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1. M 51 jne u sw qqe yas L Bunq ayos g uesq n g q l qi zu HEsq ll q Bunil lin q sAleuroy s H in Anlehnung an Armin Bolahr Risikoanalyse und bevvertung nach der Maschinenrichtlinie Anhang 19 Risikoanalyse Handbetrieb Blatt 4 4 H pulul b Bunsiamue Sq u q ul 5 5 H pulul b Bunsismue Ft DEI 210280 10 q ul ql zulz W 9 514 u p U lM u ll 6 uswyeugewzinyss Iyoy 1 2 rp eg nl spi q uoinp 151 inyeq EE Hund yegua u p uoinp u libip 2 2 w lM uays ald puls ul ulU pun SEL Jop sne uosi s p su q lu s s p Inejqy u p M4 u pun qe u luEy pu lu nii 6e pu3 ul anu ay si Jop ul ddoyi ul pulul me bgols PUCH u vu sl no yo Bgwun uosnyeid 3 suyo B nz H A aqlay A yayu syos yemun q le snespaquy pw Bungaya A areg lay Al u ll s s pu qi lq 144913 11 u mu B r b g u peuossll upuns 5 l pu q
2. E Kosten 2702 8180 17169 in Euro Anhang 16 Risikoanalyse Handbetrieb Blatt 1 4 H pulul b Bunsismue 5201198 ul 5 5 Bunusi pag u pulqsuo Dun H pulul b Sq u q ul 15 15 H pulul b Bunsismue sq un g unu s 21409 5 qa yuy H pulul b Bunsismue 5 uosnyeid 3 ya u ayos yemun q usyss g Byney v M M FL peg 21028010 weg u geup lbi 1040H 4051 wi 1050 E usgewpelld u s lun u u s no pueyosI L we qnuos Jueyy sI L pu Nejuoyusuosiod IEH ulay u yon q S BISSEHUE u poqgn z yoneg Jdoy BunyeH ul y Auyeguye s qnesun qnuosuy uteq usyosjnisny U P UL A 51 901 nz wn sayos L s p qnuosuy 10100042511 ul ul g gJn3 jejsnesysguy suyo Bungaya y agoe A yeysnesn qiy yw Bungaya Al u peuossu upuns s s pu qi lq 1344913 Ill 1 WwEIS SISEH sweis sjlaL snesoy llEUEVN sne Kb Bunql sq s q Hesq ll q q nn ql
3. 9 2 1 Abmessungen des Tischsystems 9 2 2 e Ee E En en raa p a paa p ea paaa Aaa aTa AAE AE AE AEAEE E EEEE 11 23 Sicherheit im Ist Zustand aan 14 2 4 Resultierende Anforderungen 18 3 Antriebskonstruktion u a aa han 21 3 1 Zentralantriebsvariante 21 3 1 1 LEET E 21 3 1 2 Merkmale eee e eee eee eee aaa ee aaa 22 KE E e Die ME 24 3 2 1 Hilfsmittel Methoden BE 24 3 2 2 Mechanik Baugruppen 24 3 2 3 Bedienungsk rizebt ee 27 3 2 3 1 Auslegung 2 5 5 27 2 3 2 Antriebssteuerung 29 EN ee si ss 34 3 3 1 E de EE 34 3 9 2 le EE EE 34 9 4 Kostenkalkulalion a a a ARALAR nE RA R Rab 38 Inhaltsverzeichnis 4 Sicherheitsbetrachtung 41 ZE NEE 41 4 2 Wechseltischsystem im Ist Zustand 42 4 2 1 Risikoanalyse uuu ua ua R am d q iaat 42 4 2 2 SEN leed e EE 43 4 2 3 siciterheltskonzepi ayy y R Ap ne 45 4 3 HAngetriebenes Wechseltechevetem Au 46 4 3 1 Risikoanalyse und beurt
4. 17 Zentralantrieb mit Verbindungswelle 22 Ansicht Federleitungstrommel montiert 25 Baugruppengliederung 26 Federleitungstrommel in Standardausf hrung 27 Auszug aus Layoutplan Plasmaschneidanlage 28 Handterminal Euchner Bet tigungsstufen des Zustimmschalters 30 Endschalterpositionen 31 Ablaufbedingungen f r die Fahrbevvegunqg 33 Monlageablaufplanzs a eek 37 Kostendiagramm Automatisierungs Gesamtkosten 40 Risikoeinstufung manuell betriebenes Tischsystem 44 Risikobeurteilung Systemgrenzen angetriebenes Tischsystem 47 Skizze zur Bedienkabell nge 48 Risikoeinstufung elektrisch angetriebenes Tischsystem 49 Fertigungsablauf Einzelteile Baugruppe Position 2 50 Vergleich Vorkalkulation Abschlusskalkulation 54 Anh ngekupplung nach DIN 15170 G 3 57 Tabellenverzeichnis Tabellenverzeichnis Tabelle 1 Betriebsdaten Wechseltischsystem 14 Tabelle 2 S
5. 24 Die Energiezuf hrung an die Motoren soll ber eine Federleitungstrommel erfolgen Die genaue Beschreibung der Komponente und des Konzepts der Energiezuf hrung folgt im n chsten Gliederungspunkt F r den Anbau der Trommel sind die angespro chenen Halterungen vorgesehen Dazu geh ren die Haltewinkel und Montageplatten An der R ckwand der Schneidtische werden die Montageplatten angeschwei t Dann k nnen die Haltewinkel mit vier Schrauben am Tisch montiert werden Weitere vier Schrauben halten die eigentliche Trommel an der Halterung Abbildung 7 Dazu kommen noch zwei Bauteile Das sind eine Umlenkrolle und deren Anschlussblech Das Blech soll direkt mit der Trommel an deren Haltewinkel verschraubt werden Funktion der Umlenkrolle ist die exakte F hrung der Stromzuleitung im Zwischen raum der Schienen Abbildung 7 Ansicht Federleitungstrommel montiert eigene Darstellung Das letzte Element der drei Baugruppenkategorien ist die elektrische Steuerung mit den Schaltk sten und Bedienelementen Von mechanischer Seite ist die Halterung der Schaltk sten zu entwerfen und zu fertigen Dies soll mittels zweier einfach ges talteter Blechschienen geschehen Angebracht werden die K sten in Trommeln he an der R ckwand der Tische Da der Schaltkasten durch die Automatisierungsfirma bestellt wird welche die Steuerung f r das Tischsystem liefert sind die Montage und die Anpassung der Halterung erst bei Auslieferung der Komponen
6. Da f r den Zentralantrieb die R der direkt angetrieben werden sollen ergibt sich aus der Nenngeschwindigkeit und dem Raddurchmesser die n tige Abtriebsdrehzahl der Motorwelle Bei 10m min Geschwindigkeit erh lt man eine Drehzahl von 20U min Die technischen Eckdaten des Getriebemotors m ssen demnach diese Drehzahl und das f r die Fahrbewegung ausreichende Drehmoment enthalten Alle Anforderungen an die Antriebskonstruktion werden in der Anforderungsliste zu sammengefasst Diese Liste ist bindend und stellt die durch das Antriebssystem zu erf llenden Punkte dar In der Zusammenstellung im Anhang 5 6 kommen neben den Forderungen noch W nsche vor welche zu einer praktikableren L sung f hren W nsche sind jedoch nicht zwingend zu erf llen Einige W nsche sind z B die War tungsfreiheit der verwendeten Komponenten Endlagenschalter zur Absicherung der festen Lage in der Maschine oder eine Umschaltung zwischen zwei Geschwindigkei ten schnell langsam 19 Nachfolgend sind die vvichtigsten Forderungen aufgef hrt Antrieb ber Drehmoment an den hinteren R dern mit zentralem mitfahrenden Antriebsmotor Schneidtische m ssen einzeln und gekoppelt angetrieben werden k nnen maximaler Bauraum zwischen den Radbl cken und Spitzenh he von 80mm beachten Antriebswellen in Normausf hrung Beschleunigung nicht gr er als 0 1 m s Nenngeschwindigkeit 10 m min Positioniergeschwindigkeit f r Endlagen lt lt Nennge
7. Fahrwiderstand Tisch leer Fw2 Fahrwiderstand Tisch beladen Hrechn rechnerische Reibung Fa von Gewichtskraft beladener Tisch 147150N Fg eer Gewichtskraft leerer Tisch 58860N Bei der Aufnahme der notwendigen Schubkr fte f r die Bewegung der Tische ist be reits festgestellt worden dass der linke Tisch mehr Kraft zum Schieben erfordert als der rechte Die daraufhin erfolgte Pr fung der Schienen ergab eine Absenkung des Bodens um ca 20mm in der Mitte der Fahrbahn und eine Abweichung der Geradheit Als Grund f r die gr ere Kraftaufbringung links wurde ein Schleifen der R der mit den Spurkr nzen an den Schienen ausgemacht durch die schlechte Geradheit der Schienen 12 VVeiterhin vvurde die Ebenheit des Bodens und der Schienen untersucht Hilfsmittel waren dabei ein Richtscheit und eine VVasservvaage Das Richtscheit lag bei der Pr fung einmal auf dem Schienenkopf in Fahrtrichtung und einmal quer ber die Schie nen 90 zur Fahrtrichtung Gepr ft wurde jeweils ob ein Hoch oder Tiefpunkt vorliegt ob sich die Schiene und der Boden in Waage befinden und nach welcher Seite links und rechts der Schiene der Boden steigt oder abf llt Die Wichtigkeit der Untersuchung liegt in dem geplanten Direktantrieb der R der mit Anschluss der Antriebswelle an die Radnaben Da in jedem Fall ein Getriebemotor vorgesehen ist liegt das Augenmerk auf dem Abstand Motorgeh use Abtriebsvvel le Es ist darauf zu achten dass dieses
8. Gemeinkosten vorkalkulierte Gesamtkosten Zentralantrieb Anhang 15 W 15 hriti E 64 aufbocken 1 lsches vor Ende abbocken schon in mechan Montage berechnet 2 Feder nngstonma s Federleitungstrommel 3 Wiederholung Sehritt1 3 0000001 Netzanschluss ber Kabelkanal verlegen es zu Federleitungstrommel herstellen plus 10 der Gesamtzeit x 42Euro als Anpassungszeit Zeit 5 Inarhaitunnserhri E gebotsinhalt Bearbeitungsschrit Anzahl Kosen 1 Beistllung Federleitungsrommeiams 2 Schaltkastenmontage Automatisierungsfrma OO Anbieter 3 Steuerung E Konstruktion Montage von 1 Schaltkasten mit Umrichter und Bedieneinheiten Programmi und Inbetriebnahme 2x mitfahrender Schaltkasten mit Geh use Netzteil 24VDC Sicherheitssteuerung Pilz PNOZ Multi FU SEW MC07B0008 5A3 4 S0 Bremswiderstand BW072 003 Handbedienger t Euchner Not Halt Taster 4xDrucktaster als 3 stufiger Totmannschalter Hartingsteckverbindung zus tzlich 2 x Not Halt Taster vorne am Tisch Blinkleuchte 6 x 4 Rollenkippschalter 5 x N herungsschalter A Installationsmaterial Kabel Steckverbinder Sensoren 520 el Schaltanlage programmieren Inbetriebnahme e Wees 17 169 Euro Anteil Kostentabelle finEuro BES Elektrik AMS 195 Montage Mechanik 2702 RS 81 1 Gesamt 17169 8 Montage Montage r Ei Z
9. abfrage 2 8 Muttern M10 3 8 Haltewinke Abfrage Kopplung 2 9 Umlenkrolle 3 9 Zylinderschrauben M5 x 40 2 10 Lagerbolzen 3 10 Schaltschrankhalter 2 11 Anschlussblech Umlenkrolle 3 11 Montageblech End schalter Abbildung 8 Baugruppengliederung eigene Darstellung 2 O 3 2 3 Bedienungskonzept 3 2 3 1 Auslegung Energiezuf hrung Im Antriebskonzept ist die Ansteuerung der Motoren durch je einen am Fahrvvagen befindlichen Schaltkasten abgedeckt Dem Schaltkasten selber soll der Motorstrom ber ein aufzuwickelndes Stromkabel zugef hrt werden Die Grundanforderung der Tischbewegung macht eine bewegliche Stromzuleitung notwendig Zum Einsatz kommt dabei eine Federleitungstrommel Wie im vorherigen Abschnitt erkl rt wird diese ber eine Halterung an der R ckwand der Schneidtische angebracht Auf der Trommel soll dann nur die Stromzuleitung f r den Schaltkasten aufgewickelt werden Das Kabel wird ber die Umlenkrolle in den Schienen abgelegt Der Zwischenraum der Schiene macht dies m glich In Abbildung 3 ist das Schienenprofil zu sehen Daraus ergibt sich ein maximaler Durchmesser f r das Stromkabel von 30mm Da nur die Stromzuleitung f r den Motor abgelegt werden soll handelt es sich um ein Kabel mit der Abmessung 5 x 1 5mm Der Durchmesser betr gt hier rund 12mm Die Umlenkrolle wird in den Schienenprofilzwischenraum eingesetzt Ihre Funktion ist das Kabel innerhalb dieser Nut zu f hren und sicher
10. 1190 z Log Oj E u Pos 3 1 eil Ma stab 1 25 H HH st UN Pos 2 9 b zul Abvveichungen AMS Apparate Maschinen Systeme 3 A M Technology GmbH permissible deviations Johann Esche Str 4 w 09212 Limbach Oberfrohna Germany DIN 28005 49 0 3722 50 33 1 1 l Tel Fax 49 0 3722 50 33 33 Mail info ams systeme de Arbeitsvorbereitung vvork preparation uftrag Pos Auftrag order Werksauftrag Plasma nennung name Zentralantriebssystem Zchng Pos Halbzeug Rohmat And rev 1 sheet Zeichnungen Anhang 12 Einzelteilzeichnung Zusammenfassung Positionen 2 2 2 11 Trommelhaltewinkel Anschlussblech Umlenkrolle Abvvicklung 373 313 125 Ma stab 1 2 DG p 120 120 52 80 90 Position 2 11 Position 2 2 80 T AMS Apparate Maschinen Systeme zul Abweichungen Auftrag order Position pos 2 Tec
11. 50 Die gesamte Zeitdauer f r die Herstellung der Einzelteile betr gt 12 5 Stunden Das sind reine Fertigungszeiten die sich auf Herstellung der Teile in Eigenleistung inner halb der Firmengruppe beziehen Dabei k nnen Pos 2 2 und 2 11 in der Omega AG in Kooperation gelasert und gekantet werden Da insgesamt nur vier Teile mit dem Laser bearbeitet werden wird die Anzahl in eine andere Laserbestellung aus der lau fenden Auftragsbearbeitung integriert F r das Laserschneiden wird meist firmenei genes Material verwendet welches dann zur jeweiligen Bearbeitungsfirma transportiert und nach der Bearbeitung wieder geholt werden muss So begr ndet sich auch die Gesamtfertigungsdauer von einer Woche Durch die Anlehnung in der Planung an die Lieferzeiten der Kaufteile stehen ohnehin vier Wochen f r die Ferti gung zur Verf gung Das hei t es ist gen gend Spielraum zur L sung m glicher Schwierigkeiten w hrend des Fertigungsprozesses vorhanden 5 2 Problemstellen W hrend des Planens der Montage und der Fertigung sowie in der Sicherheitsbe trachtung ist aufgefallen dass der Ablagevorgang des Stromkabels ber die Umlenk rolle nicht gen gend beachtet wurde Hierf r ist der Freiraum in der Anordnung fluchtend zur Schiene nicht ausreichend Es st rt der momentane Aufprallbock f r die Endlagensicherung Die Ablage des Kabels erfolgt im Abstand von 548mm zum Schneidtisch Da aber das Schienensystem bei Endlagenposition der Tische b nd
12. Formel 7 Beschleunigungsweg Legende Letz Beschleunigungszeit a s beo Beschleunigungszeit a2 s bes Beschleunigungszeit as s v1 Nenngeschwindigkeit gew hlt 10 m s a gew hlte Beschleunigung von 0 2 m s7 a gt gew hlte Beschleunigung von 0 1 m s as gew hlte Beschleunigung von 0 05 m s Sbe1 Spbe2 Spes Beschleunigungsweg a m vi 2 Fw Sbe 2 2 Ul had Formel 8 reduziertes Massentr gheitsmoment AWRad Alte Formel 9 Beschleunigungsdrehmoment am Antriebsrad Mbe Jred Legende m m Masse leere und volle Beladung kg Jred11 Jrea12 reduziertes Massentragheitsmoment bei a und m m kg m Jrea21 Jrea22 reduziertes Massentragheitsmoment bei a und m m kg m Jrea31 Jrea32 reduziertes Massentr gheitsmoment bei a und m m kg mg Wrag Winkelgeschwindigkeit des Rads bei v 1 s Mbe Beschleunigungsdrehmoment Nm Alle verwendeten Formeln stammen aus dem Buch Das 1 x 1 der Antriebsausle gung der Autoren Friedrich Wilhelm GARBRECHT und Joachim SCH FER Anforderungsliste Blatt 1 2 Anhang 5 O AMS Bachelorthesis Anforderungsliste F Forderung W Wunsch Projekt Antriebskonstruktion am Wechseltischsystem Bearbeiter David Bollmann BA Glauchau des Plasmaschneid
13. nigung zur Verf gung stellen Damit w rde am Getriebe ein Abtriebsmoment von 22 498Nm anliegen n den Berechnungsvverten ist f r eine Beschleunigung von 0 1m s und dem voll beladenen Tisch nur ein Moment von 285Nm angegeben Der Motor wird bei dieser Beschleunigung somit stets unter 100 belastet Ein f r die Anwendung erstelltes Fahrdiagramm des Herstellers Demag enth lt ein anderes Drehmoment Der Rechnung wurde ein h herer Fahrwiderstand von 2526N zugrunde gelegt Die Fahrbahnumgebung bekam eine Einordnung sehr staubig woraus die herstellerspezifischen Reibwerte von 0 225 f r die Gleitreibung und 0 3 f r die Haftreibung hervorgehen Mit diesen Werten ergibt dessen Rechnung ein Mo tordrehmoment am Getriebeeingang von 6 1Nm unter voller Last des Tisches Durch die bersetzung wird dabei das Rad durch die Abtriebswelle mit 379Nm angetrieben In dem Fall erf hrt der Motor eine Belastung von 120 was immer noch im Tole ranzbereich liegt So ist nach beiden Rechnungen der Flachgetriebemotor mit sei nem Nenndrehmoment ausreichend f r die Anwendung In der Wertung der beiden Rechnungen ist zu sagen dass die eigene Berechnung in der Ermittlung des Fahrwiderstands der Realit t am Wechseltischsystem entspricht Denn die Schubkr fte wurden experimentell ermittelt Daraus ergaben sich die theo retische und experimentelle Reibungszahl des Systems welche nahezu gleich sind Das tats chlich ben tigte Drehmoment um den Tisch
14. Geschliffen werden je nach Bedarf die Innen und Au enfl chen Andere Teile wie Stutzenrohre Tragelemente oder Gel nder bekommen an speziel len Handarbeitspl tzen ihre erforderliche Oberfl cheng te Wenn alle vorzubereitenden Teile zusammengetragen sind setzen die Beh lterbau er die Komponenten zu einem kompletten Beh lter zusammen Dabei ist der erste Schritt die Fertigstellung der B den Angeschwei t werden beispielsweise Trag sen Stutzen Flansche oder Mannl cher Danach werden die Mantelsch sse mit den B den zusammengesetzt ausgerichtet und r ntgensicher miteinander verschwei t Ist der Rohbeh lter fertig gestellt f hren die Beh lterbauer die abschlie enden Arbei ten aus Darunter fallen die Installation von Heiz oder K hlsystemen das Anbringen der Isolierung oder das Anschwei en von Leitern Der Bereich Beizen befreit w hrend und vor allem am Ende des Bauprozesses die geschwei ten Einzelteile und den kompletten Beh lter von anhaftenden Oxidschich ten und Zunder Es wird gebeizt gereinigt und abschlie end passiviert um den Be h lter mit einer homogenen Oberfl che zu versehen und ihn vor Korrosion zu sch tzen Die Qualit tssicherung berwacht die ausgef hrten Arbeiten Ist der Beh l ter bis auf die abschlie ende Oberfl chenbearbeitung fertig erfolgt die Druck und Dichtigkeitspr fung Die Messwerte werden dokumentiert und das Erzeugnis wird vom T V abgenommen Wenn diese Pr fungen bestande
15. Nach Artikel 5 Absatz 1a muss der Hersteller einer Maschine sicherstellen dass die se vor dem Inverkehrbringen oder der Inbetriebnahme den im Anhang l der Richtlinie befindlichen grundlegenden Sicherheits und Gesundheitsschutzanforderungen ent spricht Die Maschine ist im Fall der Plasmaschneidanlage mit dem Tischsystem 14 schon in Betrieb Die gesamte Anlage tr gt die CE Kennzeichnung und ist somit nach den harmonisierten Normen der Maschinenrichtlinie konstruiert gebaut und in Betrieb genommen vvorden Doch die geplante Antriebskonstruktion kann eine vve sentliche Anderung im Sinne der Richtlinie darstellen Liegt die vor ist die Anderung mit einem erneuten nverkehrbringen der Maschine gleichzusetzen und die Richtlinie mit ihren Sicherheitsanforderungen aus Anhang 1 muss angewendet werden Daher erfolgt eine Pr fung auf Vorliegen einer wesentlichen nderung Die Vorgehensweise ist dem Anhang 3 dieser Arbeit zu entnehmen Kurz gesagt sind f nf aufeinander folgende Fragen mit ja oder nein zu beantworten welche darauf abzielen herauszufinden ob durch die nderung neue Gefahren in der Anwendung der Maschine entstanden sind F r das Wechseltischsystem wurde die Ermittlung mit nein beantwortet Es besteht keine wesentliche nderung der Maschine Die Funktion des Hin und Herfahrens ist nach wie vor gegeben Es wird lediglich der manuelle Antrieb durch einen elektrischen ersetzt Der elektrische Antrieb ist als neue Gef hrdun
16. bunil isl q ddolS 1oN pun Jeyeyosuueuno HU 2 yaH unil si g i ms q Adwy 25 OZH X 009 S H EH d v si Bue wwgL x OLN pne n spi q wWwooL Bue1 6USL usziogia e 8HSL Jassawysunps unuyog 1 lq WWFE WLWOSZ 5 Ixejbue 21 2 2 7 1 0200 H 1 4292 SydsNplauyasewseid weIs ssqaluuuy L zeg 1 JN I MlLV lsilx9nissuonynulsuoy Zeichnungen Anhang 11 Gesamtzeichnung W00201 04 Ma stab 1 15 Antriebsvvellen bei Montage anpassen an Radabstand mitgeliefertes Sicherungsmaterial vervvenden 734 Pos 2 11 In N ge DES 238 SEI 2 400 Er Endschalter 2 555 B 568 mes Ma stab 1 15 Pos 2 1 An e 328 Demag 5 G l A S L m 5 o o o 85 5XK8d4d4dA aa aa a n R TSE e Abstand bei Montage pr fen Einbau der Trommeln zur Schiene fluchtend 1110 Li TK fi BOJEAF D ira Pos 2 10 K Pos 2 9 Endschalter 1
17. fler Thema der Bachelor Thesis Konstruktion eines Fahrantriebs f r das Schneidtischsystem einer 3D Plasmaschneidroboteranlage Bearbeitungsschwerpunkte QU Beschreibung der ausgew hlten Konstruktionsl sung mit Angabe der kalkulierten Kosten Realisierung der Konstruktion Sicherheitsbetrachtung und optional Erstellung der Betriebsanleitung Ausgabe des Themas 21 Mai 2012 Abgabe der Arbeit an den SG am 20 August 2012 Vi Prof Dr Heiko Enge Leiter des Studienganges Industrielle Produktion www ba glauch Berufsakademie Sachsen Staatliche Studienakademie Glauchau Dienstsitz Kopernikusstra e 51 08371 Glauchau Telefon 49 0 3763 173 0 Telefax 49 0 3763 173 180 URL www ba glauchau de Mail info ba glauchau de Kein Zugang f r elektronisch signierte sowie f r verschl sselte Dokumente Inhaltsverzeichnis Inhaltsverzeichnis Inhaltsverzeichnis u a a Abbildungsverzeichnis 2 nn ann IV Tabellenverzeichnis s a A V Formelverzeichnis a da VI 2 8 en 1 Elnf hrung sasa aaa aeaa eai naaasar aaea aaah a 1 1 1 Firmenprofil AMS Technology GmbH l s ARALAR RR 1 1 2 Abriss Plasmaschneiden bei AMS 3 1 3 Warum angetriebene Wechseltsche 6 2 Grundlagen f r die Antriebskonstruktion
18. pos Technology GmbH permissible deviations OAMS W00201 04 09212 Limbach Oberfrohna Germany DIN 28005 Tel 49 0 3722 50 33 0 DIN EN ISO 13920 Tkl B F Benennung name TECHNOLOGY 555 ail info ams systeme de c spanlos Arbeitsvorbereitung work preparation Datum date Name name Unt sign U m lenkrolle m it Lagerbolzen Auftrag Pos VV00201 04 Gez drawn 06 08 2012 BOD geh rt zu Zchng Nr VV00201 04 Gepr approved 07 08 2012 SIR Zchng Pos 2 9 2 10 Schwei welder Halbzeug Rohmat POM 2250 Rd 15 Zeichnungsnummer drawing no And rev Blatt Status status sheet St ckzahl je Pos 2x Abteilng division 01 BI z x SEE M Schutzvermerk nach DIN ISO 16016 beachten Protection remark acc to DIN ISO 16016 has to be observed vorkalkulierte Gesamtkosten Zentralantrieb Anhang 15 Zentralantrieb v 10m min Beschreibung mit Hohlwellenmotor D 35 mit Vielkeilverzahnung Antriebswelle Radblock DIN5480 35x16x2 69 Zentralantriebswellenset f r 2Radantrieb mit starrer Kupplung Schaltk sten mitfahrend 1 Tisch Getriebemotor ohne HBL Handbremsl ftg 75KW Getriebemotor mit HBL onsole Federleitungstrommel BI 8 x 120 x 560 FFlanschplatte f r Konsolbefestigung 2181 aufradset 4 DRS 160 MA35 A 60 256 59 7 Kleinteile Verpackung 6060606000 1 ellenset Zentralantrieb 2 ederleitungstrommel aterial Umlenkrolle pic U
19. pu ql lq pol S gewsnesuspeyos 9 yw u sui iq waq uo usyos L u p ue yeu nz uonsoq u sul lq waq uols lloy U geulp l Sien Ul SAS L u q u ue u suy l weIs syssiyasyssM uluosEVy QU SI L wnz uswysujne l qeyu rp q M yeu sul Jsyfeyas dneH Bungisayasag Hesq ll q q H ql zul Hesq ll q Bunil lin q sAleuroy s M in Anlehnung an Armin Bolahr Risikoanalyse und bevvertung nach der Maschinenrichtlinie Anhang 21 Risikoanalyse elektrischer Antrieb Blatt 2 3 us yoesq varo 0151159 ya 1 03151159 ya 1 01561159 varo 0915115 2 JD u u si L uap ue unu rp q q p Bun uuguy pu pu pulqs o u gewpall5 yos pun Bun nesqay s p u u5Ss nO u2Si MZ yo a uone syoopuy yw Nejuoyusuosuod wl 405 u uuueu Jeuizinu5S u uol l6 rp pl M pun jne CC Mund ul l jne u Bunpiugj S u l 1 53 u ulupugeulzinu s u uol l6 rp u pi A S pun jne LE und ul am ne u ql s lp u l n s3 u uuueu Jeuizinu5S u uol 6 rp
