tgtm HP 2010/11-4: Rohrrahmen

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Claudia Arnold
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1 tgtm HP 200/-: Rohrrahmen Der Rohrrahmen des Rennkarts wird durch eine pneumatisch betriebene Biegemaschine gebogen. Das zu biegende Rohr wird durch einen Zylinder A gespannt, ein weiterer Zylinder 2A bringt die Biegekraft auf. Die Anlage wird durch eine SPS gesteuert. Daten: maximaler Betriebsdruck: 6 bar A: doppeltwirkender Zylinder, Hub: 80 mm, erforderliche Mindestkraft: 200 N, η = 90% 2A: doppeltwirkender Zylinder, Nenndurchmesser: 25 mm; Hub: 60 mm (Wahlaufgabe) A B B2 2A Spannzylinder A B Biegezylinder 2A B2 Niederhalter Rohr M M2 2M 2M2 3 5 B Biegematrize Werkstückerkennung Programmabbruch (Öffner) S Wahlschalter ein/aus (Schließer) Pneumatischer Schaltplan S2 Starttaster (Schließer) Technologieschema Arbeitsablauf: Der Bediener schaltet die Anlage mit dem Wahlschalter S ein. Der Bediener legt ein Rohr ein und drückt den Starttaster S2. Die Anlage darf nur starten, wenn Spann- und Biegezylinder sich in der hinteren Endlage befinden und ein Rohr eingelegt ist. A fährt dann aus und spannt das Werkstück. Daraufhin fährt 2A aus. Das Werkstück wird gebogen. Nach Erreichen der vorderen Endlage fährt 2A ein. Nach Einfahren von 2A fährt A ein. Wird der Schalter betätigt, müssen beide Zylinder sofort in die Ausgangsstellung zurückfahren. Bestimmen Sie mit Hilfe einer Rechnung den erforderlichen Normzylinder für den Spannzylinder A. 2 Berechnen Sie den Betriebsdruck, der eingestellt werden muss, wenn die Spannkraft des gewählten Normzylinders A auf 700 N begrenzt wird. 3 Die Anlage wird mit dem gewählten Zylinder A (aus Aufg. ) und dem Zylinder 2A mit einem Arbeitsdruck von 5 bar betrieben. Bestimmen Sie die monatlichen Kosten durch den Luftverbrauch der Anlage, wenn an 20 Arbeitstagen jeweils 00 Teile gebogen werden. Ein Druckluft kostet 26 Cent.,0 3,0,0 Die Bezeichnungen der Originalaufgabe wurden hier an [EuroTabM6] angepasst (außer Anschlüsse in der Zuordnungsliste). Aufgaben: Abitur im Fach Technik M (Baden-Württemberg) Lösungen: ulrich-rapp.de/klassen/tg/abi tgtm_hp200-_rohrrahmen.odt, , S./7

2 Die folgende Zuordnungsliste 2 ist gegeben. Bauteil Anschluss Funktion / Bemerkung E0.0 Öffner, Abbruch Schalter S E0. Schließer, Ein/Aus-Wahlschalter S2 E0.2 Schließer, Starttaster B E0.3 Schließer, Rollentaster, Zylinder A hintere Endlage B2 E0. Schließer, Rollentaster, Zylinder A vordere Endlage E0.5 Schließer, Rollentaster, Zylinder 2A hintere Endlage E0.6 Schließer, Rollentaster, Zylinder 2A vordere Endlage B E0.7 Schließer, Rollentaster, Werkstück vorhanden M A0. -Signal, Spannzylinder A fährt aus M2 A0.2 -Signal, Spannzylinder A fährt ein 2M A0.3 -Signal, Biegezylinder 2A fährt aus 2M2 A0. -Signal, Biegezylinder 2A fährt ein Entwickeln Sie den Funktionsplan für diese Steuerung und tragen Sie die entsprechenden Bezeichnungen in die freien Felder auf dem Arbeitsblatt ein. 5 Entwickeln Sie auf dem Arbeitsblatt 2 das SPS Programm in der Funktionsbausteinsprache (FBS) für die vorgegebenen Programmteile (Netzwerke).,0 5,0 Der Absatz der PowerKart OHG erfolgt über Direktvertrieb. Viele Kunden haben nach Kauf des Rennkarts Probleme mit der Lenkung. Der uerlenker bricht nach wenigen Betriebsstunden. 6 Karl Zapf hat einen Rennkart erworben und es tritt der oben beschriebene Schaden ein. Da der Kauf vor acht Tagen erfolgt ist, rät ihm ein guter Freund, den Kart sofort zurück zu geben und das Geld zurück zu verlangen, da ja noch keine zwei Wochen vergangen sind. Bestimmen Sie Herrn Zapfs Rechte mithilfe des BGB. 7 Bewerten Sie die Empfehlung des guten Freundes. 8 Aufgrund der massiven Probleme mit den uerlenkern (ca Nacharbeitungskosten) erwägen die Gesellschafter, diese uerlenker besser im eigenen Betrieb fertigen zu lassen. Um dies zu ermöglichen wäre eine Investition von nötig. Vor einer Entscheidung soll geprüft werden, ob diese Investition überhaupt wirtschaftlich sinnvoll ist. Der angesetzte Kapitalzinssatz beträgt 0 %. Der betrachtete Zeitraum beträgt 5 Jahre. Berechnen Sie den Kapitalwert dieser Investition und vervollständigen Sie die Tabelle auf dem Arbeitsblatt 3. 9 Analysieren Sie das Berechnungsergebnis und geben Sie eine Empfehlung über die mögliche Durchführung der geplanten Investition ab. 2,0,0,0 3,0 30,0 2 Im Original: Belegungsliste Aufgaben: Abitur im Fach Technik M (Baden-Württemberg) Lösungen: ulrich-rapp.de/klassen/tg/abi tgtm_hp200-_rohrrahmen.odt, , S.2/7

