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Lernfragen

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• Definition Automat Selbstständig arbeitendes künstliches System, dessen Verhalten durch vorgegebene Entscheidungsregeln bestimmt wird.
• Definition Automatisierung Automatisierung ist das Ausrüsten einer Einrichtung, so dass sie ganz oder teilweise ohne Mitwirkung des Menschen bestimmungsgemäß arbeitet. Merkmal: z.B. das Vorhandensein von mindestens einer Verzweigung im Programm.
• Automatisierungsgrad automatisierte Funktionen / (manuelle + automatisierte Fkt.)
• Automatisierungshemmnisse - nicht automatisierungsgerechte Produktgestaltung - Produktkomplexität - Vielfalt der Arbeitsinhalte - kleine Losgröße
• Montagearten Baustellenmontage: vor Ort, große Anlagen, meistens Einzelstücke z.B. Walzwerk, Kraftwerk, Montageanlagen Einzelplatzmontage: beliebiger Ort, Komplettmontage für Einzelstücke, Kleinserien, oft als Gruppenarbeit z.B. Möbel, Garagentore, Eisenbahnweichen Serienmontage
• Vergleich von Rundtaktautomat und Roboter gestützte Montagezelle Vorteile Rundtakt: - schnellste, genaueste Montageanlage - kurze Taktzeiten - Duplexanordnung möglich(2 gleiche Montagestationen verdoppeln Stückzahl) Nachteile Rundtakt: - nicht flexibel und umrüstbar - schwierige Einbindung in Materialfluss - starre Taktung  
• Was ist ein Utility - Film? sprachfreier(armer), interaktiver Anleitungsfilm, der in kurzen Videoclips den Arbeitsvorgang beschreibt.
• Definition Montieren Montieren ist die Gesamtheit aller Vorgänge, die dem Zusammenbau von geometrisch bestimmten Körpern dienen, manuell oder automatisch. Montieren beinhaltet Handhaben(Zuführen), Fügen, Kontrollieren.
• Arten der Handhabung ( Speichern, ordnen, bewegen) Bunker: Speicher für kleinere Montageteile als Haufwerk Magazine: Speicher für Montageteile im geordneten Zustand Ordnen: setzt sich aus Positionieren und Orientieren (Winkel) zusammen Sortieren: Zuordnen und Teilen nach Merkmalsklassen, z.B. nach Abmessung, Gewicht oder Farbe.
• Was ist ein Vibrationswendelförderer?(VWF) - ein Zubringgerät für ungeordnete, kleinere und unempfindliche Montageteile Bunker-> Fördern -> Ordnen - Änderung der elektrischen Speisespannung führt zur Änderung der mechanischen Amplitude und dadurch zur Änderung der Fördergeschwindigkeit
• Was ist der Cam-Out-Effect? - das ausgeübte Drehmoment drückt die Schraubklinge aus dem Kraftangriff nach oben heraus -führt zum Abrutschen der Klinge, Zerstörung - tritt z.B bei Kreuzschlitz auf - besser wäre In-Star ( wie spaxT-Star)
• Nenne Alternativen zum Schrauben Schrauben ist am Häufigsten und am teuersten. Alternativen : - Nieten z.B. Taumelnieten - Durchsetzfügen, nietlos - Kleben - Umbördeln - Einclipsen
• Was ist ein RCC ( Remote Center of Compliance) ? Übersetzt: entferntes Zentrum - Fügehilfe in der Roboterindustrie, gleicht kleine Positions- und Winkelungenauigkeiten aus - durch Verwendung von Elastomeren - z.B. Einfügen von Bolzen in Bohrungen
• Wie ist der Reinheitsgrad und der Freiheitsgrad definiert? Reinheitsgrad: Anzahl der Gutteile / Anzahl der fehlerhaften Teile   Freiheitsgrad: Anzahl der voneinander unabhängigen Bewegungen. Ein Montageteil hat 6 Freiheitsgrade im Raum.
• Definition Prozess Ein Prozess ist die Gesamtheit von aufeinander einwirkenden Vorgängen in einem System, durch die Materie, Energie oder auch Information umgeformt, transportiert oder auch gespeichert wird.