20. sinnvoller die Tische einzeln auf eine H he zu fahren die Verriegelung zu schlie en und die gemeinsame Fahrbewegung zu starten Zum Starten des Koppelbetriebs muss die Verbindung zwischen den beiden Schalt k sten mit einem Harting Stecker hergestellt werden Diese Verbindung ist zum bertragen der Datens tze der Steuerung von Tisch 1 zu 2 n tig So wird sicherge stellt dass beide Motoren mit derselben Eingangsfrequenz betrieben werden Einer 32 der beiden FU s wird in dieser Betriebsart als Master ausgerichtet Das hei t des sen Vorgabewerte werden von dem anderen FU dem Slave bernommen Somit laufen beide Motoren mit derselben Drehzahl und die Tische fahren gleichzeitig aus Eine R ckmeldung der aktuellen Antriebswellendrehzahl an die Steuerung geschieht nicht Daf r muss eine Drehzahlr ckf hrung an den Motoren angebaut sein Die Aus f hrung der verwendeten Motoren sieht dies nicht vor die Funktion ist aber bei Be darf nachr stbar Abschlie end f r die Steuerungsauslegung wird der Ablauf in einer bersicht zusammengefasst Abbildung 13 Steuerungsablauf Einzel Koppelbetrieb Einzelbetrieb Schaltk stenverbindung mit Hartingstecker Nein HBA angesteckt Ja Ja Signal Abfrage Nein Ja alle Not Halt Schalter Ja Zustimmschalter Ja Fahrtaste aktiviert gt o Q o lt Koppelbetrieb Schaltk stenverbindung mit Hartingstecker J
21. 09 KW 36 10 09 KW 37 17 09 KW 38 24 09 KW 39 01 10 KW 40 08 10 KW 41 Bestellung Bestellung Federleitungs trommeln Motoren R der LZ Wochen Bestellung Elektromaterial Steuerung Nein Stand 16 08 2012 techn Kl rung Konstruktion S Kalkulation l Zeichnungen erstellen Stand 16 08 2012 Legende HBL Handbremsl ftung Verfasser David Bollmann LZ Lieferzeit WE Wareneingang 15 10 KW 42 Tisch 1 22 10 KW 43 29 10 KW 44 05 11 KW 45 Testphase Federtrommel HBL Motor Fahrversuch Funktionstest auf den Schienen 12 11 KW 46 19 11 KW 47 26 11 KW 48 Endabnahme abschlie ender Funktionstest beider Tische im Einzel und Koppelbetrieb Abschlusskalkulation Anhang 25 Zentralantrieb v 10m min Beschreibung mit Hohlwellenmotor D 35 mit Vielkeilverzahnung Antriebswelle Radblock DIN5480 35x 16x2 6g Zentralantriebswellenset f r 2Radantrieb mit starrer Kupplung Schaltk sten mitfahrend 1 Tisch 1 Getriebemotor ohne HBL Handbremsl ftg 2 0 758 V A AUK 30 DD B14 0 35 1 62 2 Getriebemotor mit HBL ZBA 80 B 4 B007 1172 15 Konsole Federleitungstrommel E BI 8 x 120 x 560 29 76 4 Flanschplatte f r Konsolbefestigung 2 Bi_15x 120x100 1488 5 Halterung Umlenkrolle 00 lBl6x120x1000 39 68 Laufradset 4 PRS
22. 2 3 dargestellten gleich Miteinbezogen werden muss das Teilsystem Energiezuf hrung mit der Leitungstrommel Der Hauptgef hrdung des Quetschens w hrend der Fahrbewegung ist durch die Ma nahme der Anbringung der Bedieneinheit au erhalb der gef hrlichen Bereiche begegnet worden Hierin besteht das erste Problem siehe Analyse des angetriebene Systems im Anhang 20 22 Punkt 2 2 Schaut man sich die rtliche Gegebenheit genauer an ist der Spielraum f r die Anbringung der Bedieneinheit und der Kabel l nge stark eingeschr nkt Denn neben den Schaltschr nken befinden sich die Fe derleitungstrommeln Einerseits f r die Sicherheit f rdernd denn dadurch ist der Zugang zu der Absaugung gesperrt Doch durch eine m gliche Kollision mit der Trommel und den Anbauteilen w hrend der Fahrbewegung ist eine neue Gefahren quelle geschaffen Um die auszuschlie en m sste das Kabel bis auf eine L nge von 400mm eingek rzt werden Angesteckt am Schaltkasten mittig w re so ein Erreichen der Bereiche neben den Tischen und vor den Leitungstrommeln ausgeschlossen In der Anwendung ist eine solche Anbringung aber sehr unergonomisch denn der Schaltkasten selbst hat schon ein Tiefenma von 300mm Der Bedienerstandort di rekt davor ist so ohne jeglichen Bewegungsspielraum Zieht man au erdem die Arml nge des Bedieners mit in Betracht wird das Erreichen der Gefahrenbereiche wieder m glich siehe Abbildung 18 Deshalb ist die Anbringung des Handbedie
23. 2008 in http www u t b de de pdf Risikoanalyse_nach_der_Maschinenrichtlinie pdf 06 07 2012 61 Anhangverzeichnis Anhang 1 Anhang 2 Anhang 3 Anhang 4 Anhang 5 Anhang 6 Anhang 7 Anhang 8 Anhang 9 Anhang 10 Anhang 11 Anhang 12 Anhang 13 Anhang 14 Anhang 15 Anhang 16 Anhang 17 Anhang 18 Anhang 19 Anhang 20 Anhang 21 Anhang 22 Anhang 23 Anhang 24 Anhang 25 Anhang 26 Anhang 27 Messprotokoll Fahrbahnuntersuchung Anderung an einer Maschine Frageschema Drehmomentberechnung in der Beschleunigungsphase Anforderungsliste Blatt 1 2 Anforderungsliste Blatt 2 2 Variantenvergleich nach VDI 2225 Technische Bevvertung Varianten im Starkediagramm mit VVertetabelle St ckliste VV00201 04 Blatt 1 2 St ckliste VV00201 04 Blatt 2 2 Gesamtzeichnung W00201 04 Zeichnungen Positionen 2 2 2 11 Zeichnungen Position 2 5 Zeichnungen Positionen 2 9 2 10 vorkalkulierte Gesamtkosten Zentralantrieb Risikoanalyse Handbetrieb Blatt 1 4 Risikoanalyse Handbetrieb Blatt 2 4 Risikoanalyse Handbetrieb Blatt 3 4 Risikoanalyse Handbetrieb Blatt 4 4 Risikoanalyse elektrischer Antrieb Blatt 1 3 Risikoanalyse elektrischer Antrieb Blatt 2 3 Risikoanalyse elektrischer Antrieb Blatt 3 3 Betriebsanweisung Wechseltischsystem Projektablaufplan Abschlusskalkulation Fahrversuch externer Antrieb technische Daten Zugger t 62 Messprotokoll Anhang 1 Messaufgabe 1 Messung de
24. 49 yu 2008 t 8 08 82 9 1 S 0 T 18 40 06 ANY Jo owswaulgsgeima ysel Bewagq 1x 1B5ue1 ziy Bunuu l z q N Z 44 292 1N I MIUV 2 90 L0200M u sipi uvq seuiseld WEIS SSABLINUY zog s pionissuomynu suoy TT D bai lt lt St ckliste W00201 04 Blatt 2 2 2 88001 N3 2 88001 NJ o o 986 NIQ 88001 NJ 50 2 88001 N3 VET 01 129 NIQ 1067 u uny w g Ca 1 Free UOA wnjeg A9H aog U0A 1 915 2102 80 10 we else swyeugy 8 0 Si pun 09 0920 ienajewyoy nz Bnzag Hqui Bolouu5 1 SINV z 011 ww g ww 7 gewyoy 08 X 906 X p 1 euospu3 yos ge eluoyy Ob x Or x 009 NUB UOSNEUOS YU M NEH Ob x SIN zlilu3szn uy yw u qneiuosJ pui AzZ 001 X S x z Buniddoy o eygy f y lM MeEH usssedue BueT x 0S1 x 08 x Z Beujqeu lp N Jelleyass unssyen Bueyo9 x g Jeyeyass unisyen 690 09 x 0E 60656 hl sg x x 84 Bunijeisiag 00800 1996 540 15 1519 uosnpi uuos we S n ns y g Anz 5 YEH ION uneisiag usbey we Bundnsajag inz sdweizuig
25. Arbeitsvorbereitung anhand dieser Unterlagen die Fertigungspapiere In enger Zusammenarbeit mit der AV steht die Abteilung Einkauf Nach Materialzu sammenstellung der Arbeitsvorbereitung werden die n tigen Bleche B den Rohre und Stutzen vom Einkauf beschafft Sind die vorbereitenden Arbeiten abgeschlos sen gehen die Auftragsunterlagen mit Zeichnungen St ck und Zuschnittlisten so wie Arbeitsanweisungen an den Meister in die Fertigung Der Prozess des Beh lterbaus bei AMS Technology ist gekennzeichnet durch die Abteilungen in der Fertigung Dazu geh ren der Zuschnitt die Vorfertigung die Schleiferei die Beizabteilung die Mechanik und der eigentliche Beh lterbau Im Bereich des Zuschnitts mit dem Plasmaschneidroboter entstehen die Ausschnit te in die Beh lterb den und Mantelbleche Geschnitten werden die Stutzen und Mannl cher mit gleichzeitiger Schwei nahtvorbereitung durch Anfasen n der Vorfertigung vverden die zugeschnittenen Bleche zu fertigen Zylindern oder Konen gerundet und verschvveiBt Ein Behalter setzt sich aus mehreren solcher Zy linder auch Mantelsch sse genannt zusammen Zum Einsatz kommen dabei zwei Dreiwalzenrundbiegemaschinen Mithilfe von hydraulischen Pressen und B rdelma schinen fertigen die Werker auch Kegelb den Sind besondere Oberfl chenqualit ten gefordert wird in der Schleifabteilung auf ei ner speziellen Beh lterschleifmaschine die gew nschte Rauheit von B den und M nteln erzielt
26. Auflage des Richtscheits 90 zur Fahrtrichtung quer ber die Schienen ergab f r die linke Seite jeweils ein gleich bleibendes Ergebnis Die Schienenk pfe sind immer die h chsten Punkte des Schienenstranges In der Mitte zwischen den Schienen und jeweils links und rechts daneben befindet sich immer ein Tiefpunkt Auf der rechten Seite ist innerhalb der Anlage direkt vor dem Tisch zwischen den Schienen ein Hochpunkt zu verzeichnen Die Schienen sind hier die tiefste Stelle des Stranges Erst im Bereich vor dem Rolltor ist der Zwischenraum wieder in einer Ebe ne mit den Schienen Dies setzt sich bis zum Ende der Fahrbahn mit einer Tendenz zur Senke fort Das Niveau der beiden Schienenstr nge befindet sich links wie rechts in Waage 13 nsgesamt ist zu sagen dass der Fahrbahnzustand unproblematisch in Bezug auf die maximale Spitzenh he der Motoren ist Vorausgesetzt das Ma liegt innerhalb der zul ssigen 80mm Denn im Bereich von 300mm links und rechts der Schiene ist der Boden stets abfallend So ist auch der vorhandene Hochpunkt auf der rechten Seite nicht relevant Die Motoren sollen planm ig in der N he der R der angebracht wer den und kommen so nicht in den problematischen Bereich Im letzten Punkt der Zusammenstellung der Betriebsdaten des Wechseltischsystems wird Bezug auf die Ausfahrgeschwindigkeit genommen In einem Selbstversuch wur de der unbeladene Tisch 1 aus der Anlage herausgeschoben Um eine sicher Fahr bewegung
27. Auswahl und Auslegung der Bestandteile nimmt die Automatisierungsfirma vor Aus den ermittel ten mechanischen Gef hrdungen in der Risikoanalyse kann sich der Steuerungs technikanbieter die auftretende Schwere der Verletzung herauslesen Damit wird es f r ihn m glich die Risiken anhand eines Risikografen einzuordnen und seine zu verwendende Sicherheitstechnik f r den entsprechenden Performancelevel auszu w hlen bzw auszulegen vgl Siemens AG Funktionale Sicherheit von Maschinen und Anlagen Seite 84 142 45 Die getroffenen Schutzma nahmen zur Realisierung einer sicheren Konstruktion werden abschlie end zusammengefasst Bedienungskonzept mitlaufen w hrend der Fahrbewegung e Anbringung Bedienger t au erhalb der Gefahrenbereiche e Zustimmschalter am HBA Not Halt Taster an den Tischen e Sperrbereich f r den Verfahrraum deklariert e Anfahrvorgang ber Rampe des FU langsames Beschleunigen auf Nennge schvvindigkeit 4 3 Angetriebenes VVechseltischsystem 4 3 1 Risikoanalyse und beurteilung Die erneute Begutachtung des angetriebenen Tischsystems mit den getroffenen Schutzma nahmen zielt darauf ab eventuell neu entstandene Gefahren aufzude cken Das Auftreten von Gefahren geschieht innerhalb der Systemgrenzen die in Abbildung 17 f r die einzelnen Lebensphasen der Wechseltische dargestellt sind Die Zeichnung zur Ansicht der Teilsystemschnittstellen von den einzelnen Baugrup pen ist der im Abschnitt
28. Fahrwa genende angebracht ist ergibt sich ein theoretischer Anhaltepunkt des Wagens von 926mm vor dem Ende des Schienensystems F r das Einfahren ist die Position des zweiten Endschalters am Fahrwagen auch mit 40mm vor dessen Ende festgelegt Der zur Notabschaltung verwendete Schalter 31 muss mindestens im Abstand des generatorischen Bremsvvegs dazu angebracht vverden Gebremst vvird der VVagen in ca 1 5 Sekunden bei einem Bremsvveg von 138mm Die Geschwindigkeit reduziert sich dabei von 10 auf 0 7m min Schleichfahrt In einer zweiten Stufe wird der Antrieb vollst ndig abgebremst auf nahezu Null bei einem Weg von 100mm Das bedeutet die Position der Abfrage zur Notabschaltung liegt 238mm vor dem zweiten Rollenkippschalter Da der Fahrwagen nach wie vor auf die Prallb cke mit seinen Gummipuffern auffah ren soll ist zum genauen Erreichen der Endposition der Abstand der Bet tigungen in den Schienen entscheidend Die Notabschaltung ber die mechanische Bremse ist in 34mm Bremsweg geschehen Um die Gummipuffer in der Endlage etwas vorzu spannen wird die Bet tigung so angebracht dass beim Anschlagen der Tische an die B cke die Bewegung noch nicht vollst ndig heruntergebremst ist Die Puffer ha ben eine L nge von 108mm Die Endlage ber die Prallb cke ist derzeit so einge stellt dass der Fahrwagen b ndig mit dem Schienensystem abschlie t Die Addition der Pufferl nge der Schalterposition am Fahrwagen Nr 3 siehe Abbildung
29. Kosten das Pro jekt begleiten Das notwendige Gesamtbudget bel uft sich auf gut 16600 Euro Nimmt man die Ausfahrgeschwindigkeit als Gradmesser zeigt sich dass eine Erh hung nicht stattgefunden hat und deswegen kein wirtschaftlicher Vorteil durch die Konstruktion entstanden ist Ein k rzerer Zyklus beim R sten der Schneidtische ist zwar im Moment aufgrund der berwiegenden Einzelteilfertigung nicht zwingend notwendig doch mit einer derartigen Verbesserung w ren Ma nahmen vorbereitet um in Zukunft k rzere Zyklen zu fahren und kleine Serien zu bearbeiten Die Investi tion zielt folglich nur auf die bisher nicht vorhandene Sicherheit am Tischsystem ab Diese w rde sich erheblich verbessern in Bezug auf den derzeitigen Zustand des Tischsystems Eine Summe von mehr als 16000 Euro aufzubringen um die Sicher heit innerhalb der Plasmaabteilung zu erh hen ist durchaus vertretbar Jedoch fehlt nach wie vor der wirtschaftliche Mehrwert der Antriebskonstruktion f r die Abteilung Ohne einen solchen ist die Akzeptanz der Konstruktionsl sung innerhalb des Betrie bes und bei der Gesch ftsleitung schwer zu erlangen Man kann die L sung daher als eine innovative L sung darstellen ohne die jedoch die Plasmaschneidanlage nach wie vor die gleiche Arbeit und Arbeitsqualit t liefert Vorausgesetzt man l sst die Schwere der Bedienung des Tischsystems au er Acht Deshalb stellt sich die Frage nach einer v llig anderen L sung welche wom glich vi
30. Schutzhandschuhe verwenden Zutrittsverbote zu den Sperrfl chen einhalten Sichteinschr nkung beim Herausfahren beachten Nicht zwischen den beiden Tischen aufhalten Beim Verfahren der Tische niemals neben den Tischen herlaufen Immer von der Stirnseite aus wo sich die Steuerung befindet die Tische verfahren J hrliche Sachkundigenpr fung der Sicherheitseinrichtungen und der elektrischen Komponenten vornehmen lassen Sichtkontrolle vor Arbeitsaufnahme vornehmen Sicherheitseinrichtungen wie die Totmannschaltung nicht unwirksam machen Notschalter mindestens monatlich berpr fen Verfahrbereich beobachten Anlage stillsetzen und gegen unbefugte Benutzung sichern Vorgesetzten informieren Mangel durch Sachkundigen beseitigen lassen Unfallstelle sichern u Hilfe des Ersthelfers in Anspruch nehmen bzvv Notarzt alarmieren Vorgeseizten informieren Verbandsbucheintrag vornehmen Instandsetzung darf nur durch Sachkundige vorgenommen werden erstellt durch die Fachkraft f r Arbeitssicherheit der AMS Technology GmbH in Absprache w hrend der Erarbeitung der Antriebskonstruktion Projektablaufplan Anhang 24 Projektablaufplan in Abh ngigkeit der Lieferzeiten Ablaufschema Antriebsprojekt Plasmaanlage zeitlich eingeordnet in Abh ngigkeiten der Lieferzeiten Oktober November KW 130 07 KW 31 106 08 KW 32 113 08 KW 33 20 08 KW 34 27 08 KW 35 03
31. Wochen Y Montage Stufe 2 Lieferung Zeitdauer Montage Tisch 2 s gt EH o nbetriebnahme Endabnahme Endabnahme Funktionstest beider Tische Abbildung 14 Montageablaufplan eigene Darstellung 37 Aus Tabelle 4 geht hervor dass alle drei Montagestufen anhand der theoretisch er mittelten Zeit in einer Woche erledigt sind Rund 36 Zeitstunden werden ben tigt Im Montageablaufschema Abbildung 14 sind f r die einzelnen Stufen aber Dauern von einer Woche angesetzt Begr ndet wird dieses Vorgehen anhand der ungenauen durch Sch tzen ermittelten Zeitwerte der einzelnen Arbeitsg nge So sind bei dieser gro z gigen Planung gen gend Puffer im Ablauf f r auftretende Probleme vorhan den Durch das Umsetzen der Konstruktion innerhalb des laufenden Betriebs werden St rungen zwangsl ufig auftreten die in dem eingeplanten zeitlichen Mehrbedarf behoben werden k nnen Begleitend zu den Lieferzeiten der einzelnen Komponen ten l uft die Installation an Tisch 1 Am zweiten Tisch kann sofort mit der Bearbeitung gestartet werden nachdem ein erfolgreicher Funktionstest am ersten durchgef hrt wurde Die Dauer der gesamten Montage von Tisch 2 wird zeitlich auf zwei Wochen festgelegt Denn zum Startzeitpunkt liegen alle Einzelteile und Baugruppen zum Ein bau vor und k nnen nacheinander weg montiert werden 3 4 Kostenkalkulation Die Aufsummierung aller Kostenbestandteile der Zentralan
32. agoe Al awels As aL u peuossu upuns p s pu qi lq 1844918 111 gt u mu B r b g u peyossy ypuns 5 s pu ql lq 2 q in g bu n 1 un q POL 11 ul s suosi suo MA eulyaseyy M 1 yuOlIluI u9SJUe M S gewsnesuspeyos i SEH 3SAJEUPOYISIY in Anlehnung an Armin Bojahr Risikoanalyse und bewertung nach der Maschinenrichtlinie Anhang 18 Risikoanalyse Handbetrieb Blatt 3 4 6 uOZ u iuej s5 Dun Jeyosuueuo 1 qn q Hluy Jee uon gulun yas pfe d 3 yayu syos yemun q u ll s g buneu v M Dee UE M y HEI cl0z 8010 me UH PUIUH A uosi pun Bun nesqay s p uone syoopuy 2 Je u wyeugewznyos u uol l6 pun jne Cp Mund ull am jne usje 53 u wyeugewznyos v l lb rp S pun ne r und ul am jne u ql s lp u n 53 suyo Bunz p A SEO A IIejsnesu qiyv pw Bungaya A SOUS Al s pu qi lq 1844918 11 u peuossi upuns s s pu ql q 2 pol 1 S gewsnesuspeyos B6uni n uieuosi weIs sIseH sweIs sjlaL q n g
33. entfernt und die zweite Stufe ist abgeschlossen bleibt eine Pufferzeit Durch diese besteht jedoch die Gefahr das der Tisch im aufgebockten Zustand unbenutzt verbleibt und f r die Plasmabearbeitung nicht zur Verf gung steht Dies und ein da durch verursachtes zweimaliges Aufbocken des Tisches sind zu vermeiden Anhand der geplanten Zeit f r das Anbringen der Motoren und Wellen wird darum der Termin f r den Beginn der zweiten Stufe nach hinten in Richtung geplanten Liefertermin der Antriebssteuerung verschoben Deutlicher wird der Grund f r ein solches Vorgehen durch die sich anschlie ende dritte Montagestufe Der Wechseltisch soll im aufgebockten Zustand bleiben Sind alle mechanischen Teile installiert kann der Einbau der Elektrik folgen Dazu geh rt das Ausr sten der vorbereiteten Halterungen mit den N herungsschaltern das An klemmen der Motoren die Montage des Schaltkastens die Verdrahtung aller Senso ren und das Anbringen der Not Halt Taster am Schneidtisch Auch die schon eingebaute Federleitungstrommel wird mit am Schaltschrank angeschlossen Ab schlie end ist schon in diesem Stadium der Installation ein Funktionstest sinnvoll Daf r muss eine provisorische Stromversorgung des Schaltkastens hergestellt wer den Die Leitung der Trommel ist zu dem Zeitpunkt nur bedingt verwendbar da der Tisch nach wie vor aufgebockt ist Durch das Provisorium kann aber sichergestellt 35 vverden dass die Antriebe laufen die Mechanik ko
34. erstellt Darin sind die Verhaltensregeln f r die Anwendung der angetriebenen Wechseltische zusammen gefasst Vorherrschende Risiken am Arbeitssystem Plasmatische sind im untenste henden Diagramm aufgef hrt im Bezug zu der Risikoanalyse im Anhang 20 22 Risikoeinstufung der analysierten Gefahren am Wechseltischsystem Einstufung der ermittelten Gef hrdungen im Diagramm mit Risikoakzeptanzgrenze Gef hrdungen aus der Risikoanalyse f r das Wechseltischsystem des Bemerkung Plasmaschneidroboters im Einzel und Koppelbetrieb elektrisch angetrieben Eintrittswahrscheinlichkeit B gelegentlich c selten D unwahr scheinlich E akzeptiertes praktisch unm glich v IV heilbare heilbare leichter schvverer Tod Verletzung Verletzung mit bleibender bleibender ohne Arbeitsausfall Gesundheits Gesundheits Arbeitsausfall reversibel schaden schaden reversibel irreversibel irreversibel X X x Legende Einzelbetrieb Gefahrdung ohne Schutzma nahmen Abbildung 19 Risikoeinstufung elektrisch angetriebenes Tischsystem eigene Darstellung in Anlehnung an Armin Bojahr Risikoanalyse und bewertung nach der Maschinenrichtlinie 49 5 Schritte zur Umsetzung der Konstruktionsl sung 5 1 Fertigungsplan In der Herstellung der Einzelteile f r die jeweiligen Baugruppen steht ein Zeitraum von vier Wochen zur Verf gung Orientiert wird sich dabei an dem erstellten Monta geplan vgl Abbildung 14 D
35. gesamte f r den sicheren Wechseltischbetrieb erforderliche Si cherheit steckt in diesem Ger t Das hei t im Zentralantrieb ist die Sicherheit ber die Installation der Steuerung und der Energiezuf hrung f r die Antriebe die mecha nische Montage der Motoren und dem Einbau der Sensoren herzustellen Der sich in der Risikoanalyse herauskristallisierenden Bedingung der ortsbindenden Anbringung der Bedienger te wird durch die deichselgef hrte L sung entsprochen Inzwischen wurde die neue Idee insoweit verfolgt dass m gliche Zugger te f r die Umsetzung angefragt wurden Dabei sind Anfragen an die Hersteller gegangen Es zeigt sich in einem ersten Vergleich dass f r das Zugfahrzeug mit den ausreichen 56 den Leistungsdaten nur gut die Halfte der f r den Zentralantrieb ben tigten Kosten anzusetzen sind Das g nstigste Angebot liegt derzeit bei 8400 Euro und auch das teuerste mit 12000 Euro liegt weit unter den Kosten f r die Antriebskonstruktion Es zeichnet sich f r die externe Antriebsvariante ein hoher wirtschaftlicher Vorteil ab Doch auch ein weiterer betrieblicher Nutzen stellt sich ein Der elektrisch angetriebe ne Hubwagen macht gleichzeitig ein Be und Entladen der Schneidtische mit den zu schneidenden Werkst cken m glich Anforderung an das Ger t ist dabei eine Trag kraft von 1 6 Tonnen welche durch die Gewichtsreferenz einer Blechtafel im Gro format 1500 x 3000mm mit 1440kg bei 40mm Blechdicke zu Stande komm
36. pl M pun pun z s ulu nN u lyund ul IA jne u qi s lp l l 53 m b lqe Jos ll u uuque yo Bgwun 3 yayu ayos yemun u l s g Byney v M M pun Jsus pag 6unzl 4198 9n4 ireisnesn qiy suyo S nz H A agoe A yeisnesi qiy pwu B nzy H A reqil u Al u peyossy ypuns 9 s pu qi lq Jee lll u peuossl upuns p s pu ql lq pol S gewsnesuspeyos uon sodpug pne u sw q yos u lue ul ulu lleuu uluoseyy u yos y dioyl qOl ll 1 b M q 2NUUE 4 U9SIIDIS UU9S ul tuuions6unll lu p q Ul SAS L u q u ue u suiy l ul s4suosn su M uluosEVy Bungisayasag Hesq ll q q ql zul HeEsq lMl q sAleuroy s M in Anlehnung an Armin Bolahr Risikoanalyse und bevvertung nach der Maschinenrichtlinie Anhang 22 Risikoanalyse elektrischer Antrieb Blatt 3 3 u luoe q ya 7o1 oyisis q ya 1 Gussen u lu5e q 8 1 Gass q u ql zulzq w Siq u lyund u p l lM u y uewWyeugewzinyos youu 1uej Buos1 nO rp u iuejuonq w sq 65ueBuonpio nl spi q yo np 151 1ed iyuna ilenu q u gi uo
