Project 3: Aufbau, Programmierung und Inbetriebnahme einer Produktionslinie mit Station Handhaben mit elektrischem Antrieb und Stapelmagazin und Station Wenden Gewichtung (Punkte von Gesamtpunktzahl) 41/100 Zeit max 360 min Szenario Du bist verantwortlich für die Auslieferung einer Produktionslinie, gewünscht von einem Kunden aus China. Die Station soll als Teilautomatisierung seines Fertigungsablaufs genutzt werden. Aufgabe Aufbau, Verdrahtung und Verschlauchen der Produktionslinie auf der Profilplatte bezogen auf die nachfolgenden Richtlinien und technischen Informationen. Entwickeln eines Programm und Inbetriebnahme des Systems. Die Aufgabe ist abgeschlossen wenn: 1. Die Produktionslinie ist mechanisch aufgebaut, richtig verdrahtet, verschlaucht und der korrekte Ablauf ist garantiert. (basierend auf der Evaluation, die Simulationsbox verwendet). 2. Genau Ausführung des Programmes bei der SPS-Aktivierung (basierend auf der Evaluation/SPS- Board) ist garantiert 3. Das System die Spezifikationen erfüllt. (in Übereinstimmung mit dem 'Agreement on Professional Practice' welches gesondert ausgeteilt wurde). WorlSkills Germany Mechatronics Competition 2011 1
Das System wird sobald es fertig ist nach China gesendet. Es gibt keine Möglichkeit für spätere Verbesserungen. Produktionslinie Aufbau: 1 2 1 Station Handhaben 2 Station Wenden Basic position: Keine Werkstücke in der Anlage Station Handhaben E Stapelmagazin Auswerfarm eingefahren (Zylinder ausgefahren) Greifereinheit über Magazin, Greifer offen, Greifer eingefahren Station Wenden Band aus Stopper ausgefahren Weiche offen Wendemodul in Position Rutsche und oben Wendemodul Greifer offen, Greifer rechts gedreht (betrachtet von Antriebsseite) Rechts gedreht WorldSkills Germany Mechatronics Competition 2011 2
Details Turning station: 3 A WorldSkills Germany Mechatronics Competition 2011 3
1 2 4 6 5 3 Band (1), Sensor für die Lageerkennung (2), Stopper (3), Wendemodul (4), Rutsche klein (5), Weiche (6) Details: Opt.Sensor (2) Stopper (3) und Wendemodul (4) B Stopper (3) Weiche (6) A WorldSkills Germany Mechatronics Competition 2011 4
Turning module: turning unit Gripper Input terminal Output terminal / Valve terminal Swivel - linear cylinder WorldSkills Germany Mechatronics Competition 2011 5
Adjust the stoppers behind the cover Position for sensors WorldSkills Germany Mechatronics Competition 2011 6
Schrauben um den Stopper zu justieren (fine-tuning) Schrauben klemmen Winkel für die Orientierung des Sensors WorldSkills Germany Mechatronics Competition 2011 7
Swivel - linear cylinder Ein Zylinder mit 3 Möglichkeiten. Die richtige für die Anwendung auswählen Dreh Linear Bewegung von 90 in einer Rechtsdrehung (Fig. 2) Dreh Linear Bewegung von 90 in einer Linksdrehung (Fig. 3) Linearbewegung (mit CLR 40... to CLR 63..., Fig. 4). Fig. 2 Fig. 3 Fig. 4 Führungsbolzen für die Linear- und Drehbewegung 1. Aufschrauben und Führungsbolzen entnehmen 2. Der Kolben kann frei bewegt werden zu der ausgewählten Nut. 3. Führungsbolzen wieder einschrauben. WorldSkills Germany Mechatronics Competition 2011 8