• Nenne die drei Phasen der historischen Entwicklung in der Automatisierung - Mechanisierung - Elektrotechnik - Informationstechnik
• Woraus besteht eine Montageanlage? aus den Montagestationen,  der sie verbindenden Verkettungseinrichtung, wie Fördersystem bzw. Transfersystem und der Steuerung
• Nenne Merkmale der starren bzw. losen Verkettung bein Montageanlagen. Starre Verkettung: -Stationen gemeinsam getaktet - Ausfallrisiko groß - Rund- oder Längstransfersystem Lose Verkettung: - nicht getaktet oder Puffer - Ausfallrisiko kleiner - Längstransfersystem
• Eigenschaften einer Montagezelle - automatisiert, meist mit Roboter - zunehmend modularisiert, austauschbar - flexibel umrüstbar, vorteilhaft bei Werkstückvarianten - für Werkstücke mit wenigen verschiedenen Montageteilen
• Eigenschaften von Montagetransferlinien - Längstransfersystem - mit starrer Taktung (Taktstraße) oder ohne (Fließmontage) - sehr vielfältig gestaltbar und einsetzbar
• Eigenschaften eines manuellen Arbeitsplatzes (Handarbeitsplatz) - Mensch ist am flexibelsten - Nutzung von Utility - Filmen - oft mit automatisierten Montagestationen kombiniert (Hybridsystem) - Ergonomie und Beleuchtung sehr wichtig - Ermüdungsfreiheit - Der Mensch im Mittelpunkt
• Taktzeiten für PKW in der Automatisierten Endmontagelinie 0,5 bis 2 Minuten
• Automatisierungspotentiale Bei der automatisierten Montage: Rationalisierung Qualitätssteigerung Humanisierung Flexibilisierung?!
• Einsatzgebiete von Montageanlagen. Diagramm Gesamtproduktionsmenge über Anzahl Teile je Produkt. Handmontage Roboter Montagezelle Robotisierte Montagelinie Montageautomat ohne Puffer Transferanlage mit Puffer  
• Wirkungsgrad und Leistung des VWF Wirkungsgrad experimentell ermitteln, n= nstauaufl.xn2xn3x... P =( Fördergeschwindigkei[m/min]/ Werkstücklänge [m])*nvwf
• Eigenschaften von Magazinen - zum Zuführen und Puffern - FIFO (First in - First out) besser als LIFO (Last in - First out) - weitgehend teilespezifisch - für kleinere Teile meist passiv
• Handhaben von Wirrteilen kaum automatisch zuführbar möglichst vermeiden oder günstig gestalten evtl. magazinieren evtl. in der Montagestation herstellen evtl. Entwirrgerät: Druckluftimpulse, Vibrationen, schwingende Bürsten, Fliehkraft usw.
• Eigenschaften: Handhaben- Griff in die Kiste spart Magazin ein und dessen Rücktransport 3D bisher praktisch ungelöst 2D als Zwischenstufe, "Griff vom Band", z.B. Vision-System Greifraum und Greiffolge beachten
• Was machen Fügehilfen? Aufnehmen der Kräfte / Momente und deren Reaktionen z.B beim Schrauben, Nieten, Einpressen
• Was ist Taumelnieten? direktes Nietverfahren (hochwertig) Umformung: bahnförmig punktuelle Umformung des Schließkopfes mit Nietstempel der zur Achse des Niets schräg geneigt ist punktuelle Überschreitung der Streckgrenze durch umkreisen des Schließkopfs mit einer vordefinierten Bewegung über den gesamten Umfang, was mit einer axialen Zustellbewegung kombiniert ist. Nietkopf beschreibt taumelnde Bewegung auf auf einer kreisförmigen Bahn
• Wann tritt der Stick-Slip Effekt auf? Der Effekt kann auftreten, wenn die Haftreibung merklich größer ist als die Gleitreibung. Dabei üben gedämpft gekoppelte Oberflächenteile eine schnelle Bewegungsfolge aus Haften, Verspannen, Trennen und Abgleiten aus. Der Effekt verschwindet, sobald die Reibpartner durch den Schmierstoff vollständig getrennt werden (hydrodynamische Gleitreibung).