37. r die Variante mitfahrende Schaltk sten kostet 915 Euro Kabel 5 x 1 5mm F r den Antrieb mit fest installiertem Schaltschrank wird der doppelte Preis von 1842 Euro Kabel 20 x 1 5mm veranschlagt Eine Ber cksichtigung der Variante kommt somit nicht in Frage Mit 8782 Euro insgesamt w re zwar f r die Automatisierung weniger als im ersten Angebot zu bezahlen aber mit den h heren Leitungstrommelkosten schl gt der geringe Vorteil ins Gegenteil um Die bersicht in Abbildung 15 zeigt den Vergleich der Automatisierungskosten von den einzelnen Anbietern Der 3 Anbieter erarbeitete schlie lich das gew nschte Steuerungskonzept der mit fahrenden Schaltk sten zum g nstigsten Preis Inhalte seiner Leistungen sind e Projektierung der Elektrokonstruktion e Planung der Steuerung und des Sicherheitskreises e Schaltschrankbau Best cken mit FU Steuerung usw e Lieferung der Schalter und Sensoren Blitzlampe und Bedienger t e Installation der Schaltk sten Endschalter und Sensoren e Inbetriebnahme und Endabnahme Das Steuerungskonzept sieht die Bedienung ber das HBA vor Die Funktionsweise entspricht der im Punkt 3 2 3 2 beschriebenen Als zus tzliche Komponente kommt f r die Signalisierung der Fahrbewegung des Schneidtisches je eine Blitzlampe zum Einsatz Au erdem sind f r den Fahrwagen zus tzliche Not Halt Taster einge plant Somit belaufen sich die Automatisierungskosten bei Anbieter Nummer drei auf 8180 Euro Der Eigen
38. se paraten Not Halt Taster Im Fall des Versagens der Totmannschaltung oder beim Eintreten eines anderen unvorhergesehenen Umstands ist der Not Halt zu bet tigen und die Motoren werden abgeschaltet Zun chst ist f r das gesamte Tischsystem nur ein Bedienterminal eingeplant Der Arbeitsablauf erfordert dann f r das Verfahren eines Tisches das HBA an dessen Schaltkasten anzustecken Optional ist aber auch ein zweites Ger t nachr stbar Einen Tisch manuell aus der Maschinenhalle zu fahren startet immer mit dem Entrie geln der mechanischen Rastklinke Dieser Vorgang soll durch die Automatisierung entfallen Daf r werden weitere Komponenten gebraucht Geplant sind insgesamt sechs Rollenkippschalter f r die Abfrage der Endlagen und Umschaltung auf Positio niergeschvvindigkeit kurz vor Erreichen der Endposition Vom Typ vverden Rollen kippschalter vervvendet Vorteil dieser Schalter ist die geringe Fehlerquote Denn der Schalter soll am Fahrwagen montiert werden Ausgel st wird der Schalter dann 30 durch eine Bet tigungsfahne welche sich in den Schienen befindet Die Montage der Schalter und des Ausl sers an der richtigen Stelle vorausgesetzt werden die Rollen kippschalter stets zum festgelegten Zeitpunkt ausgel st Ein induktiver N herungs schalter zum Beispiel w rde im Bezug auf die vorherrschenden Bedingungen diese Aufgabe nicht so zuverl ssig erf llen Bei diesem ist es m glich dass am Boden be findliche metallische Ver
39. x Maschmensunng x x x Entsorgung Bu E Ausbildung des Anwenders Voraussetzung Facharbeiter vollj hrig 18 Jahre Einsatzbereich Maschine wid innerhalb der Produktionsanlage Plasmaschneidroboter der Firma AMS Technology eingesetzt Stromversorgung mit Spannung von 400V und 16 Ampere Abbildung 17 Risikobeurteilung Systemgrenzen angetriebenes Tischsystem eigene Darstellung in Anlehnung an Armin Bojahr Risikoanalyse und bewertung nach der Maschinenrichtlinie 47 Armlange 500mm gt Abbildung 18 Skizze zur Bedienkabell nge eigene Darstellung Die Alternative besteht darin das Bedienkabel an der Vorderseite der Tische mittig anzubringen Daf r muss eine Leitung vom Schaltschrank zur Steckbuchse gelegt werden In der Art der Installation des Handbedienger ts liegt der Vorteil dass die L nge der flexiblen Leitung bis zu 1200mm lang sein kann Ein Erreichen des Be reichs links und rechts der 4200mm breiten Plasmatische ist so nach wie vor ausge schlossen Auch der Bewegungsraum des Bedieners erh ht sich mit dieser Montageposition Die Gefahr einer Kollision wird damit gemindert denn im Notfall kann durch Loslassen des Zustimmschalters oder Not Halt Bet tigung ein Brems vorgang innerhalb von 238mm erfolgen Die Position der Bedieneinheit mittig vorne an den Schneidtischen wird demnach als Schutzma nahme aufgenom
40. zurz uesq m g 5 s pu ql lq 181SMU0S pol S gewsnesuspeyos ul sAsuosn suo M Bunii iin q as jeueoyIs H in Anlehnung an Armin Bojahr Risikoanalyse und bewertung nach der Maschinenrichtlinie Anhang 17 Risikoanalyse Handbetrieb Blatt 2 4 u q luosul ulu u wyeugewznyos u v l l a S pun b pun u lyund ul l Ine u l n 53 Ul 2511 yars squads YOSIL 4 4051 wop jne l dioyl qOl ll 1 b M q STOT pun nl n nonuoyun ue I u uos np uieg gn4 aen uays Ka Gase 151 15 ul Jeyusyny pun ung NUEVUOS L q u rp g ue Dumong Hi g lnH ue u gols bunzl H ul q we 0125 w UoSl d Bunqi iu5os g Hesq ll q u bexuue TOSHpISUU5S ya bowun yos pfe d 3 auyo Dun 2euen A 6uni n i IPU9SI ul sAs seH q u ql zulq uesq m g ejsnespequy pw Bungaya A
41. 00 kg 2 Lastschwerpunkt c in mm 600 Lastabstand x in mm 744 Radstand y in mm 1315 Eigengewicht kg 960 Achslast kg mit Last vorn hinten 740 1420 o Achslast kg mit Last vorn hinten 670 290 Bereifung vorn hinten Vollgummi Polyurethan Poly Poly 5 R der Anzahl vorn hinten x angetrieben 1 x 1 2 Fahrgeschvvindigkeit km h mit ohne Last 5 5 6 0 Hubgeschwindigkeit m s mit ohne Last 0 12 0 18 3 Senkgeschwindigkeit A m s mit ohne Last 0 30 0 25 Max Steigfahigkeit mit Last 7 10 Betriebsbremse S2 60min Elektromagnetisch Fahrmotor Leistung S2 60min kW 1 2 Hubmotor Leistung bei S3 15 kW 2 Batterie nach DIN 43531 35 36 A B C nein 43535 B Batteriespannung Nennkapazit t K5 V Ah 24 210 250 Batteriegewicht kg 223 212 Auszug aus Herstellerdatenblatt Katalog Yale GmbH Ehrenvv rtliche Erkl rung Ich erkl re hiermit ehrenvv rtlich 1 dass ich meine Bachelorthesis mit dem Thema Konstruktion eines Fahrantriebs f r das Schneidtischsystem einer 3D Plasmaschneidroboteranlage ohne fremde Hilfe angefertigt habe 2 dass ich die bernahme w rtlicher Zitate aus der Literatur sowie die Verwendung der Gedanken anderer Autoren an den entsprechenden Stellen innerhalb der Arbeit gekennzeichnet habe und 3 dass ich meine Bachelorthesis bei keiner anderen Pr fung vorgelegt habe Ich bin mir bewusst dass eine falsche Erkl rung rechtlich
42. 7 zul ssige Herstellkosten Hu 5000 y 09x H x 2P HA H P A Variantenvergleich wirtschaftliche und technische Wertigkeit eigene Darstellung Berechnung nach VDI 2225 D D lt lt St ckliste W00201 04 Blatt 1 2 0702 OSI 286 NIQ 210 OSI NJ CH u lt 8800 N3 ei SL uo lg a2 Eu 110 OSI N u 2 98001 NJ 106 7 8 0010 mu 09811 NIQ IERT w Ee 0979 NIQ u 0876 NIG GEN SOEN Dua Si Bundlulayos 9 0 Bunisi o sqsylaM Si L ww ua uny awag jeuayewyoy nz nz q gewyoy uoA wnjeg qog uon yleys o 210280 110 lEISIO A5olouu l SIWV wyeuqy beyny ss OLN zl sul sBun6i J g u 5 2 S 01Q u uul 901 egene Ka e sn Jk ke x OLN Sqnelyosjueysy9as 021 X Op lle duosue j gi u uu EIN ql uos GZ x LN qneluosluEysuo s Dugt wwEOZ x Weg 021 x 004 Z J tuulo1lu9p aj yumsun saag bunll T mut wG 6ue1 WWOF SHEIAIEYOLM WUO YE 99dl 34 VGexr ed oybungneiyos YHS S0SZ Q0170978Z 9 Dugt 0002 1 Bunynjswaug sjlanuew bue si q H jeuspewe eyuoyy Mu SEN Buniddny x 1 ll wsBunpuqu8A X ll Msq Lluy gewusyiwuindg xew 221 Suq 18S qeinuejenusz 09 96 091 0 yoojqpey Dua cd 9 9818 1954921015
43. Bachelorthesis Konstruktion eines Fahrantriebs f r das Schneidtischsystem einer 3D Plasmaschneidroboteranlage Vorgelegt am 20 August 2012 Von Bollmann David August Bebel Stra e 136 08344 Gr nhain Beierfeld Studiengang industrielle Produktionstechnik Studienrichtung Produktionstechnik Seminargruppe PT09 1 Matrikelnummer 4090629 Praxispartner AMS Technology GmbH Johann Esche Stra e 4 09212 Limbach Oberfrohna Erkl rung Freigabe Sperre der Bachelorihesis Freigabeerklarung Hiermit erkl ren wir uns einverstanden niehteinverstanden dass die Bachelorthesis Biplomarbeft der des Studenten in Name Vorname Bollmann David SG PT09 1 zur ffentlichen Einsichtnahme durch den Dokumentenserver der Bibliothek der Staatli chen Studienakademie Glauchau bereitgestellt wird Thema der Arbeit Konstruktion eines Fahrantriebs f r das Schneidtischsystem einer 3D Plasmaschneidroboteranlage Ort Datum lin had 5 C lu ce 2 d 2 avi Q E 59 BERUFSAKADEM E SACHSEN BA STAATLICHE STUDIENAKADEMIE GLAUCHAU UNIVERSITY OF COOPERATIVE EDUCATION Studiengang Industrielle Produktion Themenblatt Bachelor Thesis Student Bollmann David SG PT09 1 Matr Nr 4090629 Bildungsst tte AMS Technology GmbH Anschrift Johann Esche Stra e 4 09212 Limbach Oberfrohna Gutachter Betreuer Herr Dipl Ing Jens Barth Gutachter Studienakademie Frau Dipl Ing Nicole H
44. Ber cksichtigung der geforderten sechsmal Wickel breite ein Abstand Mitte Umlenkrolle zum Schneidtisch mit 568mm Insgesamt werden 15m Kabel aufgetrommelt Die Fahrstrecke betr gt 12m bis zum Ende der Schienen Den Angaben des Trommellieferanten ist zu entnehmen dass jeweils zwei Sicherheitswindungen mit eingeplant werden m ssen Das ergibt bei einem inneren Durchmesser der Trommel von 280mm eine Leitungsl nge der Si cherheitswindungen von 1 76m Resultierend erh lt man mit einem Zuschlag von 1 24m f r die Aufstellh he die 15m Wickell nge des Kabels Die Aufstellh he der Kabeltrommel soll 500mm vom Boden bis zum Mittelpunkt betragen Das Ende der Leitung muss an einem Fixpunkt fest am Boden verankert sein Ein so genannter Leitungsziehstrumpf erledigt diese Aufgabe Die Lage des Leitungsfest punktes am Boden richtet sich nach der vorhandenen Kabell nge und der Anord nung der Komponenten zueinander Aus den Abst nden der Trommel zum Schneidtisch und der Umlenkrolle ergibt sich ein Leitungsfestpunkt im Abstand von 1140mm zum Schneidtisch jedoch nur wenn die Tische eingefahren sind und sich in ihrer Endlage befinden 2660 S a Tess Erurklul den Abbildung 10 Auszug aus Layoutplan Plasmaschneidanlage aus Dokumentation Plasmaschneidanlage AMS Technology GmbH 28 Dem Layoutplan der Plasmaschneidanlage kann entnommen werden dass sich hin ter den Tischen ein quer zur Fahrtrichtung verl
45. Gefahr hoch sind Daf r werden die Wahrscheinlichkeiten eingeordnet von h ufig bis kaum m gliches Eintreten des Schadens Das Ausma des Schadens reicht dabei vom schlimmst m glichen Fall wie z B dem Tod Lime versible Verletzung bis zum geringsten Fall einer reversiblen leichten Verletzung Bei der Einordnung f r das Wechseltischsystems wurde sich am Dokument von ARMIN BOJAHR Risikoanalyse und bewertung nach der Maschinenrichtlinie an gelehnt Hier erhalten alle Wahrscheinlichkeiten W die Einstufung von A bis E so wie die Schadensausma e S von 1 bis V Die ausgef llten Tabellen der Risikoanalyse mit diesen Einstufungen sind dem Anhang 16 19 zu entnehmen Die gelisteten Gef hrdungen in der Tabelle vor allem das Quetschen sind folgen derma en begr ndet In der DIN EN 349 2008 09 sind die Mindestabst nde f r das Vermeiden der Quetschgefahr angegeben Darin hei t es dass der Abstand f r den Durchgang einer Person mindestens 500mm betragen soll So betr gt der Abstand zwischen Schneidtisch und Rolltordurchgang 400mm Eine Quetschgefahr ist offen sichtlich F r das Vermeiden von Quetschungen eines Beines werden Mindestab st nde von 180mm angegeben und f r eine Hand 100mm Die Quetschgefahren f r beide K rperteile liegen am vorhandenen System vor Denn zwischen den Tischen betr gt der Abstand 50mm Beim wechselseitigen Tischbetrieb besteht also eine er h hte Verletzungsgefahr Nur die K rperteile Fu und Fin
46. K 30 DD B14 0 35 1 62 2 BA 80 B 4 B007 1172 15 N 3 A Hi ek m x ad x gt o O Is CD QO 0010015 S Ol Si 1026 A m 285 17 570 3 183 1 POM D 250 x 200mm 48kg m 10 11Euro kg mit Motor ohne HBL N Flo D o x T x 3 d M 15 Summe mit HBL Getriebemotor tungs MA _ Stundeniohn MA Zei Maschinenhalle am Ende abbocken 2 Demontage der hinteren Laufr der DRS160 Montage der neuen Laufr der DRS160 Bene e er Drehmomentst tze an Radblockaufnahme ee emeren A N einziehen 42 42 Motor mit Steckvvelle an Radblock 7 montieren Drehmomentst tze anziehen 2 lange Antriebswelle in gegen berliegenden Radblock stecken mit Kupplung Verbindung zur Motorwelle herstellen 2 422 sx Flanschplatte anschwei en an Schneidtischr ckwand Haltewinkel an Flanschplatte anschrauben 2 A L und anschlie end Leitungstrommel hl montieren Umlenkrollenhalter Umlenkrolle einbauen E iH Schienenreinigungsb rsten installieren il ech no r A F Ausrichtung der Radbl cke pr fen Achsen der Rader zueinander fluchtend 2 3 2 2 1 1 1 1 1 5 1 5 131Halterung Schaltkasten montieren Halterung Naherngsschalter anschrauben 15 VViederholung Schritt 1 14 Ki Lo L 119 plus 10 der Gesamtzeit x 42Euro als Anpassungszeit Zeity
47. Ma nicht gr er ist als der Abstand Radna benachse zum Boden Die maximale Spitzenh he muss daher kleiner als 80mm sein Das Protokoll zur Pr fung der Fahrbahn findet sich in Anhang 2 Der momentane Zustand des Schienensystems ergibt folgendes Bild Im Blick auf die Untersuchung der Schienen in Fahrtrichtung ist der Zustand links und rechts als gleich zu bewerten Bei Pr fung der Schienen stellte sich im Bereich von 0 bis 4700mm L nge eine Steigung der Fahrbahn um ca 15mm heraus Nach weiteren 4000mm fiel die Fahrbahn wieder auf einen Tiefpunkt um auf den n chsten 2000mm wieder anzusteigen Insgesamt steigen die Schienenstr nge auf der gesamten L n ge an Gr nde daf r sind zum einen ein m glicher Setzvorgang des Fu bodens an den Tiefpunkten der Schiene sowie eine ungen gende Montage der Schienen Denn die Kipp bzw Hochpunkte befinden sich an den Sto stellen der Schienen Weiterhin sind die Senken auch durch den Arbeitsablauf zu erkl ren Bei Bearbeitung stehen die Tische innerhalb der Anlage und nur zum R sten werden sie heraus geschoben Der Bereich zwischen 6000 10000mm au erhalb der Anlage ist dabei der Stand punkt f r das Be und Entladen der Tische Somit erkl ren sich die Tiefpunkte auf den Schienen denn diese Bereiche sind mit dem Tischgewicht berwiegend be lastet Ihre Belastungszeit ist wesentlich h her gegen ber den anderen Bereichen der Schiene welche lediglich f r einen Moment berfahren werden Die
48. a HBA angesteckt Ja Hauptschalter ein Ja Signal Abfrage Nein Ja alle Not Halt Schalter Ja Zustimmschalter Ja Fahrtaste aktiviert Ja Abbildung 13 Ablaufbedingungen f r die Fahrbewegung eigene Darstellung 33 3 3 Montage 3 3 1 Restriktionen Der vorhandene Bauraum zvvischen den Radaufnahmen des Fahrvvagens und der nach unten sovvie seitlich geschlossene Schneidtisch erschvvert den Montageprozess der Antriebselemente Zvvischen der Unterkante des Schneidtisches und dem Stahl profil des VVagens ist nur ein Freiraum von 50mm Die H he des Fahrvvagens mit 300mm bietet auch nicht gen gend Raum um problemlos unter den Tischen arbei ten zu k nnen Deshalb sind f r den Einbau der Motoren die Tische aufzubocken Das Tischgewicht ist dabei nicht au er Acht zu lassen Die B cke sollen mindestens eine Tonne Ge wicht halten k nnen So werden sechs St ck unter den Fahrwagen gestellt F r das Aufbocken kommt an beiden Seiten ein Gabelstapler zum Einsatz Unterst tzend kann auch der vorhandene Hallenkran den Tisch mit anheben Die H he der B cke f r eine sichere Arbeitsposition darf 1500mm nicht unterschreiten Denn die Gewich te der Motoren und Wellen sind mit einzuplanen Eine Montage von einem rund 30kg schwerem Getriebemotor liegend berkopf ist nicht sicher und zweitens kaum machbar Eine weitere Erschwernis in der Montage ist die Ausf hrung w hrend des laufenden Betriebs der Plasmaschneidanla
49. age der Trommel hinten am I tungstrommel Schneidtisch W 42 Ablage des Kabels innerhalb der ebenerdige Kabelverlegung Schienen Schmutz vor der Kabelablage entfer F 4 3 nen Schutz des Kabels vor Besch Schienenreinigungssystem digung in Anlehnung an Hanser Verlag Grundlagen der Konstruktionslehre Anforderungsliste Blatt 2 2 Anhang 6 F Forderung Anforderungsliste VV VVunsch Projekt Bearbeiter 77 77 Antriebskonstruktion am Wechseltischsystem Pavid Bollmann auchal des Plasmaschneidroboters Anforderungen F VVerte W Nr Bezeichnung Daten Erl uterungen Anderungen F 4 4 Motorausf hrung gebremst nur Haltebremse F 4 5 Frequenzumrichter zur Steuerung der Beschleunigungs und Bremsvorgang Fahrbevvegung ber Rampenfunktion 5 Montage Vermeiden der Notwendigkeit von F 5 1 Spezialwerkzeug eindeutige Welle Nabe Verbindung schaffen Monta einfache Montage aller Komponenten gevorrichtung bereitstellen W 5 2 Zugang zu den Antriebskomponenten Revisions ffnung f r die Inbetriebnahme schaffen Durchmesser nicht ber der Schneid F 5 4 Federleitungstrommel funktionsgerecht tischauflage Mittelpunkt von Wickel montieren breite fluchtend zur Schiene F 5 3 Reihenfolge der Montage Montageplan vorgeben 6 e Sicherheit 6 1 Kollisionsverhinderung Maschinentisch Mitg ngergef hrtes System Bedien Mensch kabel am VVagen Totm
50. alleitung ausger stet und wird ber einen Harting Stecker am jeweiligen Schaltkasten des Tisches angesteckt Die Lei tung zwingt den Anwender w hrend der Bewegung hinter den Tischen herzulaufen Seine Position ist somit rtlich gebunden Ziel ist es mittels der Kabell nge den Be wegungsspielraum des Werkers einzuschr nken so dass die Bereiche in denen die Quetschgefahren auftreten nicht erreicht werden k nnen Die Schaltk sten beinhalten die Steuerung und den FU Wird die Steuerung ber den Hauptschalter eingeschaltet sollen dem Bediener ber die Steuerflasche folgende Fahrm glichkeiten zur Verf gung stehen e Tischbewegung vorw rts langsam schnell e Tischbewegung r ckw rts langsam schnell e Not Halt ausl sen An der Bedieneinheit sind daf r 4 Druckschalter vorgesehen Einer f r die Vorw rts bewegung in langsamer Geschwindigkeit der zweite f r die schnelle Bewegung in gleicher Richtung und noch die anderen Beiden f r die R ckw rtsbewegung Um in der Bedienung eine ungewollte Kollision mit dem Bediener oder dritten Personen zu verhindern wird zus tzlich ein Totmannschalter angebracht Dessen Funktion ist eine Zustimmfunktion Nur bei Bet tigung und gleichzeitigem Druck auf die Fahrtaste wird 29 der Antrieb angesteuert und eine Fahrbevvegung gestartet Ausgef hrt vvird der Schalter als 3 stufiger Zustimmschalter Dadurch vvird das sichere Stillsetzen der An triebe im Notfall abgedeckt Wenn in einer Gefahre
51. also die in der Risikomatrix au erhalb der Toleranzgrenze befindlichen Gefahren durch das Festle gen von Schutzzielen und Ma nahmen neu bewertet Diese sich neu ergebenden Einstufungen werden wiederum in die Matrix eingetragen Nun wird gepr ft ob sich alle Risiken in den Grenzen des akzeptierten Risikos bewegen Ist dies nicht der Fall sind weitere Ma nahmen zu treffen F r die ge nderte Konstruktion mit den Schutz ma nahmen ist dann eine erneute Risikoanalyse durchzuf hren um sicherzustellen dass keine neuen Gefahren auftreten und das Restrisiko akzeptabel ist Abbildung 16 zeigt die Schadensf lle mit getroffenen Schutzma nahmen in der Matrix 43 Risikoeinstufung der analyslerten Gefahren am Wechseltischsystem Einstufung der ermittelten Gef hrdungen im Diagramm mit Risikoakzeptanzgrenze Gef hrdungen aus der Risikoanalyse f r das Wechseltischsystem des Bemerkung Plasmaschneidroboters im Einzel und Koppelbetrieb Handbedienung Eintrittswahrscheinlichkeit B gelegentlich 4 2 5 6 2 C selten D unwahr scheinlich E praktisch unm glich III heilbare heilbare leichter schwerer Tod Verletzung Verletzung mit bleibender bleibender ohne Arbeitsausfall Gesundheits Gesundheits Arbeitsausfall reversibel schaden schaden reversibel irreversibel irreversibel xxx PT ME ey pi FERSAN a Legende Abbildung 16 Risikoeinstufung manuell betriebenes Tischsystem eigene Darstellung in An
52. alyse ist der schwerste Schadensfall Punkt 3 3 1 mit einer Wahrscheinlichkeit B eingeordnet Das bedeutet dass durch die m gliche Schwere der Verletzung schon ein hohes Risiko besteht und mit der gro en Eintrittsm glichkeit noch h her einzusch tzen ist Um einen Eindruck der vorhandenen Risiken der Konstruktion zu bekommen wer den diese in einer Risikomatrix aufgelistet Mit der Matrix ist es m glich die Abgren zung des nicht tolerierbaren Risikos eindeutig darzustellen Beginnen wird die Abgrenzung immer vor dem gr tm glichen Schaden da dieser keinesfalls zu ak zeptieren ist vgl Abbildung 16 Alle gefundenen Gef hrdungen werden in die Matrix eingetragen und befinden sich dann innerhalb der Toleranzgrenzen oder au erhalb Diejenigen Sch den welche sich nicht im akzeptierbaren Risiko bewegen sollen durch die Risikobewertung eine neue Einordnung innerhalb der Akzeptanzgrenze bekommen Au erhalb des tolerierbaren Risikos befinden sich am manuell betriebe nen Tischsystem bis auf drei Gefahrensituationen alle gefundenen Schadensereig nisse Das zeigt die gro e Notwendigkeit den manuellen Antrieb zu ersetzen 4 2 2 Risikobewertung Die Bewertung der Risiken setzt deren Auffinden und Einsch tzen durch die Risiko analyse voraus Die Analysetabellen im Anhang zeigen den Zusammenhang zwi schen der vorhandenen Gefahr und dem m glichen Schadensereignis welches nun hinsichtlich m glicher Schutzma nahmen bewertet wird Es werden