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Abhängig von Farbe und Lage wird das Werkstück zu unterschiedlichen Positionen transportiert. (A), (B), (C) Separating Turning Position A (Bandende) Position B (Rutsche nach hinten) Position C (Rutsche nach vorne) Red, silver X Red, silver X X black X black X X transparent X transparent X X Bedienfeld Start Lampe Start Taste Stop Taste Reset Lampe Reset Taste Q1 Q2 Auto Man WorldSkills Germany Mechatronics Competition 2011 10
Motor Kontroller: A1 : Bewegung nach rechts (Vorwärts) / A2 : Bewegung nach links (Rückwärts) 1, 2 : Motor VCC: 24 V / GND: 0V A3 und I-OUT werden nicht benötigt WorldSkills Germany Mechatronics Competition 2011 11
Verdrahtung Bedienfeld Verdrahtung ergänzende Singnale zu - X7 (pin 5-8 Eingang; pin 13-16 Ausgang) Ausgang des Bedienfeldes Eingang des Bedienfeldes WorldSkills Germany Mechatronics Competition 2011 12
Verdrahtungsbelegung Ventilinsel PIN Aderfarbe Coil Ausgang Funktion 1 Weiß 0 5 Greifer gegen Uhrzeigersinn drehen 2 Braun 1 6 Greifer schließen 9 10 11 12 13 14 15 1 2 3 4 5 6 7 8 3 Grün 2 3 Greifereinheit nach oben bewegen 4 Gelb 3 4 Greifereinheit nach unten bewegen 5-13 14 Braun-grün 0V 15 Weiß-gelb 0V Verdrahtungsbelegung der Sensoren Pin Aderfarbe M8 Dose/ Pin Eingang Funktion 9 10 11 12 13 14 15 1 2 3 4 5 6 7 8 1 Weiß 0 / 4 5 Greifereinheit ist oben 2 Braun 1 / 4 6 Greifereinheit ist unten 3 Grün 2 / 4 7 Greifer ist gedreht nach links 4 Gelb 3 / 4 4-CP Greifer ist gedreht nach rechts 5 Grau 4 / 4 6-CP Greifer ist offen 6 Pink 5 / 4 7-CP Greifer ist geschlossen 7 Blau 6 / 4 Nicht genutzt 8 Rot 7 / 4 Nicht genutzt 9-12 13 Weiß grün 0-7 / 1 24V DC 14 Braun grün 0-7 / 3 0V 15 Weiß gelb 0-7 / 3 0V CP: Control Panel (Bedienfeld) WorldSkills Germany Mechatronics Competition 2011 13
Verdrahtung des E/A-Terminals Station Wenden Anschluss E/A Terminal (IN) Kommentar 1 Signal ist: Anschlusse E/A Terminal (OUT) Kommentar 1 Signal setzt: DI 0 Werkstück am Bandanfang DO 0 Band Ein vorwärts DI 1 Werkstück am RLT DO 1 Band Ein rückwärts DI 2 Werkstück am Bandende DO 2 Stopper einfahren DI 3 Ergebnis Orientierung am RLT DO 3 Greifereinheit nach oben DI 4 Werkstück am Stopper DO 4 Greifereinheit nach unten DI 5 Greifer ist oben DO 5 Greifer links drehen DI 6 Greifer ist unten DO 6 Greifer öffnen DI 7 Greifer ist links gedreht DO 7 Weiche schließen Verdrahtung des Bedienfeldes X7 (siehe auch Schaltplan) Anschluss E/A Terminal (IN) Kommentar 1 Signal angeben Anschlusse E/A Terminal (OUT) Kommentar 1 Signal geben DI 0 DO 0 DI 1 DO 1 DI 2 DO 2 DI 3 DO 3 DI 4 Greifer ist rechts gedreht DO 4 DI 5 DO 5 DI 6 Greifer ist offen DO 6 DI 7 Greifer ist geschlossen DO 7 Verdrahtung auf der Station Handhaben bleibt unverändert WorldSkills Germany Mechatronics Competition 2011 14
Evaluation Blatt Projekt 3: Aufbau, Programmierung und Inbetriebnahme einer Produktionslinie mit Station Handhaben mit elektrischem Antrieb und Stapelmagazin und Station Wenden Team: Verifikation der Abnahme von Experten (Namen, Unterschrift): _ Zeit max.: 360 min. Punkte max.: 41 Time: Beschreibung Evaluation Maximale Evaluation Funktioncheck mit Simulationsbox an der Station Handhaben wenn die SPS- Funktion nicht gegeben ist. erledigt Max Punkte (Ausgang 0 7: Signal 1 or 0) Vorbereitung: IWerkstück in Magazin einlegen, Verbinden der SimBox mit dem E/A- Terminal. Greifer öffnen (Out 3: 1) 0,2 Ausgabe eines Werkstücks am Magazin (Out 4: 1) 0,2 Greifereinheit über Stapelmagazin bewegen (Out 1: 0; Out 0: 1) 0,2 Auswerfzylinder einfahren (Out 4: 0) 0,2 Greifer ausfahren (Out 2: 1) 0,2 Greifer schließen (Out 3: 0) 0,2 Greifer einfahren (Out 2: 0) 0,2 Greifereinheit an Übergabeposition nächste Station (Out 1: 1; Out 0: 1) 0,2 SimBox Handhaben 1,6 WorldSkills Germany Mechatronics Competition 2011 15