• Eigenschaften und Vorteile des Durchsetzfügens gegenüber dem Punktschweißen Durchsetzfügen von Werkstücken oder Profilteilen erfolgt durch gemeinsames Durchsetzen und nachfolgendes Stauchen. 50% der Kosten Oberflächenschutz bleibt erhalten höhere dynamische Festigkeit auch Mischverbindungen keine Versprödung durch Wärme keine giftigen Gase
• Vorteile und Nachteile von pneumatischen und elektrischen Bewegungseinheiten Pneumatisch: schnell, sauber größere Kräfte, energiespeichern überlastsicher, robust Geschwindigkeitsverlauf schwer steuerbar elektrisch: Strom trägheitslos gut steuer-, regelbar teuer
• Was ist eine Ventilinsel? mehrere Magnetventile in Blockbauweise mit gemeinsamem Druckluftanschluss, einzeln angesteuert jedoch gemeinsamer elektrischer Anschluss über Vielfachstecker oder Bus
• Eigenschaften des Handlinggeräts für Hub- oder Positionierbewegungen bei Hubbewegung Umfahren von Hindernissen nicht möglich meist 2-3 Achsen einfacher preiswerter als Roboter
• Eigenschaften des Montageroboters genauer, schneller teurer als Handlingsgerät Stellfläche i.a. kleiner i.a. vier Achsen frei programmierbar klassischer Montageroboter SCARA ( Selective Compliance Assembly Robot Arm)
• Nenne 5 Bauweisen der Montagegerechten Produktgestaltung Schachtelbauweise Nestbauweise Schichtbauweise (Sandwichbauweise) Integralbauweise Differentialbauweise Verbundbauweise
• Faustregeln Handhabungsgerecht keine Wirrteile keine biegeschlaffen Montageteile keine empfindlichen Teile Teile symmetrisch oder deutlich unsymmetrisch definierte Greifflächen überall gleichartige Teile Schwerpunkt nicht exzentrisch hohe Qualität Reinheitsgrad der Bauteile
• Faustregeln Fügegerecht passive Fügehilfen, nur eine Fügestelle Teile selbstzentrierend, nur eine Fügerichtung Teiletoleranz klein, möglichst einachsiges Fügen möglichst wenig Teile, senkrecht von oben Fügen Vormontage, Zugänglichkeit für Fügewerkzeug, Greifer jeweils nur ein Teil fügen, Spannen beim Werkstücktransport vermeiden
• Faustregeln Demontagegerecht Werkstoffmenge, Werkstoffvielfalt vermindern schadstoffarme Werkstoffe keine schädlichen Beschichtungen,Zusätze etc. Werkstoffe kennzeichnen Lebensdauer erhöhen Teile wiederverwendbar lösbare Verbindungen
• Definition Sensor ein technisches Bauteil, das aus einem Prozess zeitvariable physikalische Größen erfasst und in ein eindeutiges elektrisches Signal umsetzt.
• Was können Sensoren erfassen? Druck, Weg Geschwindigkeit Konzentration Temperatur Magn. Feldstärke Optische Leistung
• Nenne die vier Sensorkenngrößen Auflösung Wiederholgenauigkeit Linearität Ansprechzeit
• Definition Bildverarbeitung Machine oder Computer Vision: laut Definition ein Sensor, aber i.a. nicht dazu gezählt berührungslos erfasst Gesamtszene->Merkmalsextraktion erfasst Einzelteile z.B. Geometrie, Lage, Farbe
• Anwendung der Bildverarbeitung Prozessführung (aktive Fügehilfe ) Prüfen Überwachen ruhende, bewegte Werkstücke 100%-Prüfung schaltend, messend, auswertend
• typische Bildverarbeitungsoperationen Bildvorverarbeitung: Kontrastanhebung, Grauwertespreizung, Filterung Bildauswertung: Merkmalsextraktion, Konturverfolgung, Flächeninhalte bestimmen, Muster erfassen und reduzieren Programmieren: Teach-In mit Musterwerkstücken einschließlich zulässiger Abweichung, Eingabe von (Soll-) Parameterwerten
• Vorteile der Bildverarbeitung schnell, universell, genau Kamera ortsfest oder bewegt Unterstützung des Fügens an bewegten Bauteilen leistungsfähige Software als Open Source erhältlich  
• Nachteile der Bildverarbeitung Werkstücke dürfen sich nicht verdecken Oberfläche nicht spiegelnd nur optisch erfassbare Merkmale Kosten Aufbau muss kalibriert und überprüft werden Für raue Umgebung -> Sonderlösung suchen
• Aufgaben von Speicherprogrammierbaren Steuerungen (SPS) Digitale Verarbeitung von Informationen zum: Steuern, Regeln und Überwachen von automatisierten Anlagen.

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