53. am Boden abzulegen F r die Wickelbreite der Trommel zwischen den Ronden wurde ein Ma von 40mm gew hlt Im Gespr ch mit dem Anbieter Brinkmann GmbH war zu erfahren dass bei Verwendung einer Umlenkrolle deren Anordnung im richtigen Abstand zur Trommel zu beachten ist Sechs mal Wickelbreite muss mindestens vorhanden sein Bei Nichtbeachtung besteht die Gefahr des balligen Auftrommelns der Leitung Das Ka bel kann dabei ber die beiden Ronden am Rand rutschen Weiter kann w hrend des Wiederabwickelns durch das hin und her springende Kabel die F hrung durch die Umlenkrolle Probleme bereiten Deshalb die Reduzierung der Wickelbreite auf 40mm auch um den Abstand der Umlenkrolle von der Trommel gering zu halten In der Standardvariante des Herstellers ist eine Wickelbreite von 140mm vorgesehen siehe Abbildung 9 II INN J 175 _ eag d J Abbildung 9 Federleitungstrommel in Standardausf hrung B GmbH Angebotszeichnung Trommel f r Kabel 5x1 5mm 27 nderungen der Wickelbreite wirken sich auch auf den u eren und inneren Durch messer der Trommel aus Die Begrenzungsronden au en bekommen so ein Ma von 460mm Innen ndert sich der Durchmesser auf 230mm Der Trommelabstand zum Schneidtisch muss demnach mindestens im Bereich des Radius liegen Festge legt wird der Abstand vom Trommelmittelpunkt zur Schneidtischr ckwand mit 328mm Damit ergibt sich unter
54. ann Bewertet wurde dabei die Leichtg ngigkeit im Fahrbetrieb Das hei t Wie ist ein Schieben oder Ziehen der Fahrwagen mit dem Ger t m glich kaum machbar gut oder problemlos in der Anwendung Die ausgef llten Protokolle des Fahrversuchs finden sich im Anhang 26 27 Der Test wurde erfolgreich abgeschlossen Die durchschnittliche Bewertung war der problemslose Betrieb F r die Betriebsart Koppelbetrieb zeigte sich beim Ausfahren ein leichter Schlupf am Antriebsrad Wenn jedoch im Anfahrvorgang die Beschleuni gung vorsichtig durchgef hrt wurde war kein Schlupf feststellbar Das Anfahren und auch die Bremsvorg nge im Not Stopp und das generatorische Bremsen wurden hier mit Gut eingestuft Beim Versuch eines Not Halts zeigte sich das innerhalb von ca zwei Sekunden das Zuggespann zum Stehen kommt Dabei legt der Fahrwagen ei nen Weg von gut 40cm bis zum endg ltigen Stillstand zur ck Die weitere Verfolgung dieser Form des externen Antriebs der Wechseltische wird demnach eine Verbesserung der Not Stopp Eigenschaften fordern Realisiert wer den kann das durch Verwendung eines Zugger ts welches ein h heres Eigenge wicht besitzt Weiterhin ist durch eine Fahrerschulung und genaue Bedienanweisung die Sicherheit in der Anwendung des Systems verbesserbar Mit einem sich an schlie enden Kostenvergleich der verschiedenen elektrischen Zugger te und der Gegen berstellung zu den Zentralantriebskosten wird das Projekt fortgef h
55. annschalter VV 6 2 Ausfahrt Einfahrt der Tische nur bei ge Steuerung Signal Tor offen ergibt die ffnetem Rolltor Freigabe des Motorantriebs F 6 3 keine Verfahrbevvegung bei Roboterbear Endschalter an der Medienversor beitung gung der Schneidtische E 6 4 Notaustaster am Schneidtisch und der seitlich am Schneidtisch am Schalt l Bedieneinheit anbringen schrank oder Bedienflasche Rundumleuchte hinten am Schneid W 6 5 optisches akustisches Signal bei Fahr tisch anbringen erzeugen eines bewegung Signaltons 7 Instandhaltung F 7 1 KSE 20 Verschlei teile regelm ig warten Wartungsplan ordnungsgem er Betrieb der Anla F 7 2 ge Verschlei vorbeugen Betriebsanleitung W 73 Lebensdauergeschmierte Getriebe Wartungsfreiheit des Systems Lager verwenden E 74 geeignete Zulieferkomponenten aus Ersatzteilbeschaffung g nstig w hlen eigene Fertigung nutzen in Anlehnung an Hanser Verlag Grundlagen der Konstruktionslehre Variantenvergleich nach VDI 2225 Technische Bevvertung Anhang 7 Bevvertunq der Varianten nach VDI 2225 Technische Bevvertung Bevvertungsskala sehr gut ideal ou gerade noch tragbar unbefriedigend Zielstellung Antrieb des Wechseltischsystems mit geeigneten Motoren und Einleitung des Drehmoments direkt an den Radnaben Verwendung von Normteilen unter Beachtung des Radnabenprofils 45x2x21 7H nach DIN 5480 SEW Einzelradantrieb veSmmin Demag Zentralantrieb SW Demag sew TD
56. anteil f r die Elektroinstallation liegt hier bei 195 Euro weil im Angebot der Gro teil der elektrischen Installation enthalten ist F r die Elektrokonstruktion des Zentralantriebs wird demnach der Anbieter drei aus gew hlt Mit dem Einholen weiterer Angebote f r die Steuerungstechnik und dem Ergebnis der Reduzierung des urspr nglichen Angebotswertes um fast 700 Euro 39 konnte damit der Anteil der Steuerungskosten von knapp 60 auf 48 gesenkt vver den Insgesamt belaufen sich die vorkalkulierten Kosten auf 17169 Euro Zu sehen in der Kalkulationstabelle im Anhang 15 sowie im folgenden Diagramm Gegen berstellung Automatisierungskosten Gesamtkosten U N RM Kosten in Euro Abbildung 15 Kostendiagramm Automatisierungs Gesamtkosten eigene Darstellung In den Automatisierungsvergleich gehen f r die Materialkosten die jeweils ben tigten Federleitungstrommeln ein Unterschiede in den elektrischen Montagekosten gehen auf die verschiedenen Angebotsinhalte der Firmen zur ck Die Gesamtkosten wer den als vorkalkulierte Kosten bezeichnet da die Summierung vor dem endg ltigen Projektstart mit Beginn der Bestellung der Bauteile vorgenommen wurde Das bedeu tet bei Hinzuf gen weiterer Komponenten durch die folgende Sicherheitsanalyse oder durch Angebotsverhandlungen kurz vor dem Bestellvorgang k nnen sich die Werte positiv wie negativ ndern 40 4 Sicherheitsbetrachtung 4 1 Vorgehen Die Schri
57. ar sind Ausge f hrt sind diese nach DIN 536 A Die Schienenl nge betr gt 17000mm die H he 55mm und der Schienenkopf ist 45mm breit Der mittige Abstand eines Schienen stranges betr gt 1900mm Von Strang zu Strang ist der Abstand mit 2400mm gege ben Im Boden eingelassen sind die Schienen mit Klemmplatten verschraubt Das hei t die Oberkante des Fu bodens ist gleich der Oberkante der Schiene wie in Abbildung 2 und 3 zu sehen ist 205 Winkelprotil 45x45x5 mi 77 Schiene A45 A A Mafistah 1 5 Abbildung 3 Schienenprofil in der Ausf hrung nach DIN 536 A Dokumentation Plasmaanlage AMS Technology GmbH Als Werkstoff wurde E360 Stahl eingesetzt Die Laufr der der Fahrw gen sind aus einem Sph roguss mit der Bezeichnung GJS 700 2 Daraus ergibt sich eine Stahl Guss Werkstoffpaarung f r Schiene und Laufrad Mit einem u eren Durchmesser von 190mm befinden sich jeweils vier Laufr der an einem Fahrwagen Die R der sind so genannte Spurkranzr der denn die Lauffl chen sind 15mm tief und 60mm breit auf einen Durchmesser von 160mm ausgedreht Dadurch wird eine sichere F hrung der R der bei einem Seitenspiel von 7 5mm auf der Schiene gew hrleis tet In den R dernaben der hinteren R der befindet sich ein Vielkeilprofil mit Evolven tenverzahnung nach DIN 5480 45x2x21 im Toleranzfeld 7H F r die Antriebsl sung kommt somit nur eine Zahnwelle in dieser Ausf hrung in Frage Der eigentliche Fah
58. aufender Kanal befindet Darin sind Medien wie z B die Stromversorgung der Anlage gef hrt Es bietet sich an den Ka nal f r die Stromversorgungsleitung der Antriebe mit zu nutzen Der Abstand der Aussenkante des Kanals ist mit 2300mm zur R ckwand der Tische gegeben Da das Motorkabel Trommelleitung am Leitungsfestpunkt endet wird an diesem Punkt ein Verteilerkasten zur Weiterf hrung der Leitung bis zum Einspeisepunkt des Energie versorgers montiert Als abschlie ende Komponente f r den Bereich der Energiezu f hrung ist daher eine Leitung vom Leitungsfestpunkt von Tisch1 links Blick aus der Anlage bis zum Einspeisepunkt des Stroms innerhalb der Maschinenhalle einzupla nen F r Tisch 1 muss die Leitung ca 15m lang sein Tisch 2 braucht nur eine Lei tung vom eigenen Leitungsfestpunkt bis zum Verteilerkasten vom ersten Tisch Die L nge entspricht dem Abstand der Schienenstr nge von 2400mm Insgesamt sind rund 18m Versorgungsleitung zu verlegen 3 2 3 2 Antriebssteuerung Aus der Vorbetrachtung des Sicherheitszustandes geht hervor dass im Moment ei ne erh hte Quetsch und Sto gefahr beim Bedienen der Wechseltische anzutreffen ist Dieser Punkt mit der resultierenden Forderung die Quetschgefahr w hrend der Tischbewegung zu verhindern stellt den Rahmen f r das Steuerungskonzept der Antriebe dar Das gesamte System soll ber ein Bedienkabel im Mitg ngerbetrieb gesteuert wer den Die Steuerflasche ist mit einer flexiblen Spir
59. b der AMS werden haupts chlich nichtrostende Edelst hle mit maximal schneidbaren Blechen von 70mm und nur in Ausnahmef llen andere Stahlsorten verarbeitet Abbildung 4 Wechseltisch au erhalb der Anlage Firmenfoto AMS Technology GmbH 10 n der Endlagenposition innerhalb der Anlage vverden die Schneidtische durch ein mechanisches Rastsystem arretiert Das System ist am Fahrwagen montiert und funktioniert durch das Einfallen von Klauen in eine Halterung Im Betonboden ist da f r pro Schiene je ein Lagerbock bestehend aus einem St ck 1 Tr ger mit einer vorstehenden Lasche fest verankert Beim Einfahren auf den Lagerbock rastet dabei je eine Klaue durch Federkraft in die Laschen ein und die Endlage ist erreicht Um die Tische aus der Anlage herauszubewegen muss die Sperre wieder gel st wer den Die beiden Klauen sind an einem 4250mm langen Rohr angeschwei t Das Rohr ist drehbar gelagert und mit einem Hebel versehen Die eingespannte Druckfe der welche die Klauen nach unten dr ckt l sst sich mit diesem entspannen und die Arretierung ist aufgehoben Da beide Tische getrennt voneinander verfahrbar sein m ssen ist an jedem Tisch ein Rastsystem angebracht Au erhalb der Anlage ist die Endlage lediglich durch das Ende des 17000mm langen Schienensystems gegeben Eine Arretierungsvorrichtung ist nicht vorhanden An den Fahrw gen sind vorne und hinten je 2 Gummipuffer im Abstand des Spurmittenma Bes der Schienen montiert Be
60. ben den Tischen und vor der ffnung der Tischabsaugung nicht erreicht wird Diese Art der mitg ngergef hrten Bedienung deckt den Gro teil der auftretenden Gefahren ab Um am Fahrprozess unbeteiligte dritte Personen zu sch tzen wird der gesamte Bodenbereich des Schienensystems mit einer gelb schwarz gestreiften Markierung versehen Der Verfahrraum ist damit als Sperrbereich deklariert Ein Ein treten w hrend einer Fahrbewegung von Dritten ist untersagt Solch eine Ma nah me schlie t das unbefugte Betreten des Bereichs nicht komplett aus wirkt aber als organisatorische Schutzma nahme um auf die Gefahr hinzuweisen Unterst tzend wird eine Blitzlampe je Schneidtisch angebracht Der stattfindende Antriebsvorgang ist dadurch f r jedermann sichtbar F r den Fall einer trotz aller Schutzma nahmen auftretenden Kollision mit dem Be diener oder dritten Personen sind zwei Not Halt Taster an der Schneidtischvorder seite angebracht Deren Position ist abh ngig von der Erreichbarkeit Am praktikabelsten ist daher die Montage der Schalter in Tischmitte Der Schutz vor den Sto und Quetschgefahren am Wechseltischsystem liegt wie erw hnt berwiegend in der Gestaltung der Steuerung der Antriebe Die Elemente daf r sind zum Beispiel der Frequenzumrichter zur Steuerung des Fahr und Brems vorgangs die Endschalter das Bedienger t mit Zustimmschalter und die Verarbei tung aller sensorischen Signale in einer Sicherheitssteuerung Die
61. d Nimmt man f r den Pkw einen Raddurchmesser von 600mm an Rei fengr e 175 80 R14 und setzt den Widerstand der Rollreibung f r die Werkstoffe Gummi Asphalt auf 4 5mm aus Tabellenbuch Metall des Europa Verlags ergibt sich eine Kraft von 45N pro Rad F r das gesamte Fahrzeug betr gt der Rollwider stand 180N Formel 2 _ f FN Fr Formel 1 Rollreibungskraft F Rollreibungskraft N Fn Normalkraft N Radlast f Rollreibungszahl mm r Radius des Rads mm Fu Fr 4 Formel 2 Fahrvviderstand Fw Fahrwiderstand N Die Rechnung ber cksichtigt keine weiteren auftretenden Reibungswerte am Fahr zeug wie zum Beispiel die Lagerreibung Deshalb ist der reale Rollwiderstand des Fahrzeugs insgesamt wesentlich h her Gleiches gilt f r die Rechnung am Wechsel tisch Hier betr gt der Raddurchmesser 160mm und die Rollreibungszahl f 0 6mm f r die Paarung Guss Stahl Der 6000kg schwere Tisch hat somit im Leerzustand einen Fahrwiderstand von 450N Der Vergleich der beiden Werte gibt ein Gef hl f r die doppelt so hohe Kraftanstrengung beim Verschieben der Wechseltische Umge rechnet in Kilogramm sind rund 20kg am Pkw zu dr cken gegen ber 50kg am Wechseltisch F r den Bediener stellt sich bei dieser t glichen anstrengenden Arbeit sehr schnell die Frage nach einer Vereinfachung des Arbeitsprozesses Zumal die ben tigten Kr fte um den Tisch in eine Bewegung zu berf hren weitaus h her liegen als
62. d wirtschaftliche Wertigkeiten ermittelt und abschlie end zur Veranschaulichung in einem Diagramm abgebildet Laut Diagramm ist die beste L sung die Variante 1a ein Einzelradantrieb mit 5m min Geschwindigkeit Doch aufgrund der Kriterien Verbesserungsgrad und Wartungsauf wand erh lt der Zentralantrieb die h here technische Wertigkeit vgl Anhang 7 Um den schlechteren wirtschaftlichen Wert zu erh hen und die L sung 2b n her Rich tung idealer L sung zu bringen sind in der Konstruktionsausarbeitung die Kosten zu senken Da dieses Ziel erreichbar ist wurde die Zentralantriebsvariante als Favorit aus diesem Vergleich ausgew hlt und wird nun weiter bearbeitet 21 3 1 2 Merkmale Die ausgevvahlte L sung zur Umsetzung des Antriebsproblems zeichnet sich durch die Vervvendung einer Verbindungsvvelle zvvischen beiden Radbl cken des Fahrvva gens aus Ein ber eine Steckvvelle am Radblock angebrachter Getriebemotor treibt die Verbindungsvvelle an Eine starre Kupplung in Form einer H lse sichert die Kraft bertragung von der Steckwelle auf die Verbindungswelle Das System Zentralan trieb ist schemenhaft in Abbildung 6 zu sehen Da am Fahrwagen Radbl cke der Firma Demag eingebaut sind ist f r den Zentralan trieb der gleiche Hersteller als Anbieter ausgew hlt worden Vorteil dabei ist die Passgenauigkeit der Wellen zum verwendeten Rad Wie bereits erw hnt muss das vorhandene Rad mit 45mm Durchmesser Zahnwellenprofil gegen das n ch
63. der Variante mit den Fe derleitungstrommeln eine gute L sung Alle Anforderungen an die Fahrbahn sind damit erf llt denn mit der Ablage der Stromleitung im Schienenzwischenraum bleibt die Fahrbahn nach wie vor unbeeintr chtigt in Bezug auf die freie Befahrbarkeit Weitere sich an das System stellende Forderungen sind ber cksichtigt worden Der Montageaufwand f r die Wellen und Motoren ist gering durch die Verwendung von herstellergleichen Naben und Verbindungswellen Das sicherte die genaue Passform der Einzelteile zueinander Der Mindestforderung nach einer Geschwindigkeit von 10m min wurde durch die Verwendung des Getriebemotors Rechnung getragen Dieser zeichnet sich au erdem durch eine wartungsarme Bauart aus 59 Literaturverzeichnis Amtsblatt der Europ ischen Gemeinschaften 9 6 2006 RICHTLINIE 2006 42 EG DES EUROP ISCHEN PARLAMENTS UND DES RATES vom 17 Mai 2006 ber Maschinen und zur nderung der Richtlinie 95 16 EG Neufassung AMS Technology GmbH Firmenfotos und Dokumentationsunterlagen Carl Hanser Verlag Gerhard Hoenow Thomas Mei ner Entwerfen und Gestalten im Maschinenbau 3 Auflage Leipzig 2010 Carl Hanser Verlag Klaus J rg Conrad Grundlagen der Konstruktionslehre 5 Auflage M nchen 2010 Demag Cranes amp Components GmbH Katalog Demag Radblock System DRS 2012 Demag Cranes amp Components GmbH Katalog Getriebemotoren 2012 DIN 33411 5 1999 11 K rperkr fte des Menschen Tei
64. die am Beispiel ermittelten Werte Nimmt man den doppelten Fahrwiderstand an verur sacht durch weitere Reibwerte wie Lager und Spurkranzreibung sind schon 900N aufzubringen Ein Blick in die DIN 33411 5 1999 11 mit den ermittelten maximalen statischen Ak tionskr ften des Menschen zeigt dass der Wert von 900N schon an der Grenze der m glichen Kr fte f r das vorw rts Dr cken liegt In der Norm wurde eine ausgew hl te Personengruppe untersucht hinsichtlich der Aus bung einer Kraft in einer vorge gebenen Anordnung Der 95 Perzentilwert in Tabelle 15 der DIN liefert in der Anordnung mit nebeneinander stehenden F en und 1000mm Abstand zum Kraft angriffspunkt einen Maximalwert von 940N Interpretiert bedeutet diese Angabe dass nur 5 der getesteten Personen in der Lage waren eine gr ere Kraft aufzu 7 bringen und die restlichen 95 Prozent niedrigere VVerte erreichten Die Beispielhaften 900N w ren ausgehend vom 95 Perzentilwert somit nur von rund zehn Prozent zu schaffen Es zeigt sich dass die Bedienung des Wechseltischsystems nur von einem sehr geringen Personenkreis problemlos ausgef hrt werden kann Die Schwierigkeit der manuellen Bedienung der Wechseltische ist deshalb Gegen stand dieser Bachelorarbeit Die Motivation und die Aufgabe besteht darin eine ge eignete Antriebsl sung zu erarbeiten Die Variante Zentralantrieb wird anhand von Vorbetrachtungen favorisiert Hier soll ein Antriebsmotor ber eine Welle
65. die Steuerungskosten wurde vor der Ausarbeitung des Zentralantriebs ein weite rer Angebotsvergleich durchgef hrt Bisher lag nur ein Angebot vor Da der Anteil an der Gesamtsumme hier bei fast 60 lag war die Einholung weiterer Preise zwin gend erforderlich um den Wert der angebotenen Leistung einsch tzen zu k nnen Dabei erreichten die beiden anderen Firmen hnliche Preisniveaus 38 Die zweite angebotene L sung ist mit der des 1 und 3 Anbieters jedoch nicht genau vergleichbar Hier vvurde als Steuerung ein Zentralumrichter der in einem fest instal lierten Schaltschrank untergebracht ist ausgew hlt Vorteil der L sung ist ein exakt synchroner Lauf der Motoren im Koppelbetrieb denn beide Motoren bekommen ihr Eingangssignal vom gleichen FU Durch das Nichtvorhandensein einer Drehzahl r ckf hrung an den Motoren sah der Anbieter in der L sung mit zentralem FU die gr te Sicherheit f r den gekoppelten Antrieb Im Betrieb mit zwei Umrichtern wollte er keine Garantie f r den Gleichlauf der Motoren bernehmen Der Unsicherheitsfak tor durch die Toleranz der FU Signale und deren Verarbeitung in den Motoren war seiner Meinung nach zu gro Nachteil dabei ist aber dass zu den Motoren bzw Klemmenk sten eine gr ere Leitung hingef hrt werden muss Das hei t alle Steu erleitungen der Sensoren und Schalter m ssen mit aufgewickelt werden Dadurch werden die Preise der Leitungstrommeln wesentlich teurer Eine Leitungstrommel f
66. dingt erf llt werden m ssen 17 2 4 Resultierende Anforderungen Der st Zustand der Anlage und die Betriebsdaten ergeben die Bedingungen f r die Antriebsl sung Abmessungen der Tische und die vorhandene Bauart des Fahrvva gens sind Grenzen innerhalb derer ein Antrieb erfolgen kann In der Grundfunktion sollen die Tische durch motorischen Antrieb auf den Schienen bewegt werden Ein Motor hat im Fahrwagen unterhalb der Schneidtische nur einen Einbauraum von 1160 x 1670 x 300mm L nge x Breite x H he zur Verf gung Wei ter darf die Spitzenh he des Motors aufgrund des Raddurchmessers nicht gr er als 80mm sein Auf Grund des vorhandenen Rades sind die Gestaltungsm glichkeiten bez glich der Antriebswellengeometrie gering Durch das vorhandene Zahnwellen profil 45 x 2 x 21 x 7H nach DIN 5480 in der Radnabe wird eine zu dieser Form pas sende Ausf hrung der Welle zur Bedingung Wichtigste Anforderung an den Motor ist das Bereitstellen von gen gend Kraft und Drehmoment f r die Bewegung Der Fahrwiderstand im beladenen Zustand eines Tisches muss demnach vom Motor mindestens berwunden werden Das Drehmo ment der Motorabtriebswelle soll direkt an den Radnaben des Fahrwagens eingelei tet werden und den Tisch antreiben Um den Wert f r das Mindestdrehmoment zu erhalten ist eine Berechnung mithilfe des vorherrschenden Fahrwiderstandes anzu stellen Die vollst ndige Rechnung ist im Anhang 4 aufgef hrt Es wird hier nur ein
67. durch einen Frequenzumrichter FU erfolgen doch den endg ltigen Halt des Tisches sichert die mechanische Haltebremse Ist die Bremse noch gel ftet und arretiert kann der sichere Halt nicht gew hrleistet werden 23 3 2 Ausarbeitung 3 2 1 Hilfsmittel Methoden F r die Bearbeitung der Antriebskonstruktion vvurde vor allem das 3D CAD System von Solid VVorks vervvendet Durch die M glichkeit der Modellierung aller Baugrup pen und anschlie endem Zusammenf gen konnten vorherige Probleme beim F gen w hrend der Montage erkannt und behoben werden Au erdem war die 3D Ansicht im CAD System hilfreich in der Bearbeitung der Sicherheitsfragen Es konnte durch Einf gen eines Mensch Modells in die komplette Wechseltischbaugruppe de Stel lung zum Schneidtisch und zu den Gefahrenbereichen gepr ft werden Dadurch sind neue L sungen entstanden welche die Sicherheitsforderungen erf llen siehe 4 3 1 Weitere Hilfsmittel und Anregungen kamen aus folgenden Quellen e Grundlagen der Konstruktionslehre Hanser Verlag e Entwerfen und Gestalten Hanser Verlag e Konstruieren sicherheitsgerechter Produkte Springer Verlag e Herstellerkataloge R cksprache mit den Anbietern z B Demag 3 2 2 Mechanik Baugruppen Um das vorhandene Antriebskonzept des Zentralantriebs umsetzen zu k nnen ist es wichtig alle vorhandenen Teile und Baugruppen in Fertigungszeichnungen festzuhal ten Sind alle Komponenten zusammen muss die St ckliste erste
68. e Folgen haben wird Klar ild Y AT Oe e Z Ort Datum Unterschrift Thesen Thesen zur Bachelorarbeit Thema Konstruktion eines Fahrantriebs f r das Schneidtischsystem einer 3D Plasmaschneidroboteranlage Thesen e Die momentane Situation am Wechseltischsystem der Plasmaschneidanlage erfordert einen hohen manuellen Kraftaufvvand um die Tische zu bewegen e Durch den elektrischen Antrieb des Wechseltischsystems der Plas maschneidroboteranlage wird sich der m gliche Anwenderkreis erh hen und der bisher notwendige Kraftaufwand reduzieren e Die Zentralantriebskonstruktion stellt eine problemlose 1 Mann Bedienung der Anlage sicher e Eine Risikoanalyse des bestehenden manuell betriebenen Tischsystems er gab gro e Sicherheitsl cken e Der Einbau der Sicherheitsschaltung und die Verwendung eines Totmann schalters hat die Sicherheit an den Wechseltischen wesentlich verbessert e Mit dem Einsatz von Federleitungstrommeln als Energiezuf hrung ist die Be wegung auf der Fahrbahn mit Flurf rderzeugen uneingeschr nkt m glich e Die Konstruktion des Antriebssystems erm glicht einen reibungslosen Kop pelbetrieb der Wechseltische
