Diplomarbeit Markus Bellenberg FESTO Didactic 2002 2018-11-16آ  produkt der Firmen FESTO Didactic GmbH

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  • Fachhochschule Aachen

    Fachbereich Maschinenbau und Mechatronik

    Diplomarbeit

    Optimierung einer Roboter-Schweißzelle

    als Basis eines E-Learning Systems

    Markus Bellenberg Matr.-Nr.: 160129

    Referent : Prof. Dr. A. Gebhardt Korreferent : Prof. Dr. U. Karras

    in Zusammenarbeit mit der Firma

    FESTO Didactic GmbH & Co, Denkendorf

    Aachen, den 23.10.2002

  • Erklärung

    Ich versichere hiermit, dass ich die vorliegende Arbeit selbständig verfasst und

    keine anderen als die im Literaturverzeichnis angegebenen Quellen benutzt

    habe.

    Stellen, die wörtlich oder sinngemäß aus veröffentlichten oder noch nicht

    veröffentlichten Quellen entnommen sind, sind als solche kenntlich gemacht.

    Die Zeichnungen oder Abbildungen in dieser Arbeit sind von mir selbst erstellt

    worden oder mit einem entsprechenden Quellennachweis versehen.

    Diese Arbeit ist in gleicher oder ähnlicher Form noch bei keiner anderen

    Prüfungsbehörde eingereicht worden.

    Aachen, im Oktober 2002

    (die digitale Version dieses Dokumentes ist auch ohne Unterschrift gültig)

  • Inhaltsverzeichnis

    Inhaltsverzeichnis

    1 Zusammenfassung ........................................................................................................................ 1 1.1 Kurzfassung zur Darstellung im Internet..................................................................................................1 1.2 Abstract (englische Zusammenfassung) .................................................................................................2 1.3 Zusammenfassung..................................................................................................................................4

    2 Einleitung........................................................................................................................................ 7 2.1 Motivation ................................................................................................................................................7 2.2 Gemeinschaftsprodukt "Lernsystem Roboterschweißen"........................................................................7 2.3 Vorbereitungen der Diplomarbeit.............................................................................................................8

    2.3.1 Der Projektplan ............................................................................................................................8 2.4 Zielgruppe ...............................................................................................................................................9 2.5 Schweißroboter in der Industrie.............................................................................................................10 2.6 Schweiß- und / Roboterausbildung in Deutschland...............................................................................10

    3 Das Lernsystem Roboterschweißen.......................................................................................... 12 3.1 Einführung .............................................................................................................................................12 3.2 Alleinstellungsmerkmale am Markt ........................................................................................................13 3.3 Schnittstellen .........................................................................................................................................14 3.4 Mechatronischer Aufbau........................................................................................................................15

    3.4.1 6-Achsen Industrie Knickarm-Roboter .......................................................................................16 3.4.2 Greifersystem.............................................................................................................................17 3.4.3 Schweißstromquelle / Drahtvorschubgerät.................................................................................19 3.4.4 Gasdüsenreinigung ....................................................................................................................20 3.4.5 Schweißtisch mit Fixierungen.....................................................................................................21 3.4.6 Paletten......................................................................................................................................22 3.4.7 Drehgreifer .................................................................................................................................23 3.4.8 Verblitzungsschutzverglasung....................................................................................................24 3.4.9 Schweißrauchfilterabsauganlage (optional) ...............................................................................24 3.4.10 E-Learning Anbindung ...............................................................................................................25

    3.5 Ist-Zustand und Ziel...............................................................................................................................26 3.5.1 Ist-Zustand .................................................................................................................................26 3.5.2 Weg und Ziel ..............................................................................................................................27

    3.6 Zusammenfassung................................................................................................................................29

    4 Der Kawasaki-Roboter................................................................................................................. 30 4.1 Robotersteuerung (Controller)...............................................................................................................30 4.2 Multifunktionspanel (Teachbox).............................................................................................................30 4.3 Grundlagen zum Roboter ......................................................................................................................31

    4.3.1 Einrichten von Werkzeugen (TCP).............................................................................................31 4.3.2 Freiheitsgrade / Achsen .............................................................................................................32 4.3.3 Bewegungsverfahren .................................................................................................................32 4.3.4 Punktvariablen ...........................................................................................................................33 4.3.5 Geschwindwindigkeiten / Genauigkeiten....................................................................................34 4.3.6 Programmiersprachen................................................................................................................35

    4.4 Anbindung an das Schweißgerät...........................................................................................................36 4.5 Zusammenfassung................................................................................................................................38

    5 Grundlagen des Schweißens...................................................................................................... 39 5.1 Einführung .............................................................................................................................................39 5.2 Schweißverfahren .................................................................................................................................39

    5.2.1 Punktschweißen.........................................................................................................................39 5.2.2 Bahnschweißen..........................................................................................................................40

    5.3 Schweiß-Parameter...............................................................................................................................41 5.4 Auswirkung von Parameteränderungen auf die Schweißnaht ...............................................................43

    5.4.1 Einfluss der Schweißstromstärke ...............................................................................................43 5.4.2 Einfluss der Schweißspannung ..................................................................................................43 5.4.3 Einfluss der Schweißgeschwindigkeit (vS)..................................................................................44 5.4.4 Einfluss des Kontaktrohrabstandes............................................................................................44 5.4.5 Einfluss der Drahtgeschwindigkeit (vD).......................................................................................45 5.4.6 Einfluss des Gasgemisches .......................................................................................................45

  • Inhaltsverzeichnis

    5.4.7 Einfluss der Schweißbrennerstellung .........................................................................................45 5.5 Kontrolle der Schweißnaht ....................................................................................................................46

    6 Der