Variantenkonstruktion eines Kegelradgetriebes

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1 Variantenkonstruktion eines Kegelradgetriebes Projektteam: Herr Schneider, Herr Wilke Team mit drei Mitgliedern 1 Das abgebildete Kegelradgetriebe soll als Vorlage für eine Variantenkonstruktion dienen. Dazu muss die Baugruppe zunächst teilweise demontiert und die Einzelteile vermessen werden. Teil-Demontage des Getriebes incl. Dokumentation der Demontage und Aufgabenbeschreibung der Komponenten. Ordentliche Archivierung aller Einzelteile. Aufnahme der Geometriedaten der Einzelteile und Überführung der Einzelteile in CAD-Modelle. Modellieren mit Hilfe des Konstruktionsassistenten. Montage des Getriebes mit CAD-Software und Erstellen einer Montagesimulation. Berechnung der typischen technischen Kenngrößen des Getriebes anhand der aufgenommenen Geometriedaten.

2 Hexacopter optimieren Projektteam: Herr Wilke Team mit drei Mitgliedern 2 Unser HKS-Hexacopter soll für seinen künftigen Einsatz optimiert werden. Zu konstruieren sind u.a: ein Akku-Fach, um ein schnelles Wechseln des Akkus zu ermöglichen, ohne die Schwerpunktlage zu verändern. Ein neues leichtes aber stabiles Landegestell, das die Nutzung einer Gimbal-stabilisierten Kamera (GoPro) zulässt. Eine Flight-Controller-Schnellwechselsystem, das es unkompliziert ermöglicht, verschiedene FC s auf dem Hexakopter zu testen und weiteres Zubehör (FPV, Datalink usw.) zulässt. Eine Gimbal-Halterung an der Kopter-Front, um zu vermeiden, dass bei Luftaufnahmen das Landegestell im Bild ist.

3 Quadrocopter konstruieren 3 Herr Wilke Projektteam: Team mit drei Mitgliedern Zu konstruieren ist ein einfacher Quadrocopter um verschiedene Flight-Controller und Motorkonfigurationen zu testen. Ziel ist es, einen guten Kompromiss zwischen geringer Masse und hoher mechanischer Stabilität zu finden. Die Aufgabe umfasst u. A. folgende Aspekte: Chassiskonstruktion unter Verwendung von 3D-gedrucken Bauteilen und Zukaufteilen (z.b. CfK, Al) Konstruktion von Motor- und ESC-Aufnahmen. Abstimmung mit anderen Projektgruppen (Akkufach, Controller-Aufnahme, Trainergestell usw.). Vorbereitung von Bauteilen zum 3D-Druck.

4 Komplexe Geometrien konstruieren 4 Herr Wilke Projektteam: Team mit drei Mitgliedern Zu konstruieren ist ein mehrteiliges, geschlossenes Quadrocopter-Gehäuse, das sich in den Hauptabmessungen am Quadrocopter Phantom von DJI orientieren soll. Im bzw. am Gehäuse untergebracht werden sollen: Motoren- und ESC s, Akku (min. 3S Lipo, 5 Ah), Flight-Controller, Kamerahalterung mit Gimbal (GoPro), FPV-Zubehör. Landegestell Zum Projektumfang gehört die Aufbereitung eines komplexen CAD-Bauteils zu einem mehrteiligen Schalen- Modell, das als 3D-Druck ausgegeben und anschließend gefügt werden kann.

5 Trainergestell zum Einfliegen von Multicoptern und Helikoptern Projektteam: Herr Wilke, Herr Tesch Team mit drei Mitgliedern 5 Zu konstruieren ist ein Trainergestell z.b. zum gefahrlosen Einfliegen von Quadrocopter, um verschiedene Flight- Controller und Motorkonfigurationen testen zu können. Der Copter muss sich in alle Raumrichtungen frei bewegen können, gleichzeitig muss aber gewährleistet werden, dass seine Rotoren nicht mit dem Trainergestell kollidieren. Dazu ist eine bereits vorhandene Lineareinheit umzukonstruieren, d.h. mit einem variablen Ausgleichsmasse- System zu versehen, einen kardanische Befestigung am Kopf der Lineareinheit zu entwerfen und zum 3D-Ausdruck vorzubereiten und unter Abstimmung mit anderen Projektgruppen eine Universalbefestigung zu entwickeln, damit unterschiedliche Copter-Varianten sicher und schnell befestigt werden können.