69. e kurze Beschreibung des Rechenweges dargestellt Das Drenmoment nach dem der Motor ausgelegt wird ist das Beschleunigungsdrehmoment Dies erm glicht den Tisch auf die entsprechende Nenngeschwindigkeit zu bringen Abh ngig ist das Drehmoment wesentlich von der gew hlten Beschleunigung und dem Fahrwiderstand F r den zentralen Antrieb der Tische wird anhand von Vorbetrachtungen welche in den im Rahmen des Bachelorstudiums an der BA Glauchau erstellten Projektarbeiten 2 und 3 festgehalten sind eine Beschleunigung von maximal 0 1m s gew hlt Aus der gew hlten Beschleunigung wird im ersten Schritt die Zeit bis zum erreichen der Nenngeschwindigkeit errechnet Daraus ergibt sich dann der Beschleunigungs weg Mit der Geschwindigkeit ist die Winkelgeschwindigkeit am Rad auszurechnen Diese drei Werte werden dann zusammen mit dem Fahrwiderstand und der entspre chenden Masse des Tisches in die Formel f r das reduzierte Massentr gheitsmo ment eingesetzt Ist dies berechnet kann abschlie end das Beschleunigungsmoment am Antriebsrad errechnet werden Daf r wird das reduzierte Massentr gheitsmo ment mit dem Quotient aus Winkelgeschwindigkeit und Beschleunigungszeit multipli ziert Die Zusammenstellung der Berechungsvverte ist in Tabelle 3 zusehen F r die Rechnung ergab sich die Nenngeschwindigkeit aus den Betriebsdaten der Tische In der manuellen Bedienung ist ein Tisch innerhalb von 60 Sekunden 12m aus der Anlage heraus geschoben Dies entsprich
70. eilung 46 5 Schritte zur Umsetzung der Konstruktionsl sunqg 50 5 1 FELIGU NG S Ke 50 5 2 51 5 3 Meilenstein Budgetfreigabe 52 6 Antriebsprojektstand 55 6 1 Problem Budgetfreigabe neue Gedanken 55 6 2 Abschlussbemerkungen zum Zentralantrieb 59 Literaturverzeichnis J U u u 60 Anhangverzeichnis anne 62 Abbildungsverzeichnis Abbildungsverzeichnis Abbildung 1 Abbildung 2 Abbildung 3 Abbildung 4 Abbildung 5 Abbildung 6 Abbildung 7 Abbildung 8 Abbildung 9 Abbildung 10 Abbildung 11 Abbildung 12 Abbildung 13 Abbildung 14 Abbildung 15 Abbildung 16 Abbildung 17 Abbildung 18 Abbildung 19 Abbildung 20 Abbildung 21 Abbildung 22 3D Plasmaschneiden von Beh lterb den 4 Wechseltischsystem mit Korbbogenb den belegt 5 Schienenprofil in der Ausf hrung nach DIN 536 A 9 Wechseltisch au erhalb der Anlage 10 R umliche Grenzen am VVechseltischsystem
71. el einfacher umzusetzen ist Wie k nnte so eine alternative Variante aussehen Im Vorfeld der Konstruktionsausarbeitung wurde das Hauptaugenmerk auf den Antrieb der am Fahrwagen befindlichen R der gelegt Daraus ergaben sich m gliche L sun gen welche dann zu dem Zentralantrieb f hrten Um die Anforderung die manuelle Bedienung der Tische zu ersetzen noch einmal neu zu berlegen ist der Blickpunkt auf die Grundfunktion der Aufgabe zu richten Legt man den Schwerpunkt nur auf die 55 reine Bewegung der Fahrw gen ergeben sich neue M glichkeiten Die Tische sollen durch Schieben oder Ziehen bewegt werden Die Arbeitskraft Mensch soll dabei er setzt beziehungsweise unterst tzt werden Wie kann nun solch eine Unterst tzung aussehen Zum einen durch die vorgestellte und ausgearbeitete Konstruktionsl sung zum an deren aber durch ein Ziehen oder Schieben des Tisches mit einem anderen Hilfsmit tel Bei einiger berlegung kommt man auf eine Unterst tzung durch ein Zugfahrzeug Dieses kann die n tige Kraft zum Verfahren der Tische problemlos auf bringen und so den gro en Kraftaufwand des Menschen gegen Null senken Als Fahrzeug bietet sich ein mitg ngergef hrtes Zugfahrzeug an Mit einem elektrischen Antrieb ausgestattet ist ber eine Koppelstange das Heraus und Hineinschieben m glich Die Geschwindigkeit f r solche Art von Maschinen darf dabei die Schrittge schwindigkeit des Bedieners nicht berschreiten Vorgegeben wird die F
72. emag Nr Technische Eigenschaten mes Varan e Jas 2 _ a La a 4 Finfach Antiebsgestatungs 3 3 3 3lBetiebssichenet 3 2 s 7 Inbetriebnahme Aufwand 13 und Nutzungskosten 3 4 2 1allieterzeitenderkomponenten 3 3 l 3 3 _15 kennmisse Ertahungen 3 2 3 Paz60 Sum a3 46 43 amp Rangtogel a 2 4 j Nr 5 Montageaufvvand erh ht Varianten Nr 12 Verbesserungsgrad durch R derwechsel 2a bezogen auf Ausfahrzeit alle Varianten Nr 7 Inbetriebnahmeaufwand erh ht Varianten Nr 15 Kenntnisse Radblock Varianten durch 4Motoren laundb und Antrieb gleicher Anbieter 2a und b Nr 8 Verschlei teile einzeln nicht gesamter Getriebemotor alle Varianten in Anlehnung an VDI 2225 Technisch wirtschaftliches Konstruieren Blatt3 Varianten im Starke Diagramm mit VVertetabelle Anhang 8 Starke Diagramm gt x D _ o 2 o z 7 Ke technische VVertigkeit x Entwicklungslinie in Anlehnung an VDI 2225 Technisch wirtschaftliches Konstruieren Blatt 3 SEW Einzelradantrieb v 5m min v 10m min Demag Zentralantrieb SEW Demag SEW Demag Herstellkosten in Euro Variante 1a Variante 2a Variante 1b Variante 2b ideale Herstellkosten H 4500 4500 4500 4500 reale Herstellkosten H 6252 7210 7281 725
73. erschneidungen werden aus Abbildung 5 ersichtlich Die Betriebsarten lassen sich in Einzel und Koppelbetrieb einordnen Untergeordnet ist jede Betriebsart in ihre Betriebszust nde f r den momentanen Arbeitsgang ge gliedert In der folgenden Tabelle sind die Zust nde in der Spalte Teilfunktionen zu finden Den Funktionen sind die jeweiligen Baugruppen zugeordnet und diesen wie derum die m glichen auftretenden Gef hrdungen Dazu geh ren vor allem das Sto Ben Quetschen und in geringem Ma e die elektrische Gef hrdung 15 Risikobeurteilung Bestimmung der Genzen der Maschine Maschine Wechseltischsystem der Plasmaschneidanlage IST Zustand Juli 2012 Bestimmungsgem e Verwendung Verwendungsgrenzen Das Wechseltischsystem ist ausschlie lich zum aufnehmen von Blechen Beh lterb den Rohren und anderen f r den Plasmazuschnitt geeigneten Werkst cken zu verwenden Die Tische sind nicht als Lagerplatz Auflagebock oder Transportger t vorgesehen Die auf dem Schienensystem durch Spurkranzrollen gelagerten Tische sind zum wechselseitigen Verfahren ausgelegt W hrend der Bearbeitung eines Werkst cks innerhalb der Maschinenhalle kann der andere einzeln ausgefahrenen Tisch best ckt werden Ein gekoppelter Betrieb ist durch das Schlie en eines Hebels an der Vorderseite der Tische m glich W hrend der Verfahrbewegung ist das Rolltor der Maschinenanlage offen zu halten R umliche Grenzen Systeme sowie die Einfl sse welche d
74. fnungen am Boden ist es durch die 3D Robotertechnologie m glich die Schwei nahtvorbereitung im gleichen Arbeitsgang mit vorzunehmen Der Schneidroboter bringt also die gew nschten Fasen an der ffnung im Ober oder Unterschnitt an und erspart somit den Beh lterbauern ein aufwendiges Anfasen mit Handger ten wie z B dem Winkelschleifer Durch die M glichkeit des exakten und schnellen 3D Zuschnitts der Stutzen und Mannl cher mit gleichzeitiger Nahtvorbereitung nimmt die Plasmaschneidanlage eine wichtige Position innerhalb des Fertigungsprozesses in der Firma AMS ein Bevor die Maschine im Jahr 2009 in Betrieb genommen wurde war das Einbringen der L cher in die B den eine Arbeit die viel Zeit in Anspruch nahm Mithilfe eines Gestells wurde ber dem Boden das Lot gef llt und der Mittelpunkt bestimmt Der Punkt wurde markiert und danach erfolgte die Kennzeichnung des Umfangs mit den notwendigen Gradzahlen Mit einem Zirkel wurde die genaue Lage der gew nschten ffnung vom Mittelpunkt ausgehend in Richtung der exakten Gradzahl und im ge forderten Lochkreis festgelegt Die zu schneidenden L cher wurden markiert und am gesamten Umfang angek rnt Die Technik des Ank rnens war notwendig um beim anschlie enden Ausbrennen der L cher mit dem Handplasmaschneider den Anriss nicht zu verfehlen Der gesamte Prozess nahm je nach Anzahl der zu schneidenden L cher bis zu 2 Arbeitstage in Anspruch Dem gegen ber steht eine heutige Bearbei tungs
75. g zu inter pretieren Da diese jedoch durch eine einfache trennende Schutzeinrichtung Kabel isolierung Motorkapselung ausgeschlossen werden kann ergibt sich wieder die Antwort des Vorliegens keiner wesentlichen nderung Es ist jedoch ratsam bei der geplanten Antriebskonstruktion die Richtlinie begleitend anzuwenden Denn auch der Betreiber welcher Maschinen f r den Eigengebrauch nutzt und ver ndert gilt als Hersteller nach der Richtlinie und hat somit Sorge f r die Sicherheit der Anlage zu tragen Deshalb werden die m glichen auftretenden Gef hrdungen ermittelt um im Konstruktionsprozess die Sicherheitstechnik mit einzuplanen Die komplette Sicher heitsbetrachtung wird im Gliederungspunkt 4 bearbeitet Die manuelle Bedienung der Wechseltische in ihrem Ablauf wurde im 1 Kapitel schon angesprochen F r die Analyse der m glichen Gef hrdungen ist jetzt eine Aufstellung der Systemgrenzen und Betriebsarten erforderlich Die Tische sind in ihrer Funktion f r eine wechselseitige Bewegung auf dem 17000mm langen Schie nensystem vorgesehen Dabei sind sie zur Aufnahme der Werkst cke ausgelegt Die r umliche Begrenzung erf hrt das System durch die Schienenl nge und die Maschi nenhalle mit herunter fahrbarem Rolltor In Kapitel 2 1 ist die Begrenzung der Schie nen innerhalb der Maschinenhalle durch die festen Endanschl ge beschrieben Au erhalb der Halle besitzt das Schienensystem keine solchen Endanschl ge Die Teilsysteme und ihre b
76. ge Daher kann immer nur ein Tisch mit den An triebselementen versehen werden w hrend der andere weiter f r die Bearbeitung zur Verf gung steht 3 3 2 Ablaufplan Drei verschiedene Arten der Montage m ssen unterschieden werden Zum einen die Installation der mechanischen Komponenten am Fahrwagen im aufgebockten Zu stand zweitens die elektrischen Komponenten im selben Zustand und drittens die Anbauelemente mechanisch und elektrisch welche unaufgebockt angebaut werden k nnen Durch die unterschiedlichen Arten gliedert sich die Montage in drei Stufen Als erster Punkt steht aber nicht der Anbau der Antriebselemente sondern die Vorbe reitung der elektrischen Komponenten mit ihren Halterungen Genau genommen sind die Teile gemeint welche ohne Anheben des Wagens angebracht werden k nnen Dazu geh ren zum Beispiel e die Federleitungstrommel samt Halterung und Umlenkrolle e die Schienenreinigungsb rsten e die Halterung f r die N herungsschalter Medienabfrage der Tischabsaugung Initiatorenhalterung an der Koppeleinrichtung e die Schaltk sten Davon k nnen vviederum nur die Teile angebracht vverden vvelche im gleichen Zeit raum angeliefert werden F r die zuerst zu montierenden Teile orientiert sich alles an 34 der Lieferzeit der Federleitungstrommel Es sind 4 Wochen Lieferzeit eingeplant f r die Trommeln Schaut man auf die Lieferzeit des Motorenanbieters stehen hier 5 Wochen zu Buche So bleibt bei Bestellung zum g
77. ger sind unwesentlich ge f hrdet gegen ber dem Quetschen F r die Finger betr gt der Mindestabstand um dies zu vermeiden 25mm und beim Fu 120mm Beides ist am Tisch mit der Fahr wagenh he von 140mm und dem Tischabstand von 50mm eingehalten Die Analyse ergibt aufgrund der Gefahrensituationen die verschiedenen Ereignisse welche zu einer Verletzung der Mitarbeiter f hren Haupts chlich auftretende m gli che Verletzungen sind Fu Bein und Handverletzungen Verletzungen am Oberk rper e Kopfverletzungen 42 Die Einschatzung dieser Verletzung nach ihrer Schvvere geschieht nun durch das angesprochene Zuordnen des Schadensausma Bes und der Auftrittswahrscheinlich keit Im Fall des Tischsystems im manuellen Betrieb werden Sch den bis zu einer Schadensklasse Il eingesch tzt Das bedeutet eine schwere irreversible Verletzung Hervorgerufen werden kann eine solche Verletzung beim gegenl ufigen Bewegen der Schneidtische Punkt 3 3 1 der Risikoanalysetabelle Geschuldet dem geringen Abstand von 50mm zwischen den Tischen Weitere auftretende Schadensarten sind leichte irreversible Verletzungen 11 sowie heilbare Verletzungen mit Arbeitsausfall IV Entscheidend ist nun die Auftrittsh u figkeit Durch Einstufung der geringen Gef hrdungen wie zum Beispiel dem Sto en an der Tischkante Punkt 1 und 2 in der Analyse mit einer hohen Wahrscheinlichkeit A und B ergibt sich insgesamt ein hohes Schadensrisiko In der Risikoan
78. h durchgef hrten Meilenstein der Budgtefreigabe star ten kann In diesem Baustein des Projekts wurde zusammen mit dem bis dato preisg nstigs tem Steuerungstechnikanbieter das gesamte Konzept er rtert und nach weiteren erschwinglichen L sungen gesucht Grund daf r ist die nach wie vor teure Automati sierung der Wechseltische mit einem Anteil von 50 an den Gesamtkosten Das Meeting zwischen der Gesch ftsleitung dem Konstrukteur und der Automatisie rungsfirma erbrachte im Ergebnis folgende nderungen Die Verwendung von sechs Rollenendschaltern wurde gegen die Anzahl von vier Schaltern getauscht Das hei t die Vorabschaltung der Geschwindigkeit wird nun nicht mehr ber den Endschalter 3 ausgel st Damit ergibt sich f r die Position von Schalter 2 nun ein Ma von 238mm generatorischen Bremsweg plus den Bremsweg von 34mm zur Endabschaltung vgl Bild 12 Das Signal f r die Abschaltung der An triebe mit dem Einfallen der Haltebremse kommt nun nicht mehr vom Endschalter 2 sondern wird intern in der Steuerung nach Ablauf der Verz gerungszeit ausgel st Eine weitere Ver nderung besteht in der Ber cksichtigung von nur noch einer Ge schwindigkeit Dadurch entfallen 2 Drucktaster am Handterminal f r die langsame Geschwindigkeit In der Steuerung soll bei Bet tigung der Fahrtaste nun automatisch im Zeitfenster von 2 Sekunden auf Nenngeschwindigkeit beschleunigt werden So f hrt der Fahrwagen immer erst langsam an und bewegt sich dan
79. hna Germany Tel 449 0 3722 50 33 0 Fax 49 0 3722 50 33 33 me de zul Abvveichungen permissible deviations DIN 28005 DIN EN ISO 13920 Tkl B F DIN EN ISO 2768 Tkl m spanend DIN EN ISO 2768 Tkl c spanlos Auftrag Pos order pos W00201 04 Benennung name Flanschplatte Datum date Name name Unt sign Auftrag Pos VV00201 04 Gez drawn by 06 08 2012 BOD geh rt zu Zchng Nr W00201 04 Gepr approved 07 08 2012 SIR Blech 15 x 120 x 137 Zchng Pos 2 5 Schwei welder Blech 15 Zeichnungsnummer dravving no And rev Blatt Status status sheet VVerkstoff 1 4301 W00201 04 005 01 St ckzahl 2 Abteilng division 01 B Gewicht kg Ma stab weight ES 1 91 2 A4 Schutzvermerk nach DIN ISO 16016 beachten Protection remark acc to DIN ISO 16016 has to be observed Zeichnungen Anhang 14 Einzelteilzeichnung Zusammenfassung Positionen 2 9 2 10 Umlenkrolle Lagerbolzen 4 6 Stangenmaterial nach DIN 671 i A 8 DIN 76 A oo Ma stab 1 1 LO z LO N o o 1 Bearbeitun Position 2 10 rehen aus POM G Position 2 9 s C AMS Apparate Maschinen Systeme zul Abweichungen Auftrag Pos order
80. hnology GmbH permissible deviations 1 O AMS EE VV00201 04 Tel 349 0 3722 50 33 07 DIN EN ISO 13920 Tkl B F Bensrinung pana Fax 449 0 3722 50 33 33 DIN EN ISO 2768 TK m spanend co 378 TECH N 0 LO GY Mail an ende DIN EN ISO 2768 Tkl c spanlos Arbeitsvorbereitung work preparation Datum date Name namel Unt sign H a lte ru n ge n Fed e rt ro m m el Auftrag Pos W00201 04 Gez drawn by 06 08 2012 BOD geh rt zu Zchng Nr VV00201 04 Gepr approved 07 08 2012 SIR Haltebl Umlenkrolle 2 11 Zchng Pos 2 2 2 11 Schwei welder Trommelhaltewinkel 2 2 Halbzeug Rohmat Blech 8 Zeichnungsnummer drawing no And rev Blatt Status status sheet St ckzahl je Pos 2x Abteilng division 01 B Gewicht kg Ma stab weight 4 06 scale 1 5 A3 1 2 3 4 Schutzvermerk nach DIN ISO 16016 beachten Protection remark acc to DIN ISO 16016 has to be observed SolidWorks Zeichnungen Anhang 13 Einzelteilzeichnung Position 2 5 Flanschplatte Ma stab 1 2 137 120 0125 Ma stab 1 2 j Position 2 5 Bearbeitung Konturbearbeitung durch Plasmaschneiden anschlie end bohren alle Bohrungen mit Fase 1 x 45 O AMS TECHNOLOGY Technology GmbH Johann Esche Str 4 09212 Limbach Ober Mail info ams syste AMS Apparate Maschinen Systeme ro
81. i die h chste auftretende Schubkraft f r die Berechnung verwendet Dies ist die gemittelte Kraft von Tisch1 Die Berechnung ergibt aus dieser Kraft zun chst eine experimen telle Reibungszahl Hexp des Tischsystems Durch Einsetzen der Werte in Formel 3 11 vverden 0 0138 ausgerechnet Eine rechnerische Ermittlung vvelche die Lager so wie die Spurkranzreibung der R der ber cksichtigt bringt als theoretisches Ergebnis 0 0139 Formel 4 Da beide Werte in etwa gleich sind wurde f r die Berechnung von Fw ein u Wert von 0 014 verwendet Der Fahrwiderstand Fw ist abh ngig von der am System vorhandenen Reibung und der Masse der Tische Mit Formel 5 ergibt sich f r den leeren Tisch ein Widerstand von 824N Bei voller Zuladung von 9t und der daraus resultierendem Gesamtmasse von 15t sind 2060N aufzubringen um die Fahrbewegung einzuleiten Fschub e Formel 3 experimentelle Reibungszahl pexp Legende Hexp Reibung aus Versuch Fschub Mittelwert der im Versuch ermittelten Schubkraft Tisch 1 N Fgieer Gewichtskraft leerer Tisch 58860N u exp h 5 e Tic Mrechn d 2 u Formel 4 rechnerische Reibungszahl prechn Legende Hrechn rechnerische Reibung Hr Lagerreibungsvvert gew hlt 0 005 d Raddurchmesser mm d Wellendurchmesser mm f Hebelarm der Rollreibung mm c Spurkranz und Seitenreibungsbeiwert gew hlt 0 005 Fw H Fa Formel 5 rechnerischer Fahrwiderstand Fw Legende
82. idtischsystems zum t glichen Aufgabengebiet Bevor der sechs Tonnen schwere Tisch best ckt werden kann ist er 12m auf ebener Fahrbahn aus der Ma schinenhalle herauszuschieben Bei normaler Auslastung der Anlage innerhalb einer Schicht erfolgt dies bis zu zehnmal pro Tag Erschwerend kommt hinzu dass sich f r den einzelnen Tisch eine H chstlast von 15t bei voller Beladung einstellen kann Zur Bew ltigung der Aufgabe bringt sich der Mitarbeiter hinter den Tischen in Positi on und dr ckt mit aller Kraft gegen die R ckwand der Schneidtische Nach anf ngli chem Stillstand setzt sich der Tisch langsam in Bewegung Wichtig ist die Schubkraft solange zu erh hen bis die Beschleunigung f r eine gleichm ige Fahrgeschwin digkeit ausreicht Ist der Tisch einmal in Fahrt gen gt ein geringerer Kraftaufwand um die Bewegung aufrechtzuerhalten Vorraussetzung daf r ist jedoch eine konstant ebene Fahrbahnbeschaffenheit Au erdem sind ein kontinuierliches Abdr cken der F e vom Fu boden und ein st ndiger Druck mit den H nden an den Schneidtisch erforderlich um die n tige Kraft aufrechtzuerhalten Auf den ersten Blick kommt die Frage auf worin nun das Problem besteht F r den Maschinenbediener wird das recht schnell deutlich Die hohe zu bewegende Masse bewirkt bei ungen gender Anschubkraft am Anfang dass der Tisch stehen bleibt Das hei t einer unge bten Person gelingt es nicht auf Anhieb den Tisch fortzubewe gen da die daf r notwe
83. ie Systemgrenzen berschreiten sind auf der folgenden Zeichnung eingezeichnet Verwendung im Einzelbetrieb Teilfunktionen g Endlagensich rung Klauensystem sto en Quetschen Medien Tischabsaugung abstecken elektrische Gef hrdung Schneidtisch Fahrwagen Quetschen Sto en Bewegung ausl sen Schneidtisch Fahrwagen Quetschen Sto en Endlage sichern a I Quetschen Sto en Medien Tischabsaugung anstecken Harting Druckluftstecker elektrische Gefahrdung Vervvendung im Koppelbetrieb Teilfunktionen Baugruppe Schneidtisch Fahrwagen Quetschen Sto en Schneidtisch Fahrwagen _Klauensystem StoBen Schneidtisch Fahrwagen Quetschen Sto en o Mes o E bei 3 G Watana Hebel der Kopplung schlie en Sto en Quetschen 2x Medien Tischabsaugung abstecken Harting Druckluftstecker elektrische Gefahrdung beide Endlagensicherungen l sen abbremsen Standposilion _ Einfahren in Maschinenhalle Schneidtisch Fahrwagen abbremsen positionieren Schneidtisch Fahrwagen Endlage sichern Quetschen Sto en 2x Medien Tischabsaugung anstecken Harting Druckluftstecker elektrische Gef hrdung Hebel der Kopplung ffnen Koppelsystem Sto en Quetschen Tabelle 2 Systemgrenzen der Wechseltische im IST Zustand Sto en Quetschen Schneidtisch Fahrwagen Quetschen Sto en Schneidtisch Fahrwagen Quetschen Sto en Schneidtisch Fahrwagen Sto en Bearbeitungsfolge Quetschen S
84. ieser ist abh ngig von den Lieferzeiten der einzelnen Kaufteile Als Vorgang steht im Plan Fertigung der Halterungen f r Stufe 1 Darin enthalten sind alle Anbauteile f r die Federleitungstrommel wozu alle Einzelteile der Baugruppe zwei geh ren Alle darin aufgef hrten Komponenten stellen den Gro teil der zu fertigenden Einzelteile dar Weitere notwendige Teile aus Baugruppe 3 sind lediglich vorzubereiten und w hrend der Montage an die Gegebenheiten anzupas sen Der Fertigungsablauf gestaltet sich durch die Herstellung der Teile in unten auf gef hrter Reihenfolge e frasen der Flanschplatte Pos 2 5 e lasern und kanten des Trommelhaltewinkel Pos 2 2 e drehen der Umlenkrolle Pos 2 9 e drehen des Lagerbolzens Pos 2 10 herstellen durch lasern des Anschlussblechs Umlenkrolle Pos 2 11 2 1 Federleitungstrommel 2 2 Trommelhaltevvinkel 27 I 2 St ck 2 3 Schrauben M12 x 25 2 5 Flanschplatte Stunden I 2 St ck 2 4 Scheiben A13 2 6 Schrauben M10 x 40 2 9 Umlenkrolle 70 2 St ck 2 7 Scheiben A10 5 2 10 Lagerbolzen t 77 2 St ck 2 8 Muttern M10 2 11 Anschlussblech 3 Stunden Umlenkrolle 2 St ck 4 VVochen gt o o 2 E u x N Abbildung 20 Fertigungsablauf Einzelteile Baugruppe Position 2 eigene Darstellung
