenzkunden 6

7 IB Muhr GmbH - Referenzprojekte 7

8 Entwicklung einer Montage-Prüfzelle 8 Vorstellung IB Muhr GmbH Maschinenprozess&2D Layout 3D Konzept&Konstruktion Simulation&Detailauslegung

9 Entwicklung einer Montage-Prüfzelle 9 Aufgabenstellung: Entwicklung einer Montage und Prüfzelle für medizinische Hubsäulen Hauptfunktion: Mechanische und hydraulische Endmontage Test der Hubsäule unter Realbedingungen

10 Produktvorstellung Hubsäule 10 Einsatzgebiet: OP-Tische Blockhöhen: 400mm 700mm Hubbereich: 100mm 500mm Patientengewicht: 200 kg Aktorik: Hydraulisch

11 Funktion Hubsäule 11 Linearhub: Entlang Z Achse Tilt Hub: Schwenken entlang X Achse Trend Hub: Schwenken entlang Y Achse Zusatz Hub: Bis zu 9 weitere Aktoren, z.b. Kopfteil, Fußteil

12 Maschinenprozess Draufsicht 12 Vormontierte HS Verpackte HS Rüsten/Vormontage Transport HS Zelle über WT Fixierung der HS Identifikation der HS Montage von Prüfadapter Freigabe WT Endmontage/Test Transport in Zelle Fixierung WT Hydraulische Montage Ermittlung der Null-Lage Messen der Blockhöhe (UT) Messen der Hubhöhe (OT) Freigabe WT Demontage/Verpacken Transport aus Zelle Fixierung WT Demontage WT Ausschleusen von Fail HS Transport von HS auf Palette Verpacken

13 2D Layout Planung 13 Vorderansicht Seitenansicht Festlegung der Außenmaße Festlegung mechanischer Ablauf und Handling Festlegung der Funktionseinheiten und Baugruppen Prüfung der Arbeitsabläufe und Ergonomie

14 Entwicklung einer Montage-Prüfzelle 14 Vorstellung IB Muhr GmbH Maschinenprozess&2D Layout 3D Konzept&Konstruktion Detailauslegung&Simulation

15 3D Konzept Übersicht 15 Umsetzung der Vorgaben aus 2D Konzept Konstruktion der Funktionseinheiten und Baugruppen Hauptprozess: Entwicklung vom Prüf und Mess System Nebenprozess: Entwicklung vom Handlings System

16 3D Konzept Prüf- und Mess-System 16 Lineare Vermessung Laser Differenz Messverfahren Messbereich 1000 mm Genauigkeit Gesamtsystem ± 200µm Genauigkeit Mess System ± 100µm Winkel Vermessung Neigungssensor in 2 Achsen Messbereich ±80 Genauigkeit Gesamtsystem ± 0,1 Genauigkeit Mess System ± 0,01

17 3D Konzept Prüf- und Mess-System 17 Messkopf Linear Messkopf Winkel Prüfgewicht Hubsäule Referenzeinheit Aushubstation

18 3D Konzept Manipulator 18 Automatik-Betrieb Angetriebene Bewegung Pos. 1 zu Pos. 2 Hand-Betrieb Freie Bewegung durch Operator in Feld 1 und Feld 2 Max. Handkräfte von 5kg

19 3D Konzept Manipulator 19 Reibrad Antrieb Y Richtung Reibrad Antrieb X Achse Linear Zylinder Z-Achse Geführte Bewegung in alle Achsen Pneumatischer Antrieb Direkt in Z Richtung Indirekt in X /Y Richtung Pneumatische Kraftsteuerung Proportional Ventil Keine zus. Sicherheitseinrichtung nötig: Arbeiten im Verfahr Bereich zulässig

20 Entwicklung einer Montage-Prüfzelle 20 Vorstellung IB Muhr GmbH Maschinenprozess&2D Layout 3D Konzept&Konstruktion Detailauslegung&Simulation

21 Simulation - Kinematik 21 Simulation der Maschinenabläufe und Bewegungen unter Realbedingungen CAD Modell wird mit physikalischen Abhängigkeiten verknüpft Definition der Verbindungen Definition der Kräfte Konkret Auslegung von Grundgestell für Prüfstatik: Worst Case: Gewicht von 400 kg fällt 800 mm Ergebnis Reaktionskräfte auf Lagerstellen Aussage über die Kinematik/Dynamik Position/Weg Resultierend Geschwindigkeit Resultierend Beschleunigung Resultierend Reaktionskraft F=4000N

22 Simulation - Kinematik 22 Fixiertes Element: alle Freiheitsgrade sind definiert und statisch bestimmt Zylinder Bewegliches Element: Freiheitsgrad entlang der Z Achse (Bewegungsrichtung) Kolben mit Gewicht Krafteinleitung und daraus resultierende Bewegung durch Schwerkraft Hub wird begrenzt durch Kolbenraum möglichen Hub von 800mm

23 Simulation - Kinematik 23 Ergebnis: Position/Weg Resultierend Geschwindigkeit Resultierend Beschleunigung Resultierend Kraft Ergebnisse werden in Belastungsanalyse übernommen werden

24 Simulation - Belastungsanalyse 24 Modell ist komplett freigeschnitten Modell ist für FEM Simulation komplett definiert: Abhängigkeiten, Lasten und Kontakte

25 Simulation - Belastungsanalyse 25 Ergebnis Spannung in N/mm² Durchbiegung Sicherheitsfaktor bezogen auf Streckgrenze Optimierung der Bauteile hinsichtlich Sicherheit, Gewicht und Wirtschaftlichkeit

26 Entwicklung einer Montage-Prüfzelle 26

27 Realisierung einer Montage-Prüfzelle 27

28 Realisierung einer Montage-Prüfzelle 28

29 29 Titelmasterformat durch Klicken bearbeiten Formatvorlage des Untertitelmasters durch Klicken bearbeiten Nanzing Schorndorf Tel.: 09461/3693 Fax.: 09461/2065 INGENIEURBÜRO MUHR GmbH - Mehr als ein Zulieferer - Ein Partner auf Augenhöhe Mail: Web: Entwicklung Fertigung Montage Maschinenbau muhr.de muhr.de

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