6 Spannungsstabilisierung mit Längstransistor 6 Herr Springmann Projektteam: Team mit drei Mitgliedern Eine SPS (speicherprogrammierbare Steuerung) liefert eine 24V Gleichspannung als Betriebsspannung. Die 24V Gleichspannung versorgt die Steuerung und die Ein- und Ausgangsbaugruppen. Damit die Sensoren einwandfrei funktionieren muss die Gleichspannung, unabhängig von der Belastung, immer konstant sein. Dies geschieht durch eine Spannungsstabilisierung mit Längstransistor. Nach einem vorgegebenen Schaltplan soll eine Spannungsstabilisierung mit Längstransistor aufgebaut und meßtechnisch (digitales Oszilloskop und Digitalmultimeter) untersucht werden. Anschließend soll diese Schaltung mit dem Programm Multisim aufgebaut und simuliert werden, um die meßtechnisch ermittelten Werte mit den Werten von Multisim zu vergleichen. Der Ausgang einer Brückengleichrichterschaltung wird mit dem Eingang der Stabilisierungsschaltung elektrisch verbunden und mit Hilfe des digitalen Oszilloskops und von Digitalmultimetern wird meßtechnisch der Einfluss verschiedener Lastfälle untersucht. Alle meßtechnisch ermittelten elektrischen Größen müssen für die zu erfolgende Präsentation dokumentiert werden.

7 Brückengleichrichterschaltung Projektteam: Herr Springmann Team mit drei Mitgliedern 7 Eine SPS (speicherprogrammierbare Steuerung) liefert eine 24V Gleichspannung als Betriebsspannung. Dies geschieht mit Hilfe einer Brückengleichrichterschaltung mit nachfolgender Spannungsstabilisierung. Die Eingangswechselspannung der Brückengleichrichterschaltung wird über einen Transformator von 230V (Netzspannung) auf die entsprechende Eingangswechselspannung der Gleichrichterschaltung heruntertransformiert. Nach einem vorgegebenen Schaltplan soll eine Brückengleichrichterschaltung mit unterschiedlichen Glättungskondensatoren aufgebaut und messtechnisch (digitales Oszilloskop und Digitalmultimeter) untersucht werden. Anschließend soll diese Schaltung mit dem Programm Multisim aufgebaut und simuliert werden, um die messtechnisch ermittelten Werte mit den Werten von Multisim zu vergleichen. Der Ausgang der Brückengleichrichterschaltung wird dann mit dem Eingang der Stabilisierungsschaltung elektrisch verbunden und mit Hilfe des digitalen Oszilloskops und von Digitalmultimetern wird messtechnisch der Einfluss verschiedener Lastfälle untersucht. Alle messtechnisch ermittelten elektrischen Größen müssen für die zu erfolgende Präsentation dokumentiert werden.

8 Universalvorverstärker 8 Herr Springmann Projektteam: Team mit drei Mitgliedern Kapazitive oder induktive Näherungssensoren müssen ihre Signale aufbereiten und verstärken, damit die SPS an ihrem Eingang mit dem notwendigen Spannungssignal angesteuert wird. Dazu bedarf es unter anderem auch einer Vorverstärkerstufe. Im Sensor erfolgt die Signalaufbereitung und Verstärkung durch einen IC ( integrierter elektronischer Schaltkreis ). Die Gruppe soll zuerst einen einfachen einstufigen Verstärker nach einem vorgegebenen Schaltplan aufbauen und seine Funktion messtechnisch (digitales Oszilloskop und Digitalmultimeter) untersuchen. Anschließend soll diese Schaltung mit dem Programm Multisim aufgebaut und simuliert werden, um die messtechnisch ermittelten Werte mit den Werten von Multisim zu vergleichen. Alle messtechnisch ermittelten elektrischen Größen müssen für die zu erfolgende Präsentation dokumentiert werden.

9 Hochregallager 9 Herr Tesch Projektteam: Team mit drei Mitgliedern Das Hochregallager ist zum einlagern von Werkstücken mit den Abmessungen 50mm*50mm*50mm geeignet. Es stehen sieben Lagerplätze auf vier Ebenen, also insgesamt 28 Lagerplätze zur Verfügung. Die Horizontal- und Vertikalachsen werden über Gleichstromgetriebemotoren angetrieben. Das Hochregallager soll funktionsbezogen analysiert werden. Die Funktion der Einzelkomponenten und deren Anbindung an eine SPS soll dokumentiert werden. Die Steuerung soll einerseits über eine Visualisierungs-Software (SPS-Visu) mit einem PC möglich sein, anderseits soll die automatische Bestückung über ein SPS-Programm realisiert werden Funktion: Die Übernahme der Werkstücke erfolgt an der Übergabeposition. Von hier werden die Werkstücke in ein freies Fach des Regals eingelagert. Der Schlitten der Horizontalachse transportiert die Vertikalachse. An der Vertikalachse ist ein doppeltwirkender Pneumatikzylinder mit einer Gabel zur Aufnahme der Werkstücke befestigt. Die Positionierung beider Achsen erfolgt über Bohrungen, die von jeweils einer Gabellichtschranke erkannt werden.