Beschreibung Evaluation Maximale Evaluation Funktioncheck mit Simulationsbox an der Station Wenden wenn die SPS-Funktion nicht gegeben ist. erledigt Max Punkte (Ausgang 0 7: Signal 1 oder 0) Vorbereitung: Werkstück auf Band legen, Verbinden der SimBox mit dem E/A- Terminal, Station in Grundposition ((Out 6: 1); (Out 4: 0; Out 3: 1) Werkstück zum Stopper transportieren (Out 0: 1) 0,5 Band aus (Out 0: 0) 0,5 Stopper einfahren (Out 2: 1) 0,5 Wendemodul zur Abholposition bewegen (Out 4: 1; Out 3:0) 0,6 Greifer schließen (Out 6: 0) 0,5 Wendemodul zur Rutsche bewegen (Out 4: 0; Out 3:1) 0,6 Greifer öffnen (Out 6: 1) 0,5 Stopper ausfahren (Out 2: 0) 0,5 Werkstück an Stopper legen und Weiche schließen (Out 7: 1) 0,6 Werkstück zu kleiner Rutsche transportieren (Out 1: 1) 0,6 Weiche öffnen (Out 7: 1) 0,5 Band aus (Out 1: 0) 0,5 SimBox Wenden 6,4 SimBox Gesamt 8,0 WorldSkills Germany Mechatronics Competition 2011 16
Description Evaluation Maximum evaluation Funktionsüberpüfung mit SPS Done Max. Points Vorbereitung: Alle Werkstücke von den Stationen nehmen, SPS an E/A Terminal und Bedienfeld anschließen, Schlüsselschalter zu Position AUTO, SPS starten, kein Programmierkabel/WLAN zwischen PC und SPS, Druckluftversorgung offen, Handling Linearachse zwischen den Sensoren; Wendemodul Greifer an Position Band Function START Signallampe ROT AN ** 0,4 Turning station Lampe Reset AN (Turning Station) Schlüsselschalter zu Position MAN (Turning Station) dann Signallampe GELB ** Reset Taste drücken (Turning Station) dann fährt die Station in die Grundstellung Lampe Reset AUS wenn die Station in Grundstellung ist Schlüsselschalter zu Position AUTO (Turning Station) dann Lampe START AN (Turning Station) Handling station Lampe Reset AN (Handling Station) Schlüsselschalter zu Position MAN (Handling Station) Reset Taste drücken (Handling Station) dann fährt die Station in die Grundstellung Lampe Reset AUS wenn die Station in Grundstellung ist Schlüsselschalter zu Position AUTO (Handling Station) dann Lampe START AN (Handling station) Und Signallampe GRÜN blinkt mit 1 Hz** Eine Anzahl von Werkstücken (mind. 6) in das Magazin der Station Handling legen* nach Anweisung durch das Prüfungsteam Start Taste drücken (Handling Station) dann Lampe START AUS (Handling Station) (keine Bewegung) Start Taste drücken (Turning station) dann Signallampe GRÜN AN ** Und Lampe START AUS (Turning station) A: Werkstück ausschieben wenn Abholposition frei Werkstück zur nächsten Station transportieren 0,6 WorldSkills Germany Mechatronics Competition 2011 17
Partial points 5,2 Wenn Werkstück Rot oder Silber mit Done Max. Points Wenn Werkstück Rot oder Silber Done Max. Points Öffnung nach oben mit Öffnung nach unten Transport zu Bandende Werkstück hält am Stopper an Wenn Werkstück am Bandende*** dann blinkt Lampe Q2 mit 2 Hz (Turning station) Werkstück von Bandende mit der Hand entnehmen, dann Q2 AUS Automatisch weiter mit A: wenn das Band frei ist bis das Magazin leer ist Das Wendemodul holt das Werkstück ab Das Wendemodul dreht das Werkstück 0,4 Das Wendemodul setzt das Werkstück