85. ig zur Schneidtischr ckwand abschlie t fehlt die Schienenf hrung f r die Umlenkrolle Als L sung muss deshalb der Auffahrbock seitlich versetzt werden und eine F h rungsnut zur sicheren Kabelablage in den Boden gefr st werden Bei Versetzung des Prallbocks muss dementsprechend auch der Gummipuffer am Fahrwagen in seiner Position ver ndert werden Dazu ist eine Orientierung an den vorhandenen Halteble chen mit Erg nzung von zwei Stegblechen als L sung vorstellbar Die Fertigung die ser Teile und der Herstellaufwand der Nut fehlen im Planungsumfang der Montage und der Fertigung Die sichere Kabelablage bedingt auch einen sauberen Schienenzwischenraum Da w hrend der Plasmabearbeitung Schlackereste anfallen die sich zusammen mit an deren Verunreinigungen in der Schienennut ansammeln kann das Kabel w hrend des Abrollens besch digt werden Deshalb ist bei der Montage der Umlenkrolle direkt davor eine Schienenreinigungsb rste anzubringen Der Anbau der B rste ist an der Position der Gummipuffer m glich Dort befindet sich momentan schon ein solches Reinigungssystem F r den Zweck einen sauberen Schienenzwischenraum zu ge w hrleisten ist das jedoch zu ver ndern Die B rsten m ssen verl ngert werden um bis in den Freiraum der Schienen hineinreichen zu k nnen Die derzeitige starre Hal terung der B rsten ist durch eine flexible die Unebenheiten der Fahrbahn ausglei chende Aufnahme zu tauschen Da bereits ein Schienenreinigung
86. im Fahren in die Endlage wird so die Fahrbewegung gestoppt An gleicher Position angebracht sind B rsten zur Reinigung des Schienen stranges siehe Abbildung 4 2 2 Betriebsdaten In vorhergehenden Untersuchungen wurde die Thematik hinsichtlich des Ist Zu standes der Anlage bearbeitet In diesen Vorbetrachtungen wurde die Schubkraft ermittelt und eine Bestandsaufnahme des Fahrbahnzustandes durchgef hrt Die Messung der erforderlichen Schubkraft zur Beschleunigung des Tisches ergab zun chst eine Abweichung der Kr fte beim Bewegen des linken und rechten Ti sches Der sich mit Blick aus der Anlage rechts befindliche Tisch nachfolgend Tisch 1 genannt l sst sich leichter schieben als der linke nachfolgend Tisch 2 genannt Es ergaben sich f r den Anschubvorgang im Mittel Kr fte von 812N links und 594N rechts Die Mittelwerte sind aus den um 10N nach oben korrigierten Messwerten her vorgegangen Denn das verwendete Messger t Almemo 2390 8 der Firma Ahlborn besitzt eine Messungenauigkeit von 0 5 vom Messbereichsendwert Dieser liegt f r den verwendeten Kraftaufnehmer Typ K 1613 bei 2000N Die Durchf hrungs anordnung und das f r den Versuch erstellte Messprotokoll ist im Anhang 1 zu fin den Mit den gemittelten und korrigierten Messwerten wurde f r eine Antriebsauslegung der vorherrschende Fahrwiderstand ermittelt Um die Tische im momentanen Zu stand mit den unterschiedlichen Kr ften sicher antreiben zu k nnen wurde dabe
87. in vertikaler Richtung montiert welches wiederum den 6 achsigen In dustrieroboter ROMAT 350 tr gt Der Anbieter von Schwei und Robotertechnik CLOOS hat das Portal mit seinen Anbauteilen so steif wie nur m glich ausgelegt um die gew nschte L ngsschnitt Toleranz von 1mm einzuhalten Je nach zu bearbei tendem Material und Bauteil sind in der laufenden Fertigung sogar Toleranzen von 0 7mm erreichbar Abbildung 1 3D Plasmaschneiden von Beh lterb den Firmenfoto AMS Technology GmbH Am Roboterarm ist der Plasmabrenner mit einer Aluminiumhalterung befestigt An der Halterung befindet sich seitlich der pneumatisch schwenkbare taktile Taststift Bevor ein Schneidprogramm abgearbeitet wird ben tigt die Robotersteuerung die genaue Form und Lage des Werkst cks auf dem Schneidtisch Deshalb wird ein Messvorgang mit dem Taststift durchgef hrt Dabei wird der Stift ausgeklappt vor gegebene Punkte werden angefahren und als Ist Position abgespeichert Die Steuerung des Brenners und die Schneidtechnologie stammen von der Firma Kiellberg ber ein Schlauchpaket werden dem Brenner die Medien f r den Schneid vorgang zugef hrt Medien sind das Plasmagas sowie der Z nd und Schneidstrom zur Z ndung und Aufrechterhaltung des Lichtbogens Sauerstoff Wasserstoff Was serstoffgemisch mit 95 N2 und 5 H2 Argon verdichtete Druckluft oder Stickstoff sind Schneidgase welche nach dem zu schneidenden Werkstoff ausgew hlt werden Der Lichtbogen
88. ition f r die Gesch ftsleitung nicht Schlie lich endete eine weitere Zusammen kunft zur Kl rung des Budgets mit dem Ansatz die gesamte Antriebskonstruktion noch einmal neu zu bewerten und m gliche Alternativen zu testen 53 Kosten bersicht Vorkalkulation Abschlu kalkulation vor Budgetfreigabe 17 169 we Abbildung 21 Vergleich Vorkalkulation Abschlusskalkulation eigene Darstellung 54 6 HAhntriebsproiektstand 6 1 Problem Budgetfreigabe neue Gedanken Gegenw rtig steht das Antriebsprojekt an dem Punkt der Freigabe eines Budgets um die ersten Bestellungen beispielsweise f r die Antriebsmotoren ausl sen zu k n nen Da eine Freigabe jedoch nicht erfolgt ist hier im Moment ein Stillstand eingetre ten Neue Aufgabe um den Zustand am Wechseltischsystem zu verbessern ist trotz der ausgearbeiteten Antriebskonstruktion demnach die Suche nach alternativen L sungen Durch die Bewertung der Zentralantriebsl sung mit gut im technischen und wirtschaftlichen Bereich wurde die bisherige L sung vollst ndig ausgearbeitet so dass nun jederzeit eine vollst ndige Umsetzung erfolgen kann Die Fertigungspapie re liegen komplett vor die Materialmengen und Komponenten sind innerhalb der St cklisten erfasst und anhand des Projektablaufplanes ist der Bau des angetriebe nen Wechseltischsystem zeitlich eingeordnet und festgelegt Im Kapitel 5 3 wurde schon angemerkt dass insgesamt sehr hohe
89. ittel Richtscheit 2m Wasserwaage 1m Schienen legen eg links Fahrbahn rechts Hochpunkte 7 Hodhpunkte Niveau Niveau steigend alle Stellen Schienenkopf ist immer h chster Punkt im Bereich von 300mm links und rechts der lt l i ber die ganze Pr fung in Fahrbahnl nge ist Fahrtrichtung der Schienenkopf Tiefpunkte Niveau Waage in der Senke ab Rolltor gleiche H he bis Fahrbahnende Niveau VVaage 0 12700mm h chster Punkt H he Rolltor Niveau Waage Pr fung quer zur Fahrbahn eigene Darstellung Anderung an einer Maschine Frageschema Anhang 3 Liegt eine vvesentliche Anderung an einer Maschine vor Gefahrdungsanalyse Entstehen neue Gefahrdungen durch die Ver nderung bzw Risikoerh hung Sicherheitsniveau weiterhin ausreichend Sicherer Zustand durch einfache trennende Schutzeinrichtung herstellbar Keine wesentliche Ver nderung Sind Personensch den mit irreversiblen Folgen oder erhebliche Sachsch den auszuschlie en Eintrittswahrscheinlichkeit hoch Es handelt sich um eine wesentliche nderung eigene Darstellung in Anlehnung an Siemens AG Funktionale Sicherheit von Ma schinen und Anlagen Drehmomentberechnung in der Beschleunigungsphase Anhang 4 Formeln zur Beschleunigungsmomentberechnung Vi be a Formel 6 Beschleunigungszeit 1 a ti
90. l lq v pol 1 M ISS DIEN S gewsnesuspeyss unisysueyasi weIs sIseH ui ls s 1 1 ll nuEui ul sAsuosn su M u g llu s un ddoy l q H ul ddoy uosnpi uu5s Bunqi iu5s g HeEsq ll q q u qi ddoy uesq ll g Bunj slunag as jeueoyIsi H in Anlehnung an Armin Bojahr Risikoanalyse und bewertung nach der Maschinenrichtlinie Anhang 20 Risikoanalyse elektrischer Antrieb Blatt 1 3 ys alsqusds syfeyosuueuno M r s qu rp q w 1u ul l sBunydweq ualyoeaq va 1 0915115 va ror OYISU SOH Jsyeyosuuewjo M r l qu r q uu 1u uu va 1 015115 ll meg Bun uugusjun Yep uonelosi yo Bgwun yaos ppeld 3 yayu ayos yemun q u l s g Byney v M M ul g Jap Sun ul g usyos 2 EU SJUEYYOSI Wu Nejuoyusuos1ad uagewpeild u s lun u u5s nO u ll 1 u p ireisnesn qiy suyo S nz H A agoe A yeisnesi qiy pwu B nzy H A reqil u Al u peyossy ypuns 9 s pu qi lq Jee lll u peuossl upuns p s
91. l 5 Maximale statische Ak tionskr fte Werte DIN EN 349 2008 09 Sicherheit von Maschinen Mindestabst nde zur Vermeidung des Quetschens von K rperteilen DIN 5480 2 2006 05 Passverzahnungen mit Evolventenflanken und Bezugsdurch messer Teil 2 Nennma e und Pr fma e DIN 15170 1987 03 Flurf rderzeuge Anh ngekupplungen Anschlussma e An forderungen Pr fungen DIN EN ISO 12100 1 2011 03 Sicherheit von Maschinen Allgemeine Gestaltungs leits tze Risikobeurteilung und Risikominderung EN ISO 13849 1 2006 Safety of machinery Safety related parts of control systems Part 1 General principles for design Euchner GmbH amp Co KG Katalog Handbedienger te Handr der 2012 Europa Verlag Tabellenbuch Metall 55 Auflage 2011 Siemens AG Patrick Gehlen Funktionale Sicherhe it von Maschinen und Anlagen 2 Auflage Berlin M nchen 2010 Springer Verlag Alfred Neud rfer Konstruieren sicherheitsgerechte Produkte 4 Auflage Berlin Heidelberg 2011 VDE Verlag Friedrich Wilhelm Garbrecht Joachim Sch fer Das 1 x 1 der An triebsauslegung Wegweiser f r Anf nger und Profis 1994 60 VDI Richtlinien Konstruktionsmethodik Technisch wirtschaftliches Konstruieren Blatt3 Technisch wirtschaftliche Bewertung Ausschuss Technisch wirtschaftliches Konstruieren VDI 2225 November 1998 Umwelttechnik Bojahr Armin Bojahr Risikoanalyse und bewertung nach der Ma schinenrichtlinie Berg
92. lehnung an Armin Bojahr Risikoanalyse und bewertung nach der Maschinenrichtlinie Es ist zu sehen dass nicht alle ausgew hlten Schutzma nahmen ihr Ziel erreicht haben Die Restrisiken der Gefahren 3 3 2 und 5 k nnen nach wie vor nicht akzep tiert werden F r die Ausarbeitung der Sicherheit sind diese zu ber cksichtigen um im Bereich unterhalb des nicht tolerierbaren Risikos eingestuft werden zu k nnen Alle anderen sind durch die haupts chliche Ver nderung der Verwendung eines e lektrisch gesteuerten Antriebs im Mitg ngerbetrieb in die Zone unterhalb der Akzep tanzgrenze gerutscht Aus den Ergebnissen der Risikoanalyse folgt das Konzept f r die Sicherheit im n chsten Gliederungspunkt 44 4 2 3 Sicherheitskonzept Zun chst ist zu sagen dass die analysierten Gefahren zum gro en Teil auch f r das geplante angetriebene Tischsystem gelten werden Die ermittelten Schutzma nah men sind deshalb insgesamt auch f r die Sicherheit der Antriebskonstruktion aus schlaggebend Wichtigster Punkt ist dabei die Verwendung eines Totmannschalters zur Steuerung der Tische Durch die Verbindung des Bedienger ts mit dem Schneid tisch ber eine Spiralleitung mit Harting Stecker sind die Gefahrenbereiche w h rend der Verfahrbewegung nicht mehr frei zug nglich Der Steuerungsplan sieht vor das Bedienkabel im hinteren Bereich in der N he der Schaltschr nke anzubringen Dabei muss die L nge des Kabels so kurz sein dass der Bereich ne
93. leichen Zeitpunkt eine Woche Zeit f r das Anbringen der Federleitungstrommel und den anderen elektrischen Kompo nenten Dann kann sich sofort die zweite Stufe der Montage anschlie en das Montieren der mechanischen Baugruppen bei aufgebocktem Tisch Vorraussetzung daf r ist je doch dass die Arbeiten im ersten Punkt abgeschlossen sind So muss auch die Lie ferzeit der anderen Bauteile neben den Leitungstrommeln beachtet werden Die Sensoren und Schalter sollten vor dem Eintreffen der Antriebselemente angeliefert und vollst ndig montiert sein Doch darin besteht das Problem denn die N herungs schalter und Schaltk sten sind in der Ausr stung der Automatisierungsfirma enthal ten Hier liegt eine Lieferzeit von 8 Wochen vor Der Plan ndert sich damit insoweit dass durch technische Kl rung mit dem Anbieter abgesprochen wird welche Schal ter und Schaltk sten verwendet werden Mit den Angaben kann der erste Montage punkt dann mit der Vorbereitung aller Halterungen f r die Schalter und Anbauteile abgeschlossen werden Erst jetzt ist f r den Start des Vorgangs zweite Montagestufe die Vorraussetzung gegeben Der zeitliche Bedarf daf r muss vorab ermittelt werden Dadurch kann ein gesch tzt werden in welchem Ma e der nachfolgende Vorgang beeinflusst wird Sind die acht Wochen Lieferzeit f r die Steuerungsanlieferung schon vorbei und der zwei te Vorgang ist noch nicht beendet ger t das Projekt in Verzug Ist der Liefertermin noch
94. leitungstrommel Zeit 2Ma 2Stunden 3 Haltevvinkel der Naherungs Pr fen der Radblockausrich Einbau der Not Halt E schalter anschrauben tung Achsen fluchtend Taster o H Zeit 1MA 1 Stunde Zeit 2MA 1Stunde Zeit 1MA 1Stunde s Umlenkrollenhalter Rolle Drehmomenist tze an Radauf Verkabeln aller Senso montieren nahme montieren ren mit Schaltkasten Zeit 1MA 1 Stunde Zeit 1MA 2Stunden Zeit 2MA 4Stunden Schienenreinigungsb rsten Steckvvelle in Getriebemotor Verkabeln der Not Halt montieren einziehen Motor anbauen Taster zu Schaltkasten Zeit 1MA 1 Stunde Zeit 1MA 1Stunde 2MA 1Std Zeit 1MA 2Stunde Schaltkastenhalterung Verbindungswelle montieren Netzanschluss herstel anbringen Kupplung aufstecken len Zeit 1MA 1 5 Stunden Zeit 2MA 1Stunde Zeit 2MA 2Stunde 1096 Anpassungszeit 1096 Anpassungszeit 1096 Anpassungszeit Zeit 1 Stunde Zeit 1 Stunde Zeit 1 5 Stunden Gesamtzeit 8h x 2 Gesamtzeit 13h x 2 Gesamtzeit 14 5h x2 Tabelle 4 Inhalte der Montagestufen eigene Darstellung 36 Montageablaufplan in Abhangigkeit der Lieferzeiten c o lt CH o 5 s 5 o N Bestellung Bestellung Leitungstrommeln Steuerung Fertigung der Halterungen f r Stufe 1 Bestellung Getriebemotoren technische Kl rung Wareneingang Montage Montage Leitungstrommeln Stufe 1 Stufe 1 Tisch 1 Tisch 2 aufbocken aufbocken 2
95. llt werden Anhand derer kann im Fertigungsablauf berpr ft werden ob alle Materialien Bauteile und auch Kaufteile gefertigt sind und f r die sp tere Montage zur Verf gung stehen Die mechanischen Baugruppen der Konstruktion bestehen aus 3 Hauptkategorien Das sind der Antriebsstrang mit den Radbl cken und Wellen die Energiezuf hrung mit den Halterungen f r die Federleitungstrommel und die elektrische Steuerung mit den Schaltk sten Der Antriebsstrang besteht aus den Radbl cken und dem Getriebemotor mit den zu geh rigen Wellen vgl Abbildung 6 Die Verbindungswelle die Motorsteckwelle die starre Kupplung und s mtliche Sicherungsmittel wie Scheiben und Sicherungsringe sind Lieferbestandteil des Motorenanbieters Eine ebenfalls dazugeh rige Kompo nente ist das Drehmomentst tzenset Dies beinhaltet eine an der Radaufnahme an zuschraubende Halterung und eine lange Schraube mit zwei D mpfungselementen Die Schraube hat dabei die Funktion den Motor ber eine am Geh use angegossene Lasche zu halten Beim Anfahren der Tische wird dann der Bewegungsdrang des Motors in Antriebswellendrehrichtung durch die D mpfer gebremst Die Radbl cke sind Kaufteile Davon werden lediglich die Laufr der ben tigt Der Anbieter Demag hat jedoch im Zuge einer g nstigeren Preisgestaltung die komplet ten Radbl cke angeboten So kann innerhalb des Montagevorgangs entschieden werden ob die gesamten Radbl cke getauscht werden oder nur die Laufr der
96. mbH geh ren bereichert die AMS mit dem Edelstahl Apparatebau das Produktspektrum der Gruppe Die 80 Mitarbeiter fertigen am Standort komplexe Schwei baugruppen Druckbeh lter Lagertanks R hrbeh l ter und Apparate aus korrosionsbest ndigem Edelstahl f r die verschiedensten In dustriezweige wie z B der chemischen pharmazeutischen Kosmetik und Lebensmittelindustrie Das Unternehmen gliedert sich ausgehend vom Gesch ftsf hrer Dr Ing Uwe Land mann in zwei Bereiche mit je einem Betriebsleiter auf Zum einen der Bereich mit den Abteilungen technischer Vertrieb Fertigung und Lehrwerkstatt sowie die Konstrukti on Arbeitsvorbereitung und der Einkauf im zweiten Bereich Hinzukommen noch die Qualit tssicherung und ein Schwei ingenieur welcher das Bindeglied zwischen den beiden Bereichen ist Die QS ist ein direkt der Gesch ftsleitung unterstelltes Organ zur Kontrolle der gesamten Fertigung w hrend des Auftragsablaufes Eine Auftragsbearbeitung des typischen Produkts von AMS der Beh lter gestaltet sich folgenderma en Nach Abgabe eines im Vertrieb erstellten Angebots an einen Kunden und anschlie Bendem Auftragseingang erfolgt die Konstruktionsarbeit Es werden abh ngig vom Beh lter Druck und Lastwechselberechnungen sowie FEM Analysen durchgef hrt Daraufhin werden Entw rfe angefertigt und nach Kl rung aller technischen Forde rungen sind Fertigungszeichnungen und St cklisten zu erstellen Nachfolgend erar beitet die
97. men Weitere St rquellen die sich im Einfahrbereich der Schneidtische befinden sind durch die ge nderte Position der Bedienung ebenfalls mit beseitigt Dazu geh ren der Auf prallbock und die Masseschalter der Plasmaschneidtische als Stolper und Sto ge fahr Die Deklarierung des Raumes in denen sich die Wechseltische bewegen als Sperr bereich ist vor allem als Schutz von unbeteiligten Personen zu sehen In der neuerli chen Analyse zeigt sich aber dass die Einstufung des Risikos nach wie vor gleich bleibt Gef hrdungspunkt 2 2 2 Quetschen im Bereich zwischen den Tischen Oh ne Schutzma nahme liegt das Risiko bei Il B und mit Schutz bei Il D Es ver ndert sich nur die Wahrscheinlichkeit f r das Eintreten einer Verletzung Die kann nicht als praktisch unm glich Stufe E eingestuft werden Denn eine Zutrittskontrolle des Sperrbereichs ber Lichtschranken in Verbindung mit einer Antriebsnotabschaltung ist nicht eingeplant Das Restrisiko liegt demnach au erhalb der Akzeptanzgrenze 48 Eine Tolerierung des Restrisikos ist nur mit der Bedingung einer strikten Betriebsan weisung m glich So kann die Grenze oberhalb des Feldes Il D gezogen werden siehe Abbildung 19 Mit diesem Schritt befinden sind alle am System anzutreffen den Risiken durch die Schutzma nahmen im Akzeptanzbereich Die Betriebsanweisung im Anhang 23 wurde durch die Fachkraft f r Arbeitssicherheit der Firma AMS in Abstimmung mit dem Konstruktionsprozess
98. n mit voller Ge schwindigkeit bis zum Loslassen der Taste 52 Die nun neu entstandenen Rahmenbedingungen vvurden zur Aufgabenstellung f r die Automatisierungsfirma ein ge ndertes Angebot zu erstellen Damit konnten alle bisher erarbeiteten Kostenpunkte mit dem neuen Angebot noch einmal zusammen gefasst werden Bewusst wurde erst nach der Erarbeitung des gesamten Fertigungsablaufes die Kos tenzusammenfassung erstellt welche im Anhang 25 als Tabelle vorliegt Dadurch war es m glich den gesamten im Vorfeld erfassbaren Arbeitsaufwand in die Kosten mit aufzunehmen Ermittelte Probleme und dadurch erfasste nderungen in der Kon struktion konnten so ebenfalls mit ber cksichtigt werden Beteiligt an den Gesamt kosten des Antriebsprojekts sind die Bereiche des Einkaufs mit der Beschaffung der n tigen Materialmengen die Fertigung mit der Herstellung der Einzelteile die Mon tage und abschlie end die Installation und Inbetriebnahme der Steuerungstechnik inklusive aller Sicherheitseinrichtungen F r den Materialbedarf kommen insgesamt 5800 Euro zusammen Ber cksichtigt wurden dabei die Antriebskomponenten mit den Motoren Wellen und R dern Das abschlie ende Angebot des Motorenherstellers mit der Zusammenfassung als Paket preis reduzierte die Kosten noch einmal Alle anderen Komponenten wie die Ener giezuf hrung sind zur Kostenvorkalkulation gleich geblieben vgl Abbildung 21 Die mechanischen Montagekosten entsprechen alle der Vo
99. n sind erfolgt die Komplet tierung im Beh lterbau Anschlie end wird der Beh lter f r den LKW oder Seetransport verpackt und ver sandt Ist eine Inbetriebnahme und Endmontage am jeweiligen Produktionsstandort in der Bestellung vertraglich vereinbart erfolgt diese abschlie end Darin enthalten sind das Aufstellen des Beh lters vor Ort das Anbringen der f r den Transport de montierten Anbauteile z B Gel nder R hrwerk Leitern oder Ventile das An schlie en der Rohrleitungen und eine Funktions und Dichtigkeitspr fung zum Schluss 1 2 Abriss Plasmaschneiden bei AMS Im Beh lterbau nehmen die Schwei arbeiten im Fertigungsprozess den Hauptanteil ein Bevor jedoch die gerundeten Mantelsch sse mit dem Boden verschwei t oder Stutzen und Mannl cher eingeschwei t werden ist eine exakte Schwei naht vorbereitung erforderlich Vorbereitung der Schwei naht bedeutet ein Anfasen der zu verschwei enden Blechst e f r die gew nschte Nahtform Zum Beispiel m ssen bei einer V Naht die Blechst e mit einer 30 Fase versehen werden damit sich eine V Fuge von 60 ergibt Dies erfolgt in der Abteilung Zuschnitt In diese Abteilung ist das Plasmaschneiden als eigenst ndiger Fertigungsbereich eingegliedert Zum Aufgabengebiet geh ren das Zuschneiden von Blechen mit schneidbaren Blechdicken von 0 5 50mm und der dreidimensionale Zuschnitt an Beh lterb den oder kompletten Beh lterm nteln Beim Ausbrennen der L cher und f
100. ndige Kraft noch nicht bekannt ist Ein weiterer Punkt liegt in einer m glichen St rung der Fahrt Sobald der Bediener innerhalb des Bewegungsvorgangs nur kurz inneh lt z B wegen des Zurufs durch einen Kollegen wird die Geschwindigkeit derart verlangsamt dass der tonnenschwe re Tisch zum Stillstand kommt Infolge ist ein erneutes Anschieben des Tisches n tig und der mit hohem Kraftaufwand verbundene Startprozess beginnt von vorn Es er h ht sich also die Anzahl der Fahrbewegungen pro Arbeitstag bei St rungen im Ab lauf Dass bei st ndigem Anschieben und Abbremsen eine erh hte Erm dung auftritt ist nachvollziehbar So kann es dazu kommen dass der anf nglich machbare Anschubvorgang nicht mehr realisiert werden kann Erst nach einer Erholphase ist ein Bewegen erneut m glich Ein Beispiel soll die Kraftanstrengung erl utern Durchschnittliche Pkw Kleinwagen haben ein Gewicht von ca 1200kg Um den Wagen ohne Motor ebenerdig zu bewe gen ist gen gend Anschubschwung n tig Die Anstrengung dabei ist f r jeden vor stellbar oder im Selbstversuch nachzuvollziehen Dem Gewicht des Pkw steht das Schneidtischgewicht von 6000kg gegen ber Somit ist die Anstrengung trotz einer anderen Rad Fahrbahnpaarung Guss Stahl zu Gummi Asphalt ungleich h her Man erkennt die Schwierigkeit der Aufgabe anhand der zu bewegenden Mas sen Die Berechnung nach Formel 1 liefert die entsprechenden Kraftwerte f r die Rollrei bung am Ra