10 Pick and Place Handhabungsgerät Projektbetreung: Herr Tesch Projektteam: Team mit drei Mitgliedern 10 Mit dem Handhabungsgerät können sogenannte Pick-and-Place Aufgaben realisiert werden. Werkstücke werden von einem Platz aufgenommen und an einem anderen Platz abgelegt. Das Handhabungsgerät soll funktionsbezogen analysiert werden. Die Funktion der Einzelkomponenten und deren Anbindung an eine SPS soll dokumentiert werden. Die Steuerung soll einerseits über eine Visualisierungs-Software (SPS- Visu) mit einem PC möglich sein, anderseits soll die automatische Aufnahme und Weitergabe von Werkstücken über ein SPS-Programm realisiert werden. Funktion: Das Handhabungsgerät deckt einen Arbeitsbereich von 200 Grad ab. Der Antrieb der X-Achse erfolgt über einen Gleichstrommotor. Der Links- bzw. Rechtslauf wird über eine Wendeschützschaltung verwirklicht. Ein verdrehsicherer doppeltwirkender Pneumatikzylinder bewegt die Y-Achse auf und ab. Der Bewegung der Z-Achse erfolgt analog zur Y-Achse. Zur Aufnahme der Werkstücke ist das Handhabungsgerät mit einer Vakuum-Saugvorrichtung ausgestattet.

11 Förderbänder mit Umlagerung Projektbetreung: Herr Tesch Projektteam: Team mit drei Mitgliedern 11 Zwei Förderbänder können Paletten mit Werkstücken in beide Richtungen transportieren. Die Förderbandenden werden mit Sensoren überwacht. Ein Pick and Place Gerät soll als Verbindungselement zwischen den Förderbändern dienen. Die Baugruppen sollen funktionsbezogen analysiert werden. Die Funktion der Einzelkomponenten und deren Anbindung an eine SPS soll dokumentiert werden. Die Steuerung soll einerseits über eine Visualisierungs-Software (SPS-Visu) mit einem PC möglich sein, anderseits soll die automatische Aufnahme und Weitergabe von Werkstücken über ein SPS- Programm realisiert werden Funktion: Auf einem Band ankommende Werkstücke sollen mit dem Handhabungsgerät auf das andere Band umgesetzt werden. Der Antrieb der Bänder und des Handhabungsgerätes erfolgt über 24V Gleichstrommotore. Das Handhabungsgerät kann über zwei Pneumatikzylinder in X- und Y-Richtung bewegt werden. Über einen Sauggreifer können die Werkstücke aufgenommen werden.

12 Modulares-Produktions-System Projektbetreung: Herr Tesch Projektteam: Team mit drei Mitgliedern 12 Von dem vorhandenen Modularen Produktions- System (MPS) sollen zwei Module funktionsbezogen analysiert werden. Die Funktion der Einzelkomponenten und deren Anbindung an eine SPS soll dokumentiert werden. Die Steuerung des Moduls soll einerseits über eine Visualisierungssoftware (SPS-VISU) mit einem PC möglich sein, anderseits soll der automatische Ablauf über ein SPS- Programm realisiert werden. Funktion: Modul Verteilen: Die Aufgaben der Station Verteilen ist es: Werkstücke aus einem Magazin zu vereinzelnen und Werkstücke durch einen Schwenkantrieb mit Vakuumsauger umzusetzen Modul Prüfen: Die Aufgaben der Station Prüfen ist es: die Materialbeschaffenheit eines Werkstückes festzustellen die Werkstückhöhe zu prüfen und ein Werkstück entweder auszuschleusen oder einer nachfolgenden Station bereitzustellen

13 Modulares-Produktions-System 13 Projektbetreung: Herr Tesch Projektteam: Team mit drei Mitgliedern Von dem vorhandenen Modularen Produktions-System (MPS) sollen zwei Module funktionsbezogen analysiert werden. Die Funktion der Einzelkomponenten und deren Anbindung an eine SPS soll dokumentiert werden. Die Steuerung des Moduls soll einerseits über eine Visualisierungssoftware (SPS-VISU) mit einem PC möglich sein, anderseits soll der automatische Ablauf über ein SPS-Programm realisiert werden. Funktion: Modul Pick&Place: Die Aufgaben der Station Pick&Place ist es: Werkstücke transportieren Werkstücke stoppen Werkstückeinsätze einlegen Komplette Werkstücke vereinzelnen Modul Fluidic Muscle Presse: Die Aufgaben der Station Fluidic Muscle Presse ist es: Werkstückeinsätze in ein Werkstück einzupressen das komplette Werkstücke weiter zu leiten

14 Modulares-Produktions-System 14 Projektbetreung: Herr Tesch Projektteam: Team mit drei Mitgliedern Von dem vorhandenen Modularen Produktions-System (MPS) soll ein Modul funktionsbezogen analysiert werden. Die Funktion der Einzelkomponenten und deren Anbindung an eine SPS soll dokumentiert werden. Die Steuerung des Moduls soll einerseits über eine Visualisierungssoftware (SPS-VISU) mit einem PC möglich sein, anderseits soll der automatische Ablauf über ein SPS- Programm realisiert werden. Funktion: Modul Sortieren: Die Aufgaben der Station Sortieren ist es: Werkstücke nach Beschaffenheit zu sortieren Das Team koordiniert die Einbindung der Einzelmodule zu einer Gesamtfunktion.