wieder auf dem Band ab Das Wendemodul geht zur Grundstellung 0,4 Transport zu Bandende Wenn Werkstück am Bandende*** dann blinkt Lampe Q2 mit 2 Hz (Turning station) Werkstück von Bandende mit der Hand entnehmen, dann Q2 AUS Automatisch weiter mit A: wenn das Band frei ist bis das Magazin leer ist 0,4 Partial points 1,3 Partial points 2,9 Wenn Werkstück Schwarz mit Done Max. Points Wenn Werkstück Schwarz mit Done Max. Points Öffnung nach oben Öffnung nach unten Werkstück hält am Stopper an Werkstück hält am Stopper an Weiche schließen Das Wendemodul holt das Werkstück ab Werkstück wird auf die kleine Rutsche transportiert Automatisch weiter mit A: wenn das Band frei ist bis das Magazin leer ist Das Wendemodul dreht das Werkstück 0,4 Das Wendemodul setzt das Werkstück wieder auf dem Band ab Das Wendemodul geht zur Grundstellung 0,4 Weiche schließen Werkstück wird auf die kleine Rutsche transportiert Automatisch weiter mit A: wenn das Band frei ist bis das Magazin leer ist 0,4 Partial points 1,3 Partial points 2,6 WorldSkills Germany Mechatronics Competition 2011 18
Wenn Werkstück Transparent mit Done Max. Points Wenn Werkstück Transparent Done Max. Points Öffnung nach oben mit Öffnung nach unten Werkstück hält am Stopper an Werkstück hält am Stopper an Das Wendemodul holt das Werkstück ab Das Wendemodul setzt das Werkstück auf der Rutsche ab Das Wendemodul geht zur Grundstellung Automatisch weiter mit A: wenn das Band frei ist bis das Magazin leer ist Das Wendemodul holt das Werkstück ab 0,4 Das Wendemodul dreht das Werkstück Das Wendemodul setzt das Werkstück auf der Rutsche ab 0,4 Das Wendemodul geht zur Grundstellung Automatisch weiter mit A: wenn das Band frei ist bis das Magazin leer ist 0,4 0,4 Partial points 1,7 Partial points 2,0 Wenn Magazin für Werkstück leer Q1 an (Leuchte am Bedienfeld) 0,2 Ausschieber eingefahren Greifereinheit stopt an Grundposition wenn der vorherige Job beendet ist Lampe Start AN (Handling station) Signallampe GELB blinkt mit with 2 Hz ** Ein Werkstück in das Magazin legen START-Taste drücken (Handling Station) dann Lampe START AUS (Handling Station) Und Signallampe GRÜN AN** Und Q1 OFF 0,2 Und weiter Automatisch mit A: 0,5 ** Zu jeder Zeit ist nur eine Lampe der Signalleuchte an Partial points 3,0 PLC board total 20 * Rotes, schwarzes, silbernes oder transparentes Werkstück und Orientierung wird vom Prüfungsteam festgelegt. *** Stop an Bandende max 1 mm WorldSkills Germany Mechatronics Competition 2011 19
Beschreibung Evaluation Maximale Evaluation Professional practice Liste der Professional Practice wird stichprobenweise abgeprüft PP item no. Nicht erfüllt * -1,0 * -1,0 * -1,0 * -1,0 * -1,0 Professional Practice total 5,0 * Jede Abweichung wird einen Abzug von 1,0 Punkte zur Folge haben. Beschreibung Bewertung Maximale Bewertung Zeitwertung (nur bei erreichen der max. Punktzahl Funktion SPS Board und SimuBox und mindestens 3,0 Punkte Professional practice) Punkte für Zeit = (max. Zeit Istzeit )x max.punkte /(max.zeit min.zeit) = (360.0 -...) x 8 Punkte / (360.0 -...) 8 Total evaluation Project 3: Beschreibung Bewertung Maximale Bewertung Punkte für Funktion SimuBox 8 Punkte für Funktion SPS Board 20 Punkte für Professional Practice 5 Punkte für Zeitwertung 8 Total points 41 WorldSkills Germany Mechatronics Competition 2011 20