Einsetzbarkeit und Flexibilität hochpräziser Handhabungs- und Montagetechnik:
Gespeichert in:
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| Format: | Abschlussarbeit Buch |
| Sprache: | German |
| Veröffentlicht: |
Aachen
Apprimus Verl.
2012
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| Ausgabe: | 1. Aufl. |
| Schriftenreihe: | Ergebnisse aus der Produktionstechnik
2012,17 |
| Schlagworte: | |
| Online-Zugang: | Inhaltsverzeichnis |
| Beschreibung: | V, 154 S. 210 mm x 148 mm, 248 g |
| ISBN: | 9783863590734 |
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| adam_text | Titel: Einsetzbarkeit und Flexibilität hochpräziser Handhabungs- und Montagetechnik
Autor: Freundt, Martin
Jahr: 2012
Inhaltsverzeichnis
Content
1 Einleitung...............................................................................................................1
2 Stand der Technik.................................................................................................5
2.1 Anforderungsprofil der Präzisions- und Mikromontage.....................................5
2.1.1 Produktbeispiel Mikrotaster- Mikromontage...........................................5
2.1.2 Produktbeispiel Diodenlaser- Präzisions- und Optikmontage................7
2.1.3 Anforderungen an hoch präzise Handhabungs- und Positioniertechnik 11
2.2 Verfügbare Präzisions- und Mikromontagesysteme.......................................14
2.2.1 Vergleich von hoch präzisen- und herkömmlichen Montagesystemen..14
2.2.2 Bekannte Ansätze zur Befähigung konventioneller Montage-
systeme für die Präzisionsmontage.......................................................23
2.2.3 Makroskopische Systeme in der Präzisionsmontage............................29
2.3 Zusammenfassende Erkenntnisse aus dem Stand der Technik.....................31
3 Aufgabenstellung und Zielsetzung....................................................................33
4 Konzeption einer universell einsetzbaren Endeffektorstruktur mit
Justagefunktion...................................................................................................35
4.1 Anforderungen der Präzisions- und Mikromontage an hoch präzise
Endeffektoren.................................................................................................36
4.1.1 Universelle Ersetzbarkeit von Endeffektoren.......................................39
4.1.2 Kombinierbarkeit von Endeffektor- und Justagefunktion.......................40
4.1.3 Prozesseitige Anforderungen an eine Endeffektorstruktur....................44
4.2 Konzeption einer universell einsetzbaren Endeffektorstruktur........................45
4.2.1 Kinematisches Konzept zum kombinierten Greifen und Manipulieren...47
4.2.2 Potential zur Reduzierung der Komplexität in Prozessentwicklung und
Inbetriebnahme automatisierter Handhabungsprozesse.......................50
4.2.3 Gestaltung punktförmig greifender Endeffektoren.................................51
4.2.4 Mechanismen zur Haltekrafterzeugung eines universell einsetzbaren
Endeffektors..........................................................................................54
4.3 Design punktförmig kontaktierender, unterdruckbasierter Endeffektoren.......57
4.3.1 Untersuchung des Leckageeinflusses auf das Endeffektorverhalten ....60
4.3.2 Analyse des Strömungsbilds bezüglich der erzielbaren Greifkraft.........63
4.3.3 Einfluss der Gestalt- und Prozessparameter auf die Greifkraft.............65
4.4 Ansätze zur Systemintegration des Endeffektorkonzepts...............................69
5 Funktionserweiterung konventioneller Präzisionsroboter durch
Justagegreifer......................................................................................................71
5.1 Anforderungen an die Funktionserweiterung konventioneller hoch
präziser Positioniersysteme............................................................................72
5.2 Adaption des Endeffektorkonzepts zur Funktionserweiterung 4-achsiger
Präzisionsroboter - kinematische Strukturanalyse.........................................73
5.3 Prototypische Umsetzung des Justagegreifers 3PG ....................................77
5.4 Prozessfähigkeitscharakterisierung des Justagegreifers 3PG ......................79
5.4.1 Integration des Drei-Punkt-Greifers in einen Versuchsaufbau...............79
5.4.2 Verifikation der Prozesssicherheit bei der Manipulation........................80
5.4.3 6-dimensionale Handhabung mit dem 3PG an einem
4-Achs-Roboter......................................................................................84
5.5 Bewertung des entwickelten Ansatzes für die hoch präzise
Funktionserweiterung konventioneller Präzisionsroboter................................87
6 Integrationsmöglichkeiten hoch präziser Manipulation in herkömmliche
Produktionsumgebungen...................................................................................89
6.1 Randbedingungen der Integration hoch präziser Manipulation in
herkömmliche Produktionsumgebungen.........................................................90
6.2 Funktionseinheiten eines hoch präzisen Montagekopfs.................................92
6.3 Einsatz des entwickelten Endeffektorkonzepts für sechsachsige
Manipulationsbewegungen innerhalb eines Montagekopfs............................95
6.3.1 Herausforderungen des Einsatzes robotergeführter Montageköpfe......95
6.3.2 Einsatzvorteile des entwickelten Endeffektorsystems...........................97
6.4 Untersuchung einer robotergeführten Sensorik zur lokalen
Referenzierung eines Montagekopfs............................................................100
6.4.1 Anforderungen und Schnittstellen der Integration einer
Referenzsensorik.................................................................................100
6.4.2 Konzeption eines Sensorsystems zum Einmessen eines
Montagekopfs......................................................................................102
6.4.3 Entwicklung eines hoch kompakten kapazitiven Sensorelements mit
integrierter Signaldigitalisierung...........................................................104
6.4.4 Aufbau eines kapazitiven Referenzsensorsystems zur
sechsdimensionalen Vermessung der Montagekopfposition...............110
6.4.5 Charakterisierung des Sensorsystems zur Referenzierung.................111
6.4.6 Bewertung der Ersetzbarkeit des entwickelten Sensorsystems.........114
6.5 Verbleibender Entwicklungsbedarf für die Zusammenführung hoch
präziserund konventioneller Automatisierungstechnik.................................115
7 Steuerungsseitige Komplexitätsreduktion für die Inbetriebnahme
automatisierter Montageprozesse...................................................................119
7.1 Prozessszenario Automatisierte Montage von Kleinstserien ......................122
7.2 Entwicklung einer generischen Steuerungsbasis..........................................124
7.2.1 Modularisierung zur Realisierung generischer
Wiederverwendbarkeit.........................................................................126
7.2.2 Konzept zur Isolation der Softwaremodule für
Hardware und Prozess........................................................................127
7.2.3 Modellierung applikationsspezifischer Anlagenkonfigurationen...........131
7.3 Bauteil- und komponentenorientierte Prozessdefinition................................134
7.4 Anwendungsbeispiel - Automatisches Einmessen von
Anlagenkomponenten...................................................................................136
7.5 Bewertung der Ersetzbarkeit des generischen Steuerungskonzepts..........139
8 Zusammenfassung und Ausblick....................................................................141
9 Literaturverzeichnis..........................................................................................149
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