101. ng pr fen auf Nachlauf des Gespanns und sicheren Halt sc Blick von vorn rechts kaum gut problemloser Zeit ohne Last machbar machbar Betrieb in sek Bemerkungen en Lal Fahren Ziehen Nenngeschwindigkeit en Sch chwi Fahr ieben Nenngeschwindigkeit ber runterregeln der Ge oea x VE Nachlauf vorhanden Bremsen NotStopp X ca 20cm Anhalteweg 2 Gesamtfahrzeit 10m 20 manuell 50 sek 1Person sc Blick von vorn links kaum gut problemloser ohne Last machbar machbar Betrieb Bemerkungen x BE ber runterregeln der Ge schwindigkeit motorisch Nachlauf vorhanden ca 20cm Anhalteweg E o manuell 50 sek 1Person gekoppelter Betrieb eit ohne Last i in sek Bemerkungen Schlupf am Antriebsrad langsames Anfahren OK Zi einmal angefahren ist eschvvindigkeit Bevvegung kein Problem gt S 5 8 5 N o 5 2 5 a o ngeschvvindigkeit Bevvegung kein Problem ber runterregeln der Ge Bremsweg Anhalteweg 40cm durch Nachlauf manuell nur durch 2Pers ST 13 o o 818 lt 2 d eigene Darstellung technische Daten Zugger t Anhang 27 Zugfahrzeugdaten Auszug aus Herstellerdatenblatt YALE nach VDI 2198 Hersteller Typ YALE MS 12 3220 Antrieb Elektro 2 Bedienung Mitg ngerbetrieb 2 Tragf higkeit Last kg 12
102. nge r tes in der N he der Schaltk sten unwirksam um die Quetschgefahr zu vermeiden 46 Risikobeurteilung Bestimmung der Genzen der Maschine Maschine angetriebenes Wechseltischsystem Bestimmungsgem e Verwendung Verwendungsgrenzen Das Wechseltischsystem ist ausschlie lich zum aufnehmen von Blechen Beh lterb den Rohren und anderen f r den Plasmazuschnitt geeigneten Werkst cken zu verwenden Die Tische sind nicht als Lagerplatz Auflagebock oder Transportger t vorgesehen Die auf dem Schienensystem durch Spurkranzrollen gelagerten Tische sind zum wechselseitigen Verfahren ausgelegt W hrend der Bearbeitung eines Werkst cks innerhalb der Maschinenhalle kann der andere einzeln ausgefahrenen Tisch best ckt werden Ein gekoppelter Betrieb ist durch das Schlie en eines Hebels an der Vorderseite der Tische m glich W hrend der Verfahrbewegung ist das Rolltor der Maschinenanlage offen zu halten R umliche Grenzen Systeme sowie die Einfl sse welche die Systemgrenzen berschreiten sind auf der folgenden Zeichnung eingezeichnet Zeitliche Grenzen Lebensdauer der Maschine 30 Jahre zu erwartende Lebensdauer ca 8 Jahre ca 100000 Lastspiele 16 Tag 25 Jahre ca 100000 Lastspiele 16 Tag 25 Jahre Lebensphasen Betroffene Personen Betriebsarten _ Anwender Drittel Mechaniker Elektriker Transporteur Entsorge nb x x Einsatz Gebraun x xa Noma x x LL Produktonsstoung x
103. nsituation die Zustimmtaste voll st ndig durchgedr ckt wird werden die Antriebe sofort abgeschaltet und ein Not Halt tritt ein Die Steuerung soll dabei den Tisch ber den FU innerhalb k rzester Zeit run terbremsen Ist dies erfolgt und die Drehzahl der Motorwelle gegen null reduziert f llt die mechanische Bremse der Motoren ein und sichert die Not Stopp Position Durch die 3 stufige Ausf hrung wird ein unerwarteter Anlauf der Anlage verhindert Befindet sich der Schalter in Stufe 3 wird w hrend des Loslassens und Erreichen von Stufe 1 kein Steuersignal an die Motoren geschickt vgl Abbildung 11 Denn innerhalb der Bet tigung des Tasters von der ersten auf die zweite Stufe wurden die Schliesserkontakte der elektrischen Schaltung geschlossen und durch die panikarti ge Bet tigung sofort zur ckgesetzt Die Kontakte bleiben ge ffnet bis der Schalter erneut von Stellung 1 zu 2 gedr ckt wird Der Hersteller Euchner des links zu sehenden Bedienger tes hat den beschriebenen Funktionsablauf entwickelt und patentieren lassen Mithilfe dieser Funktionsweise wird ein unervvarteter Anlauf der Motoren nach dem Not Halt verhindert Stufe 1 Stufe 2 Stufe 3 unbetatigt Druckpunkti durchpedriekt Zustimmung 1 1 1 2 z lin a Abbildung 11 Handterminal Euchner Bet tigungsstufen des Zustimmschalters Euchner GmbH Katalog Handbedienger te Als zus tzlichen Sicherheitsfaktor bekommt das Handterminal HBA noch einen
104. nverbindung die beiden hinteren R der des Wagens antreiben Diese wird im Folgenden so weit ausgearbeitet dass eine Umsetzung der L sung jederzeit problemlos beginnen kann In der derzeitigen Bedienung des Tischsystems ist der Sicherheitsaspekt wenig be r cksichtigt Durch den manuellen Betrieb sind die Fahr und Bremsvorg nge stark abh ngig vom Bediener Das hei t in einer Gefahrensituation ist der Tisch aus schlie lich durch die Muskelkraft zum Stehen zu bringen Etwaige Kollisionen sind so stets nur durch die Umsicht und Vorsicht der Mitarbeiter zu verhindern Unter diesem Aspekt besteht auch der Anspruch dieser Arbeit die Sicherheit innerhalb des R st prozesses am Wechseltischsystem entscheidend zu verbessern Deshalb wird eine Sicherheitsbetrachtung des vorhandenen und des geplanten Systems durchgef hrt Anhand dessen ergeben sich abschlie ende Konstruktionsdetails Die Konstruktion wird vollst ndig erl utert inklusive eines Montage und Projektplans Anschlie end erfolgt eine Aufstellung aller zu erwartenden Kosten Im Abschluss wird der derzeiti ge Projektstand mit einem Ausblick dargelegt Dabei wird der erarbeitete Inhalt der Arbeit noch einmal reflektiert und f r die folgenden Schritte berdacht 2 Grundlagen f r die Antriebskonstruktion 2 1 Abmessungen des Tischsystems Der Aufbau des Systems ist durch die Verlegung zweier Schienenstrainge gekenn zeichnet auf dem die beiden Tische getrennt voneinander verschiebb
105. nzelradantrieb Eine Differenzierung in den Varianten wurde durch zwei verschiedene Geschwindig keiten und der Anzahl der Motoren getroffen Beim Einzelradantrieb wird pro Rad ein Motor angebracht der Zentralantrieb ben tigt nur einen Motor f r den Antrieb beider R der Die beiden betrachteten Geschwindigkeiten waren 5m min und 10m min Gr nde f r die hohen Kosten des formal g nstiger vermuteten Zentralantriebs sind in den speziellen Randbedingungen des Wechseltischsystems zu finden Die Radbl cke haben ein Nabenprofil mit 45er Evolventenverzahnung Ein passender Getrie bemotor hat hingegen nur ein Zahnprofil mit 35mm Durchmesser Der gr ere Getriebemotor mit f r die Radnaben passender Welle kann durch seine negative Bo denfreiheit von 10mm nicht verwendet werden So entstehen f r die L sung extra Kosten f r den Austausch der R der von Nabenprofil 45 x 2 x 21 x 7H auf 35 x 2 x 16 x 7H nach DIN 5480 Dieser Austausch erh ht auch den Montageaufwand was weitere Kosten verursacht Dass der Zentralantrieb trotz h herer Kosten zum Favorit erkl rt wurde ist in einem technischen und wirtschaftlichen Vergleich begr ndet In diesem wurde der techni sche und wirtschaftliche Nutzen der Varianten miteinander verglichen siehe Anhang 7 8 Dabei wurden f r die verschiedenen Kriterien Punkte von 0 f r unbefriedigend bis 4 f r sehr gut vergeben Das Bewertungssystem entstammt der VDI Richtlinie 2225 Anhand dessen wurden technische un
106. oben und dem Not Halt Bremsweg minus 2mm Vorspannung ergibt 418mm Montageab stand des Bet tigers zum Prallbock Abschlie ende Komponenten f r die Antriebssteuerung sind je Wechseltisch zwei Initiatoren zur Abfrage der angesteckten Medien Druckluft und Strom von der Tisch absaugung sowie ein Abfrageschalter zur berwachung der mechanischen Kopp lung Hebel geschlossen ge ffnet F r die insgesamt f nf Abfragen werden induktive N herungsschalter verwendet Wichtig ist die Medien berwachung um zu verhindern dass ein Ausfahren der Tische erfolgt ohne diese abgesteckt zu haben Eine Zerst rung der Anschl sse und Leitungen w re die Folge Die berwachung der Kopplung hat folgenden Hintergrund Bedingung in der An wendung des Tischsystems ist die M glichkeit des gemeinsamen Aus und Einfah rens beider Tische Dazu soll zun chst sichergestellt werden dass sich beide Tische auf gleicher H he befinden Zum einen realisiert das der Verriegelungshebel an der Vorderseite der Tische Denn nur wenn beide Tische fluchten ist der Hebel umschwenkbar So ist es 2 ber Zwangsbedingungen im Steuerungsablauf m glich das Herausfahren im Koppelbetrieb nur zu erm glichen wenn davor alle sich inner halb der Anlage befindlichen Tischendschalter bet tigt sind Wichtiger ist jedoch die Abfrage an der Kopplung Denn au erhalb der Anlage existiert nur Endschalter 1 f r die Notabschaltung Bei einer Position der Tische zwischen den Endlagen ist es
107. orderung in der Maschinenrichtlinie Abschnitt 3 3 4 Verfahren mitg ngergef hrter Maschinen Welche Zugger te kommen f r die Anwendung in Frage In die engere Auswahl kam nach n herer Betrachtung ein deichselgef hrter Elektro Gabelhubwagen In der Be dienung hneln diese Ger te dem f r die Zentralantriebskonstruktion erarbeiteten Steuerungskonzept An der Deichsel angebracht ist der Fahrschalter Dieser l sst sich einmal nach vorn kippen und nach hinten so wird die Bewegungsrichtung ge steuert Sobald der Schalter unbet tigt bleibt stoppt auch das Fahrzeug Eine weite re Sicherheitsfunktion steckt in der Deichsel selber Bei zu schnellem Anfahren und gleichzeitigem Stehen bleiben des Bedieners wird die Deichsel in die Waagerechte gezogen und ein Schalter wird bet tigt welcher die Antriebe sofort stillsetzt Gleiches passiert bei einer R ckw rtsbewegung in Richtung des Fahrers in vertikaler Stellung der Deichsel So werden m gliche Gefahren wie beispielsweise die Kollision mit drit ten Personen oder das eigene Umfahren ausgeschlossen Unterst tzend wirkt dabei der an der Front der Deichsel angebrachte Druckschalter Seine Wirkung ist das Umschalten der Fahrtrichtung bei Bet tigung Damit wird im Falle einer Kollision mit dem Ger t der Antrieb sofort in seiner Drehrichtung umgekehrt und das Fahrzeug bewegt sich vom Bediener weg Die kurze Beschreibung der Funktionsweise zeigt den Vorteil des externen Antriebs systems denn die
108. r erforderlichen 2 Messung der erforderlichen Schubkraft f r die auf Schienen Schubkraft f r ein kontinuierliches verfahrbaren Schneidtische der Schieben des Schneidtisches Plasmaschneidanlage Messger t Hersteller AHLBORN Mess und Regelungstechnik GmbH Bezeichnung ALMEMO 2390 8 Typ des Kraftauf K 1613 nehmers maximal messbare 1 2000N Kraft Anzeige in KN Genauigkeitsklasse 0 5 vom maximal messbaren Kraftwert Daten eines Abmessungen 4120 x 4250 x 1000mm L nge x Breite x H he Schneidtisches zum Zeitpunkt der M SET exakt 5837 96 kg gerundet 6000 kg Zuladung keine Radtyp Spurkranzrad Demag DRS 160 MA45 A 60 K Werkstoff Sph roguss EN GJS 700 2 Schienentyp A 45 DIN 536 A Werkstoff Stahl E360 Messaufbau Tisch 2 Kraftmessdose Druckplatte Kraftrichtung Aufbau analog f r Tisch Blick aus Anlage heraus Tisch 1 links Tisch 2 rechts Messung Kraft in KN Messaufgabe 1 Messaufgabe 2 Tisch 1 Tisch 2 Tisch 1 Tisch 2 1 0 886 0 837 0 575 0 295 2 0 754 0 559 0 5 0 36 3 0 586 0 5 0 7 0 37 4 0 837 0 481 0 6 0 4 5 0 966 0 542 0 65 0 305 eigene Darstellung Fahrbahnuntersuchung Anhang 2 Fahrbahnuntersuchung der Plasmaanlage Aufgabe Untersuchung der Schienen 1 Richtscheit in Fahrtrichtung auf str nge durch Ermittlung der Hoch die Schienen legen und Tiefpunkte Niveaupr fung 2 Richtscheit quer ber die Hilfsm
109. re0 Mis A60 256 595 7 Kleinteil Verpackung lt 8 Wellenset Zentralantieb To 11285175 9 F derletungsromme 0 5 lA8kg m 10 11Eurokg Hama panama fe on Wem ohne Paketpreis mit Paketpreisangebot aufbocken 1 Tisches vor der bett um Ense teen d sri di ii s MA 45 42 168 5 168 Ausrichtung der Radbl cke pr fen Achsen a r Radar l id a montieren 42 84 sazz s di uk x einziehen 42 42 Tee d 8 4 7 montieren Drehmomentst tze anziehen zur Motorwelle herstellen q aa 84 n a Schneidtischr ckwand 42 Haltewinkel an Flanschplatte anschrauben und anschlie end Leitungstrommel montieren 126 n n nin tee ien a R m ungsb rsten installieren 42 14 Halterung N herngsschalter anschrauben Tj 42 1 15 Wiederhoung Schin 1 14 5 rom plus 10 der Gesamtzeit x 42Euro als Anpassungszeit 3 8 159 6 Zeit y lange Antriebswelle in gegen berliegenden Radblock stecken mit Kupplung Verbindung 63 42 1197 2595 6 Gemeinkosten 5 129 78 Abschlusskalkulation Anhang 25 ungssc MA Stundenlohn MA 1260 Kosten aufbocken 1 Tisches vor der Maschinenhalle am Ende abbocken 55 schon in mechan Montage berechnet 42 Federleitungstrommel Wiederholung Schritt 1 3 r T WE Netzanschluss ber Kabelkanal ve
110. rkalkulation Eine weitere Reduzierung der Kosten liegt nur in dem Wegfall der Rollenkippschalter und dem damit verbundenen verringerten Aufwand in der Auslegung und Inbetriebnahme der Steuerung Das ge nderte Angebot der Automatisierungsfirma hat nun einen Wert von 7890 Euro was nur einen Unterschied von 290 Euro zum vorhergehenden An gebotswert darstellt In Summe ergeben sich nun nach dem abschlie enden Ein rechnen aller Bestandteile und Angebots nderungen 16583 Euro gesamt Damit ist durch die nderung keine wesentliche Reduzierung eingetreten Eine Budgetfreigabe wird daher unter dem Gesichtspunkt dieser hohen Kosten nicht stattfinden Die Begr ndung daf r liegt in der Plasmaabteilung selber Denn die In vestition liefert offensichtlich nur einen Vorteil in der einfacheren Handhabung der Wechseltische Ein Einfluss auf die Arbeit des Plasmaschneidroboters besteht nicht direkt Der Zusammenhang zwischen dem automatisch angetriebenen Wechselti schen und der Arbeitsqualit t der Mitarbeiter l sst sich nur schwer herleiten Ein An satz ist der Wegfall der schweren Arbeitsaufgabe die Tische zu schieben Daraus kann ein Zuwachs der Leistungsf higkeit der Mitarbeiter entstehen Jedoch ist der beschriebene Effekt kaum messbar und schl gt sich wiederum nicht direkt auf die Produktivit t des Schneidroboters nieder Auch durch die geringen Zykluszeiten an der Anlage mit berwiegender Einzelteilfertigung erschlie t sich eine solch hohe In vest
111. rlegen Anschlu zu Federleitungstrommel 4 herstellen 42 plus 10 der Gesamtzeit x 42Euro als Anpassungszeit 0 4 16 8 Zen yil 4 9 24 Gemeinkosten gebotsinhalt Bearbeitungssehritt Beistellung Federleitungstrommel AMS Sehaltkastenmontage Automatisierungsfirma Anbieter 3 Steuerung E Konstruktion Montage von 1 Schaltkasten mit Umrichter und Bedieneinheiten Programmierung und Inbetriebnahme BE 2 x mitfahrender Schaltkasten mit Geh use Netzteil 24VDC 4 Sicherheitssteuerung Pilz PNOZ Multi FU SEW 07 0008 5 4 50 Bremswiderstand BW 072 003 Handbedienger t Euchner Not Halt Taster 2xDrucktaster als 3 stufiger Totmannschalter Hartingsteckverbindung zus tzlich 2 x Not Halt Taster vorne am Tisch Blinkleuchte 4 x Rollenkippschalter 5 x N herungsschalter Installationsmaterial Kabel Steckverbinder Sensoren Schaltanlage programmieren Inbetriebnahme Kostentabelle Montage Elektrik AMS Montage Mechanik Steuerung Gesamt Kosten in Euro Montage Montage del Werne sinin Gesamt Kosten 2726 5800 7890 in Euro Antei Fahrversuch externer Antrieb Blatt 1 1 Anhang 26 mit Elektrozugger t Zugfahrzeug Bollmann Dvd elektrischer Hochhubwage ichti i i YALE MS12 3220 siehe technisches Datenblatt Zug Schubtest an jedem einzelnen Tisch und gekoppelt aus der Anlage ziehen und hineinschieben mehrmals anfahren bremsen Bremsvorga
112. roboters Anforderungen F VVerte W Nr Bezeichnung Daten Erl uterungen Anderungen 1 Funktion zentral mitfahrender Antriebsmotor er F 1 1 zeugt ein Drehmoment an den hinteren Auslegung ber maximale Beschleu Radnaben beide R der angetrieben nigung und Beladung F 1 2 maximale Beschleunigung von 0 1m s2 a lt 0 1 m s2 daraus ergibt sich n tiges Moment M 2 285 Nm F 1 3 erforderlich bei voller Tischbelegung M glichkeit f r Einzel und Koppelbetrieb und maximaler Blechgr e von 8000 der Tische schaffen x 8000 x 70mm F 1 4 mit Rollenschalter auf dem Fahrvva feste Endlage innerhalb der Anlage gen w 1 5 mit Rollenschalter auf dem Fahrwa Endlage der Tische au erhalb der Anlage gen 2 Geometrie F 24 Zahnvvellenprofil nach DIN 5480 f r An I triebswelle vorsehen DIN 5480 45x2x21x6g F 22 auf Normvvellen zur ckgreifen Tole i Antriebswellen normgerecht ausf hren ranzen und Passungen beachten F 23 verf gbaren Bauraum und Spitzenh he max Bauraum 1160x1670x300mm I beachten Spitzenh he 80mm F 2 4 Bahnl nge gesamt 17m l Fahrstrecke Fahrstrecke 12m 3 Kinematik F 3 1 Nenngeschwindigkeit 5 lt v lt 10 in m min E 32 Positioniergeschwindigkeit f r Endlagen l fahrt muss einstellbar sein lt lt Nenngeschwindigkeit W 3 3 Nenngeschwindigkeit v 10 m min F 3 4 geringe Beschleunigung siehe 1 2 F 3 5 Fahrbewegung muss gebremst werden k nnen ber den Frequenzumrichter 4 Elektrik F 4 1 Energiezuf hrung ber eine Federlei Mont
113. rrekt montiert ist und die Elektrik funktioniert Ein Feststellen von groben Einbaufehlern kann zu diesem Zeitpunkt noch leicht korrigiert werden Ist der Tisch erst wieder abgebockt und es werden Feh ler erkannt wird ein wiederholtes Aufbocken notwendig Zur Veranschaulichung der beschriebenen drei Installationsstufen ist der Ablaufplan in einer schematischen bersicht erstellt worden Darin ist auch die zeitliche Einord nung der Vorg nge zu erkennen Das Einsch tzen der Vorgangsdauern beruht auf Sch tzen und Vergleichen Es wurde die Dauer eines Arbeitsganges gesch tzt und f r den kompletten Montageprozess hochgerechnet Dadurch entstandene Zeiten sind auch die Grundlage f r die Kostenkalkulation im n chsten Kapitel Die nachfol gende Tabelle fasst zun chst die gesamten Inhalte der beschriebenen Montagestu fen zusammen Die Gesamtzeiten beziehen sich auf einen Tisch und werden f r beide verdoppelt Inhalte der einzelnen Montagestufen Stufe 1 Anschwei en Flanschplatte Haltewinkel Leitungstrommel Zeit 1Mitarbeiter MA 1 Stunde Haltewinkel und Federleitungs trommel anschrauben an Flanschplatte Zeit 2MA 1 5 Stunden Stufe 2 Aufbocken eines Tisches vor der Maschinenhalle Zeit 2MA 2Stunden Demontage der hinteren Lauf r der DRS 160 und Einbau der neuen R der Zeit 2Ma 4Stunden Stufe 3 Einbau aller Sensoren N herungsschalter Zeit 1MA 2Stunden Montage des Schaltkas tens Anklemmen der Feder
114. rt Die Tendenz zeigt im Moment in Richtung der externen Antriebsvariante als L sung f r die eine Budgetfreigabe wahrscheinlicher ist 58 6 2 Abschlussbemerkungen zum Zentralantrieb Die durch den hohen Kostenfaktor neu entstandene L sung des Antriebs der Tische durch ein externes Hilfsmittel ergab sich erst am Ende dieses Profekts Zu dem Zeit punkt galt der Zentralantrieb als einzig Erfolg versprechende Variante Anhand des sen werden f r das Projekt die abschlie enden Thesen ausschlie lich in Bezug zur erarbeiteten Konstruktion aufgestellt Vorweg ist zu sagen dass ein mitg ngergef hr tes mittels Getriebemotoren angetriebenes Wechseltischsystem f r die Abteilung Plasmazuschnitt eine sinnvolle und innovative Antriebsl sung darstellt Der Anwenderkreis f r die Bedienung der Schneidtische erh ht sich durch den Weg fall der nur f r gut zehn Prozent erf llbaren Aufgabe des manuellen Schiebens der Tische vgl Abschnitt 1 3 und 2 2 Mit der mitg ngergef hrten Bedienung wurden eine ergonomische und eine die Sicherheitsanforderungen erf llende Steuerungsart gefunden Mit dieser Form des Tischantriebs und der Erarbeitung des Sicherheits konzepts aufgrund der Risikoanalyse wurde ein den Anforderungen der Maschinen richtlinie entsprechendes Wechseltischsystem geschaffen Die Sicherheit in der Abteilung Plasmazuschnitt erh ht sich demnach durch die Antriebskonstruktion Die notwendige Energiezuf hrung an die Motoren findet in
115. rvvagen zu sehen in Abbildung 4 beinhaltet die Radaufnahme mit den Laufradern und dem Grundgestell aus I Tr gern zur Aufnahme des Schneid tisches Zum Einsatz sind breite Stahltr ger nach DIN 1025 2 S235JR IPB 160 ge kommen Die Grundabmessungen des Fahrvvagens mit eingeschwei ter Radaufnahme und montierten R dern sind in L nge x Breite x H he mit 4120 x 4250 x 300mm gegeben Ausgelegt ist der Fahrwagen f r eine Lastaufnahme von bis zu 15000 kg Sein Eigengewicht betr gt 1768 kg Auf dem Fahrwagen befindet sich der Schneidtisch welcher f r die Werkst ckauf nahme vorgesehen ist Der Schneidtisch selbst hat ein Gewicht von 4070 kg Mit 4120 x 4200mm ist der Tisch 50mm schmaler als der Fahrwagen So ist eine gen gende Auflage der insgesamt 16 Auflagepunkte des Tisches auf dem Fahrwagen garantiert Aus der maximalen Werkst ckgr e von 4000 x 4000 x 70mm kann die gr tm gliche Beladung ermittelt werden Sie ergibt sich mit einem Betrag von 8792kg aus dem Produkt der Dichte f r Stahl mit 7 85 kg dm3 und dem Volumen der Blechabmessung 4000 x 4000 x 70mm mit 1120 dm Ein h heres Beladungsgewicht ist f r die Zukunft ausgeschlossen Denn selbst bei einer Erh hung der schneidbaren Blechdicken durch verbesserte Schneidtechnolo gien w re der Aufwand der notwendigen nderungen an der Anlage im Verh ltnis zum wirklichen Nutzen in der Praxis zu gro Es ist jetzt schon eine Dicke von 100mm in Stahlblech schneidbar Doch innerhal
116. schwindigkeit regelbare Drehzahl ber einen Frequenzumrichter F mechanische Motorbremse muss als Haltebremse vorhanden sein Not Halt Einrichtung Sicherheitsbauteile zur Verhinderung Kollision Mensch Maschine Quetschgefahren w hrend der Tischbewegung verhindern Energiezuf hrung ber Federleitungstrommel mitg ngergef hrte Bedienung Die Anforderungen an das Antriebssystem stehen durch die Festlegung in der Anfor derungsliste fest Begleitend zur Konstruktionsausarbeitung ist stets zu pr fen ob die L sungen den Richtwerten der Liste entsprechen Beim Auftreten von Problemen oder neuen L sungsans tzen ist die bereinkunft mit den Anforderungen zu pr fen und gegebenenfalls die Forderung zu erg nzen bzw zu ndern 20 3 Antriebskonstruktion 3 1 Zentralantriebsvariante 3 1 1 Ausvvahl n der Beschreibung der Betriebsdaten und der Anforderungen an die Konstruktion ist zu erkennen dass die Zentralantriebsvariante aus einem in den Vorbetrachtun gen der Projektarbeiten erstellten Variantenvergleich als Favorit hervorgeht Grund lage dieses Vergleichs war eine Auflistung aller ben tigten Komponenten f r die Umsetzung der jeweiligen Variante Daraus ergaben sich durch die Hinterlegung von konkreten Angeboten f r die Motoren und anderen Baugruppen die jeweiligen Kos ten pro Variante Die Zentralantriebsvariante war dabei mit 16098 Euro insgesamt die zweitteuerste Variante neben der Vergleichsl sung mit einem Ei