3 Arbeitsblatt zu Aufgabe Funktionsplan 0 () (2) 2 (3) 3 () (5) Aufgaben: Abitur im Fach Technik M (Baden-Württemberg) Lösungen: ulrich-rapp.de/klassen/tg/abi tgtm_hp200-_rohrrahmen.odt, , S.3/7

4 Arbeitsblatt 2 zu Aufgabe 5 SPS Programm Schritt : Spannzylinder A ausfahren S spannen RE M Schritt 2: Biegezylinder 2A ausfahren biegen RE 2M Schritt 3: Biegezylinder 2A einfahren biegen_rück RE 2M2 Schritt : Spannzylinder A einfahren spannen_rück RE M2 Aufgaben: Abitur im Fach Technik M (Baden-Württemberg) Lösungen: ulrich-rapp.de/klassen/tg/abi tgtm_hp200-_rohrrahmen.odt, , S./7

5 Arbeitsblatt 3 zu Aufgabe 8 Abzinsungsfaktor = (+i) n i = Zinssatz, n = Jahre Jahr 0 Abzinsungsfaktor ( Nachkommastellen) Rückflüsse Summe Anschaffungskosten Kapitalwert Barwerte Aufgaben: Abitur im Fach Technik M (Baden-Württemberg) Lösungen: ulrich-rapp.de/klassen/tg/abi tgtm_hp200-_rohrrahmen.odt, , S.5/7

6 Lösungen η p= F A A = F erf p η = 200 N 6 bar 90% = 200 N 6 0 N /cm 2 0,90 =,cm2 A= π d 2 d= A erf π =,cm2 π =75,2 mm 2 3 Gewählt: Normzylinder mit KolbenØ d = 80 mm und KolbenstangenØ d 2 = 25 mm ( [EuroTabM6] Pneumatikzylinder, Abmessungen ) Zylinder berechnen und Normzylinder auswählen A= π d 2 = π (80mm)2 =5027 mm 2 η p= F A p = F Betr A η = 700 N 5027 mm 2 0,90 =0,376 N mm 2=3,8bar erforderlichen Arbeitsdruck berechnen A = π d 2 π (80 mm)2 = =5027mm 2 A 2 = π d 2 π (25 mm)2 2= =2272 mm 2 n=00 Teile Tage Teile 20 =8000 Tag Monat Monat 2 A s n p Arb+ p amb =2 5027mm 2 80 mm 8000 Teile bar+bar 5 p pe Monat bar 2 2 A 2 s 2 n p + p Arb amb = mm 2 60 mm 8000 Teile bar 5bar+ p pe Monat bar = + 2 =38,6 Monat +88,5 Monat =227, Monat Cent Kosten= k =227, Monat 26 Monat m =59,05 3 Monat Luftverbrauch, Druckluftkosten =38,6 Monat Monat =88,5 () (2) (3) () (5) S S2 B B M Zyl. A ausfahren spannen B2 2M Zyl. 2A ausfahren biegen 2M2 Zyl. 2A einfahren M2 Zyl. A einfahren B Funktionsplan (Grafcet) Aufgaben: Abitur im Fach Technik M (Baden-Württemberg) Lösungen: ulrich-rapp.de/klassen/tg/abi tgtm_hp200-_rohrrahmen.odt, , S.6/7

7 5 Schritt : Spannzylinder A ausfahren S S2 B B spannen RE M.0 = M.0 M Schritt 2: Biegezylinder 2A ausfahren B2 M.0 biegen M3.0 RE = 2M Schritt 3: Biegezylinder 2A einfahren biegen_rück M.0 RE M3.0 = M3.0 2M2 Schritt : Spannzylinder A einfahren M3.0 spannen_rück M.0 RE M.0 = M.0 M2 vorgegebene FBS ausfüllen (Ablaufsteuerung) 6 und folgende fehlen hier Aufgaben: Abitur im Fach Technik M (Baden-Württemberg) Lösungen: ulrich-rapp.de/klassen/tg/abi tgtm_hp200-_rohrrahmen.odt, , S.7/7

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