117. ssystem an den Fahrw gen vorhanden ist wurde keine v llig neue L sung entwickelt Das Referenz 51 system ist in Abbildung 4 mit den unter den Gummipuffern befestigten B rsten zu sehen VVahrend der Montage des Antriebssystems ist das vorhandene Reinigungs system an die Gegebenheiten anzupassen Als Bedienanvveisung besteht auSerdem die Anordnung jeweils vor dem Aus und Einfahren der Tische die Anlage auf ord nungsgem en Zustand zu berpr fen was die berpr fung des Schienensystems auf Sauberkeit mit einschlie t Hinzuzuf gen ist noch die problematische Wartung der Antriebe Durch die engen Platzverh ltnisse unterhalb der Schneidtische ist ein freier Zugang zu den Motoren nicht gegeben Zur Folge hat das die Notwendigkeit des Aufbockens der Tische um die Instandhaltungsarbeiten zu erm glichen Eine M glichkeit dies zu verbessern besteht in dem Ausheben einer Reparaturgrube im Betonboden der Halle Bei einer Position innerhalb des Schienenstranges direkt unter den eingefahrenen Tischen ist so ein sicherer Zugang f r die Wartungsarbeiten m glich Doch solch ein Zugang ist erst nach der erfolgreichen Umsetzung der Antriebsl sung zu planen Momentan bleibt der schwierige Wartungszugang erhalten 5 3 Meilenstein Budgetfreigabe Eine Einordnung der Fertigungs und Montagepl ne in den gesamten Projektplan ist im Anhang 24 durchgef hrt worden Daraus l sst sich ablesen dass das eigentliche Projekt erst nach dem erfolgreic
118. st kleine re getauscht werden So ergibt sich das Laufrad mit der Bezeichnung DRS 160 MA35 A 60 K X X Der passende Demag Flachgetriebemotor wird bezeichnet mit AUK 30 DD B14 0 35 1 62 2 ZBA 80 B 4 B007 Die ersten drei Kennbuchstaben der Beschreibung besagen dabei das ein Flachgetriebe A in Universalbauform U und einer Vollwelle mit Evolventenverzahnung K vorliegt Die Steckwelle am Motor ist im Durchmesser 35mm gro und besitzt ein Zahnwellenprofil 35 x 2 x 16 x 6g nach DIN 5480 Aus der Bezeichnung l sst sich auch das bersetzungsverh ltnis des Getrie bes herauslesen Die letzte Ziffer vor der Motornummer ZBA gibt das Verh ltnis i mit 62 2 an Bei einer Motordrehzahl von 1410 U min ergibt sich damit eine Abtriebs drehzahl an der Steckwelle von 22 7 U min Das Getriebe erf llt dadurch die Forde rung nach 10m min Nenngeschwindigkeit ab Abbildung 6 Zentralantrieb mit Verbindungswelle Demag Cranes amp Components GmbH Katalog Demag Radblock System DRS Der Motor besitzt eine Leistung von 0 75kW und erzeugt ber das Getriebe ein Drehmoment von 317Nm Mit der bersetzung von 62 2 ergibt sich ein Drehmoment von 5 1Nm welches der Elektromotor liefern muss um die 317Nm am Getriebeaus gang zu erhalten Aus den Herstellerangaben f r diesen Antrieb ist bekannt dass der Motor kurzzeitig zum Beschleunigen mit ca 160 belastet werden kann Das bedeu tet der Elektromotor kann ein Eingangsdrehmoment von rund 8Nm f r die Beschleu
119. t Wird diese L sung weiterverfolgt ist f r das innerbetriebliche Transportfahrzeug eine geeignete Kupplung zu konstruieren welche das Andocken des Fahrzeugs an den Fahrwagen problemlos und sicher erm glicht Hilfreich ist dabei ein Blick in die DIN 15170 Anh ngekupplungen f r Flurf rderzeuge Darin sind Formen von Kupplun gen beschrieben welche die Sicherheitsanforderungen f r Schlepper und Zugfahr zeuge erf llen Eine m gliche ist die Ausf hrung der Anh ngevorrichtung nach DIN 15170 G 3 zu sehen in Abbildung 22 es D Schwenkbere Bezeichnung einer Anhangekupplung Form G mit 3 Stufen Anh ngekupplung DIN 15170 G 3 Abbildung 22 Anh ngekupplung nach DIN 15170 G 3 Auszug aus DIN 15170 1987 03 Anh ngekupplungen f r Flurf rderzeuge Mit dem Anschwei en der Kupplung direkt am Profil des Fahrwagens wird nur noch eine Verbindung zum Zugfahrzeug ben tigt Daf r ist an dem f r die Anwendung ausgew hlten Deichsel Zugger t eine Lasche anzuschrauben mit der in die Kupp lung eingefahren werden kann um schlie lich die Verbindung durch den Bolzen her zustellen 57 Der Abschluss der Betrachtung der neuen Antriebsvariante schlieft mit einem durchgef hrten Fahrversuch ab Zum Einsatz kam dabei ein Elektrozugger t mit ei nem Fahrmotor von 1 2kW Leistung Das Eigengewicht des Ger ts betrug 960kg Gepr ft wurde vor allem ob eine Beschleunigung der Tische einzeln und gekoppelt erfolgen k
120. t einer Geschwindigkeit von 18 12m min Es ergibt sich durch logische Schlussfolgerungen dass ein motorischer Antrieb nicht wesentlich langsamer sein soll als der manuelle So wurde f r die Nenngeschwindigkeit ein Wert von 10m min als Eckpunkt f r die Motorauswahl fest gelegt Die Gegen berstellung verschiedener Motorkonzepte nachzulesen in den Projektarbeiten mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten f hrte haupts chlich zu dieser Entscheidung Fahrwiderstand Masse Beschleunigung Fw 824N m1 6000 kg al 0 2 m s a2 0 1 m s a3 0 05m s Erl uterung Mbe11 Beschleunigungsmoment bei a1 und Fw1 Beschleunigungsmoment am Antriebsrad in Nm Mbe11 1 62 90 Tabelle 3 Beschleunigungsmomente eigene Darstellung Als Richtwert in den technischen Daten des Antriebsmotors muss somit anhand der berechneten Beschleunigungsmomente ein Mindestabtriebsdrehmoment von 285Nm bei vollem Fahrwiderstand und einer Beschleunigung von 0 1m s vorhanden sein Bei kleinerer gew hlter Beschleunigung reicht ein Moment von 225Nm Um ein solches Drehmoment direkt an der Radnabe zu erzeugen ist ein Getriebe notwendig Demnach ist f r die Konstruktion zwingend ein Getriebemotor zu verwen den Das Getriebe hat dabei das Eingangsdrehmoment des Elektromotors auf das geforderte Abtriebsdrehmoment zu bersetzen Au erdem ist das bersetzungsver h ltnis des Getriebes f r die Drehzahl an der Motorwelle verantwortlich
121. technischen Schutzma nahmen zur Gefahrenminderung vor Verbleibende Restrisiken werden dann im letzten Schritt durch Benutzerinformationen in Betriebs und Bedienungsanweisungen erfasst Sie mindern nicht die eigentliche Gefahr wei sen aber ausdr cklich darauf hin Die Minderung der Risiken aufgrund der Risikobeurteilung ist der Teil in dem Ma nahmen zum Erreichen einer sicheren Konstruktion festgelegt werden Diese Schutz ma nahmen stellen den Rahmen f r das Sicherheitskonzept dar Steht das Sicherheitskonzept ist erneut zu pr fen ob durch die sicherheitstechnischen Ma nahmen neue Gefahren geschaffen wurden oder ob die Anlage nun innerhalb des tolerierbaren Restrisikos betrieben werden kann 41 4 2 VVechseltischsystem im Ist Zustand 4 2 1 Risikoanalyse F r die Einstufung der am manuell betriebenen VVechseltischsystem vorhandenen Gef hrdungen sind die Ausf hrungen im Abschnitt 2 3 ausschlaggebend Hier vvur den bereits die Systemgrenzen aufgezeigt und Gef hrdungen aufgelistet In der Risi koanalyse wird nun die m gliche auftretende H ufigkeit zusammen mit der Schwere des Schadens eingesch tzt Werden Gefahren in ihrer Schwere der m glichen Ver letzung als hoch eingestuft h ngt die Auswirkung auf die Sicherheit von der Eintei lung der Eintreffenswahrscheinlichkeit ab Ein hohes Risiko geht demnach dann von der Maschine aus wenn sowohl das Schadensausma als auch die Wahrscheinlich keit f r das Eintreten der
122. ten vorgesehen Es werden lediglich Haltebleche in den Abmessungen des Kastens vorbereitet die Befestigungsbohrungen werden dann an die Gegebenheiten angepasst Weitere mechanische Bauteile f r die Steuerung sind f r den Bereich der Sensorik notwen dig Das sind ebenfalls individuell anzupassende Halterungen zur Montage der End schalter und Initiatoren 25 Die Fertigungszeichnungen f r die verschiedenen Baugruppen und Telle finden sich im Anhang 9 14 Die komplette St ckliste f r die Antriebskonstruktion ist ebenfalls darin zu finden Die in den Listen enthaltenen elektrischen Komponenten ergeben sich anhand der Erl uterungen im n chsten Kapitel Die St cklistengliederung ist nach den drei Hauptbaugruppen vorgenommen worden Nicht direkt zu den Baugruppen geh rende Teile wurden fortlaufend nummeriert Die Zugeh rigkeit der Baugruppen und Einzelteile zur Gesamtkonstruktion ist aus fol gender Zeichnung ersichtlich Antriebssystem Plasmaschneidtische 1 Antriebsstrang 2 Energiezuf hrung 1 1 Radblock DRS 160 MA35 3 elektr Steuerung 2 1 Federleitungstrommel 2 2 Trommelhaltewinkel 3 2 Handbedienger t 1 2 Antriebswellen Set DRS 125 2 3 Schrauben M12 x 25 3 3 Blitzlampe 2 4 Scheiben A13 3 4 Not Halt Taster 1 3 Motor AUK 30 DD 2 5 Flanschplatte 3 5 Rollenendschalter 2 6 Schrauben M10 x 40 3 6 N herungsschalter 1 4 Hebelstange zur Bremsl ftung 2 7 Scheiben A10 5 3 7 Haltewinkel Medien
123. to en Quetschen Sto en in Anlehnung an Springer Verlag Konstruieren sicherheitsgerechter Produkte 16 System Wechseltische der Plasmaschneidanlage mit Bediener Teilsystem Werker S Teilsystem Werkst ck z B Kl pperboden e lsystem Boden Schienen Teilsystem Energie nur f r angetriebene Wechseltische Abbildung 5 R umliche Grenzen am Wechseltischsystem eigene Darstellung Die haupts chlichen Gef hrdungen ergeben nun die Eckdaten f r den Ansatz von Schutzma nahmen Im momentanen Zustand des Tischsystems ist der Maschinen bediener innerhalb der Systemgrenzen ohne Schutz den Sto und Quetschgefahren ausgesetzt Nur die elektrische Gef hrdung ist durch die Isolierung der Stromkabel f r die Tischabsaugung gemindert In den Schnittstellen zu den anderen Teilsyste men lassen sich folgende Gef hrdungen auflisten Sto en Quetschen durch herabfallende Werkst cke Sto en Quetschen mit dem Fahrwagen innerhalb des Anschubvorgangs Sto en Quetschen im Zwischenraum der Schneidtische gegenl ufige Bewe gung der Tische Sto en Quetschen im Zwischenraum Tisch Rolltor Tordurchgang Sto en Quetschen zwischen der Andockstation der Absaugung und dem Schneidtisch Anhand dieser Liste und Tabelle 2 sind in der Konstruktionsausarbeitung entspre chende Ma nahmen zur Reduzierung der Gefahren einzuplanen Diese Schutzma nahmen sind Anforderungen welche unbe
124. triebsvariante beinhaltet folgende Bereiche Zuerst sind alle Materialkosten aufgef hrt dann ergeben sich die mechanischen Montagekosten und abschlie end der Eigenanteil an den elektrischen Installationskosten und die Automatisierungskosten Gegen ber den Kalkulations summen im Variantenvergleich vgl Projektarbeit 3 sind die derzeitig zusammenge fassten Kosten h her Ein Grund ist die Ber cksichtigung der M glichkeit des manuellen Betriebs der Schneidtische im St rfall Die daf r erforderliche Handbrems l ftung am Motor erh ht die Antriebskosten um ca 400 Euro Der n chste zus tzliche Kostenfaktor ist die Einrechnung des Eigenanteils bei der Elektromontage Es wurde das Verlegen und Anschlie en der Stromversorgunggslei tung mit eingeplant Ein zus tzliches Aufbocken der Tische wurde nicht eingerech net da laut dem Montageplan durch zeitlich aufeinander folgende Abl ufe diese extra Kosten vermieden werden sollen Das Anheben der Tische ist demnach in der mechanischen Montage schon enthalten Der Zeitanteil wurde gegen ber dem Vari antenvergleich um eine Stunde erh ht Insgesamt summiert sich der Anteil Elektro montage auf 195 Euro Im Zusammenhang mit der Elektromontage steht die Montagestufe 1 Die beinhaltet vor allem das Anbringen der Halterungen f r die E nergiezuf hrung sowie die Montage der Umlenkrolle Aus dem zeitlichen Bedarf von 16 Stunden ergeben sich weitere mit zu kalkulierende Mehrkosten von 756 Euro F r
125. tte f r das Erstellen einer sicherheitstechnischen Analyse der Antriebskon struktion sind durch die Maschinenrichtlinie festgelegt Notwendig wird die Sicher heitsbetrachtung aufgrund der Ausf hrungen in Gliederungspunkt 2 3 und durch die Forderung der Automatisierungsfirma nach einer Risikobevvertung des VVechseltisch systems Anhand dieser wird durch den Steuerungsanbieter die Schaltausr stung und die Sicherheitstechnik ausgelegt Zun chst ist die vorhandene Anlage im Ist Zustand vor der geplanten Anbringung der Antriebe zu betrachten Die Grenzen des Systems und deren Verwendungs zweck sind festzulegen Danach sind alle Gef hrdungen aufzulisten Die Gef hrdun gen sind hinsichtlich ihrer Auftrittswahrscheinlichkeit und des Schadensausma es einzuordnen Dieses Vorgehen zum Finden und Einsch tzen von Gef hrdungen wird in der DIN EN ISO 12100 1 2011 03 Sicherheit von Maschinen beschrieben Darin werden vor allem m gliche Gef hrdungen aufgelistet weitere sind in der Ma schinenrichtlinie im Anhang l zu finden Die DIN EN ISO 12100 1 enth lt weiter die 3 Schritt Methode zum Mindern der gefundenen Risiken Dabei werden nacheinander die in der Konstruktion zu treffen den Schutzma nahmen abgearbeitet Im ersten Schritt steht dabei immer die Ver meidung von Gef hrdungen durch die Gestaltung der Konstruktion In der DIN beschrieben als inh rent sichere Konstruktion Der zweite Schritt sieht die Verwen dung von
126. ungjus e u p 4 u libip u jj nnzue q ln qi zu 3 l u uol l6 ap puls ul ulu pun llEH s p sne ayas s p su q lu s s p Inejqy u p M4 en as ul pulul u luey pu lu ni Ayejo gois u go s Dun PUCH ul anu ay si L ZA H ADUEH yep u eddoy u uosl no Bunqi iu5s g Hesq ll q yo dgwun uosipieid 3 jie snesysquy uqo B nz H A aalay A sqe yuy Deg nsbun l H p u ql ddoy esq li yayu ayos yemun q jejsnesyieguy yw Bunzjeuen reqil u Al q u qi ddoy Hesq Hl q o u peuossi upuns p Jepuegieig 111 ll r g u peu ssu upuns s s pu ql lq m Byney v yos y3la Bunj slunaq 5 M u UOSE N ssAjeueoyis y M voyyo ulayosuye M S gewsnesuapeyos in Anlehnung an Armin Bojahr Risikoanalyse und bewertung nach der Maschinenrichtlinie Betriebsanvveisung VVechseltischsystem Anhang 23 Betriebsanvveisung f r den Umgang mit VVechseltisehen Gefahren durch unbefugtes Benutzen Gefahren durch das Verfahren der Tische Gefahren durch herabfallende Teile Nur durch ausgebildete und beauftragte Personen bedienen lassen Betriebsanweisung beachten Schutzschuhe und
127. unreinigungen wie Schlackereste den Schalter zu einem unerw nschten Zeitpunkt bet tigen Die Endlagenabschaltung soll folgenderma en geschehen Nach dem Ausfahren des Tisches aus der Maschinenhalle wird durch eine am Ende des Schienenstranges angebrachte Bet tigung der Kippschalter Nr 1 siehe Abbildung 12 gedr ckt und die Steuerung erh lt Signal den Tisch ber eine Not Halt Funktion abzubremsen Das hei t der u ere Endschalter hat die Funktion einer Sicherung gegen ber dem unbeabsichtigten Ausfahren aus den Schienen Beim Einfahren sollen zwei Bet ti gungsfahnen die am hinteren Teil des Fahrwagens befestigten Rollenschalter ausl sen Dabei funktioniert der Endschalter Nummer zwei als eine Art Vorabschaltung Ab dem Punkt wird der Motor generatorisch ber den FU abgebremst Der dritte Endschalter sorgt nur noch f r eine harte Abschaltung hnlich dem u eren End schalter A Bio Endschalter 2 Vorab Endschalter 3 Notab Endschalter 1 Notab schaltung schaltung schaltung 40mm vor Profilkante 238mm nach Schalter 2 40mm vor Profilkante Abbildung 12 Endschalterpositionen eigene Darstellung Die Notabschaltung harte Abschaltung kann dabei innerhalb von 34mm VVegstre cke erfolgen Der Auslegungsrechnung des Antriebsherstellers ist dieser Wert ent nommen Die Anordnung der Bet tigung wird deshalb einen Meter vor Ende des Schienensystems angebracht Wenn der Rollenkippschalter 40mm vor dem
128. wird von einem Hochspannungsz ndger t erzeugt Um den Zuf hr weg gering zu halten wurde das Ger t in der N he des Brenners am vertikalen Aus leger platziert Der Schneidstrom wird durch eine Inverterstromquelle an der Seite des Portals erzeugt In Abh ngigkeit des Materials der Materialdicke der Schneid geschwindigkeit und des benutzten Schneidgases wird der Strom im Programm vor gegeben und w hrend des Schneidens von der Steuerung angepasst Abbildung 2 Wechseltischsystem mit Korbbogenb den belegt Firmenfoto AMS Technology GmbH Kennzeichnend f r die Werkst ckaufnahme ist das Wechseltischsystem der Anlage Ein Tisch besteht aus dem auf Schienen gelagerten Fahrwagen welcher den Schneidtisch tr gt siehe Abbildung 2 In den Tischen ist eine Absaugung integriert Durch ein Klappensystem werden lediglich die an der momentanen Schneidposition des Roboters entstehenden Gase abgesaugt Dabei ist die Absaugfunktion nur ge geben wenn die Tische in die Halle eingefahren und in ihrer Endlagenposition arre tiert sind So ist die Verbindung des Tischabsaugrohrs mit der ffnung der im Maschinenraum installierten Absauganlage gew hrleistet Nach dem Anschlie en der Druckluft und der Energieversorgung welche f r das integrierte Absaugklappen system im Schneidtisch n tig ist kann die Bearbeitung starten 1 3 Warum angetriebene VVechseltische nnerhalb des R stprozesses der Plasmaschneidanlage geh rt die Bedienung des Schne
129. ystemgrenzen der Wechseltische im IST Zustand 16 Tabelle 3 Beschleunigungsmomente EE 19 Tabelle 4 Inhalte der Mohtagest fen Reed 36 Formelverzeichnis Formelverzeichnis Formel1 E e ele le E E 7 Formel 2 Falirsmdersiand ez aaa a a a 7 Formel 3 experimentelle Reibungszahl Uesn ENNEN 12 Formel A rechnerische Reibungszahl Uuechn 12 Formel 5 rechnerischer Fahrwiderstand E 12 Formel 6 92 Anhang 4 Formel 7 Anhang 4 Formel 8 reduziertes Massentr ohetsmoment Anhang 4 Formel 9 Beschleunigungsdrehmoment am Antriebsrad Anhang 4 VI Abk rzungsverzeichnis Abk rzungsverzeichnis AV FEM FU HBA MA PHG QS VDI Arbeitsvorbereitung Finite Elemente Methode Frequenzumrichter Handbedienger t Mitarbeiter Programmierhandger t Qualit tssicherung Verein deutscher Ingenieure VII 1 Einf hrung 1 1 Firmenprofil AMS Technology GmbH Die AMS Technology GmbH befindet sich in Limbach Oberfrohna im Gewerbegebiet S d Als ein Tochterunternehmen der OMEGA Blechbearbeitung AG wurde die Fir ma im Jahr 2002 neu gegr ndet Nach der Integrierung in die OMEGA Unterneh mensgruppe zu der weiterhin die GEMAG Gelenauer Maschinenbau AG und die LOV Limbacher Oberfl chenveredlung G
130. zeit auf dem 3D Schneidroboter der in Abbildung 1 zu sehen ist von h chs tens vier Stunden welche die Programmierung und Simulation schon enth lt Die Anlage befindet sich in einer separaten Maschinenhalle welche ber ein Rolltor und einen Seiteneingang zug nglich ist Vor der Eingangst r befindet sich das Be dienpult von welchem aus die n tigen Programme f r die Bearbeitung geladen wer den Aus dem Bereich Offline Programmierung werden diese bereitgestellt Dabei werden aus der vorgegebenen Zeichnung oder dem CAD Modell des zu schneiden den Bodens oder Blechs die Programme erzeugt Es kann aber auch am Bedienpult 3 ein Schneidprogramm erstellt werden Daran angeschlossen ist ein Programmier handger t das PHG Es besitzt ein gro es Display und eine Folientastatur Dar ber wird die Robotersteuerung gestartet und Programme werden erstellt abgearbeitet oder ge ndert Mittels PHG kann jede beliebige Position mit dem Roboter angefah ren werden um z B verschiedene Punkte zu einer Schneidkontur einzulesen Die eigentliche Schneidanlage besteht aus einem 8m langen und 6m hohen Portal An diesem ist ein 3m breiter horizontaler Ausleger montiert Zwei Linearf hrungen halten den Ausleger am Portal und ein Zahnstangenantrieb erm glicht die Linearbe wegung Ein Schlitten der sich am Ausleger befindet realisiert die horizontale und vertikale Linearbewegung mit einem Hub von 1m Auf den Schlitten ist ein massives Rechteckprofil
131. zu beschleunigen liegt damit im Bereich von 285Nm Die Demag Rechnung ber cksichtigt jedoch auch weitere Ver luste durch Reibung im Getriebe in der bertragung der Kraft auf die R der schwankende Verschmutzungsgrade der Fahrbahn oder erh hte Lagerreibungen Bei 90 Prozent Gesamtwirkungsgrad wie ihn der Motorenlieferant angenommen hat mindert sich das Nenndrehmoment von 317Nm am Getriebe auf 285Nm Dies ist das theoretisch berechnete Mindestdrehmoment f r die Beschleunigung Unter diesem Aspekt ist das Betreiben des Motors mit 120 Belastung richtig Abminderungen im Wirkungsgrad um 20 sind so abgedeckt Weitere Eckpunkte des Demag Antriebs sind die vorhandene mechanische Halte bremse und die integrierte Handbremsl ftung Die Haltebremse ist so ausgelegt das beim Abschalten der Motorspannung ein Elektromagnet aufh rt zu wirken Daraufhin wird die Bremsscheibe durch Federkraft an die Reibscheibe gedr ckt Liegt aufgrund einer St rung in der Stromversorgung einmal keine Spannung an kann der Tisch nicht bewegt werden Deshalb ist die Handbremsl ftung am Motor angebaut Damit kann ber einen Hebel die Bremsscheibe gel ftet und in der Position arretiert wer den Eine manuelle Tischbewegung ist so wieder m glich ber einen Mikroschalter kann die Hebelposition abgefragt werden Dies ist wichtig damit der Motor nicht an gesteuert werden kann wenn die Haltebremse gel ftet wird Der Bremsvorgang soll zwar ber die Regelung der Drehzahl
132. zu erzielen kamen 2 Personen beim Schieben zum Einsatz Geschoben wurde mit normaler nicht berm ig gro er Kraftanstrengung Die Ausfahrzeit f r die 12m Strecke schwankte dabei in mehreren Abl ufen um den Wert einer Minute Die manuelle Ausfahrzeit betr gt deshalb im Schnitt eine Minute Zusammenfassend sind alle relevanten Betriebsdaten noch einmal in Tabelle 1 aufgef hrt Betriebsdaten Wechseltischsystem Abmessungen in mm Tischgewicht in kg Laufradpaarung L nge Breite H he leer 6000 Rad Guss GJS 700 2 4120 14250 1000 beladen 15000 Schiene Stahl E360 Bauraum Fahrwiderstand Fahrbahnl nge Radaufnahme einzeln gekoppelt 17000mm L nge Breite H he leer Fahrgeschwindigkeit in mm inmm in mm 824N 1648N v 12m min 1160 1670 300 beladen Fahrzeit 2060N 4120N 12m Strecke ca 60s Tabelle 1 Betriebsdaten Wechseltischsystem eigene Darstellung 2 3 Sicherheit im Ist Zustand F r die sp terer Konstruktion erweist es sich als hilfreich den momentanen Stand der Sicherheit am Wechseltischsystem zu betrachten Denn daraus ergeben sich bei entdeckten M ngeln weitere Anforderungen an die Konstruktionsl sung Schaut man auf die Maschinenrichtlinie 2006 42 EG ist eine vorhergehende Sicherheitsbetrach tung sogar notwendig um in einem iterativen Prozess die Konstruktion schon in der Entstehung sicherheitstechnisch zu begleiten und Gef hrdungen zu mindern

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