Smart Factory
Smart Factory
Die Smart Factory im I4os ist eine verteilte Smart Factory, da sich die verschiedenen Anlagenteile an unterschiedlichen Standorten am Campus Westerberg der 新老虎机平台,最新老虎机 Osnabrück befinden. In der Fabrik werden sowohl die Produktion kleiner Losgr??en bis Losgr??e 1 – sprich Sonderanfertigungen – als auch klassische Gro?serienprozesse abgebildet. Im Produktionsszenario 1 der Smart Factory im I4os werden kundenspezifische Stempel und Stempelfarben flexibel hergestellt. Im Produktionsszenario 2 erfolgt auftragsbezogen eine automatisierte Kaltumformung einbaufertiger Zahnr?der sowie deren Komplettierung mit Sinterlagern. In den Szenarien werden zun?chst über eine Website individuelle Produktionsauftr?ge eingestellt, die automatisch abgearbeitet werden, bis letztlich ein fertiger Stempel montiert bzw. die geforderte Stückzahl der Zahnr?der mit auf kundenspezifisch festgelegter Position der eingepressten Lager gefertigt ist.
Die Webserver für die Auftragserstellungen und die 3D-Druckaktivit?ten befinden sich im SI-Geb?ude. Die Abfüllanlage für die Druckfarben der Stempel steht im SB-Geb?ude, das Presswerk befindet sich im SE-Geb?ude und die Montage des Stempels sowie das Einpressen der Sinterlager wird im AD-Geb?ude durchgeführt.
Aktuell sind vier Hochschullabore in der Smart Factory integriert: Im Laborbereich Technische Informatik werden die Produktionsauftr?ge entgegengenommen und die Kommunikationsabl?ufe zwischen den Anlagenteilen der Smart Factory abgewickelt. Zudem wird die individuelle Pr?geplatte des Stempels mit einem 3D-Drucker hergestellt. Im Labor für Steuerungs- und Regelungstechnik ist eine Abfüllstation realisiert, die die auftragsspezifische Farbe mischt, in eine Flasche abfüllt, die Flasche verschlie?t und sie schlie?lich abtransportiert. Die automatisierte Fertigung der Zahnr?der auf einer Presse mit NC-gesteuertem Teiletransport erfolgt im Labor für Umformtechnik und Werkzeugmaschinen. Im Labor für Handhabungstechnik und Robotik erfolgt schlie?lich das robotergestützte Zusammensetzen der einzelnen Bestandteile des Stempels, sodass der funktionsf?hige Stempel entsteht und eine Probestempelung durchgeführt werden kann, sowie die Endmontage der Zahnr?der. Abschlie?end werden alle Produkte beider Szenarien verpackt.
Was genau in den einzelnen Anlagenteilen bzw. Laboren umgesetzt wird, zeigen die nachfolgenden Ausführungen.
Laborbereich Technische Informatik:
Um die eingehenden Auftr?ge vollst?ndig bearbeiten zu k?nnen, müssen die Anlagenteile untereinander kommunizieren. Die Vernetzung der Anlagenteile wird mittels OPC UA realisiert. OPC UA ist eine standardisierte Architektur für die Kommunikation von Anlagen, Maschinen und Maschinenteilen in der industriellen Automation. Jeder ausführende Anlagenteil arbeitet als OPC UA Server, der alle Informationen des jeweiligen Anlagenteils bündelt und für die Weitergabe bereitstellt. Ein OPC UA Client ist dann als Bindeglied mit allen OPC UA Servern verbunden und vermittelt die jeweils notwendigen Informationen unter den Servern. Im Beispiel werden beim Webserver Text und Farbe des Stempels und die Anzahl der Zahnr?der individuell gew?hlt. Daraus werden in der Auftragsverwaltung Teilauftr?ge für die vier Labore erzeugt. Im 3D-Drucker der Technischen Informatik wird eine individuelle Pr?geplatte mit dem gewünschten Text für den Stempel gefertigt. Auf der Bestellwebseite werden aus allen vier Laboren der prozentuale Produktionsfortschritt der Teilauftr?ge in den jeweiligen Bearbeitungsstationen in Echtzeit angezeigt.
Labor für Steuerungs- und Regelungstechnik:
Im Labor für Steuerung- und Regelungstechnik erfolgen nach der vorangegangenen Auftragsübergabe vier grundlegende Produktionsschritte: die Herstellung, Abfüllung, Verdeckelung und Transport der Stempelfarbe. Für die Herstellung besitzt die Produktionsanlage Beh?lter mit den Grundfarben Magenta, Cyan und Gelb, mit welchen über eine Dosier- und Mischeinheit die kundenspezifische Stempelfarbe produziert werden kann. Anschlie?end wird die Farbe abgefüllt und der Farbbeh?lter mit einer Dosierspitze versehen und verdeckelt. Es ist auch m?glich, gr??ere Beh?ltnisse zu befüllen und diese mit einem flachen Deckel zu verschlie?en. Eine Transporteinheit übernimmt den Transport innerhalb der Abfüllstation.
Labor für Handhabungstechnik und Robotik:
Im Labor für Handhabungstechnik und Robotik werden Stempel und Zahnr?der montiert. Der Stempel wird aus den Einzelteilen Griff, Grundplatte und Pr?geplatte an den Roboterstationen des Montagesystems zusammengesetzt. Die einzelnen Montageschritte sind dabei: Vorstecken des Griffs in die Grundplatte, Einpressen des Griffs in die Grundplatte, Einsetzen des Rohstempels in die Pr?geplatte, Durchführung einer Probestempelung mit anschlie?ender Reinigung der Pr?geplatte und Ablage des Stempels in einer Kundenverpackung. Der Transport zwischen den Roboterstationen erfolgt mittels Warentr?ger auf einem F?rderband. Welcher Montageschritt von welchem Roboter erfolgt, entscheidet das Montagesystem immer wieder selbst?ndig auf Basis der aktuellen Auslastung. Nach Abschluss aller Montageschritte wird der verpackte Stempel ausgeschleust und kann vom Kunden entnommen werden.
Parallel erfolgt die Montage der Anlasserritzel. Hierzu werden Gleitlagerbuchsen und Ritzelrohling über Warentr?ger einer Roboterstation zugeführt, an der die Bestückung einer Servopresse erfolgt. Konkret werden mit dieser zun?chst die Gleitlagerbuchsen im Au?endurchmesser verjüngt und schlie?lich jeweils zwei Buchsen lagerichtig in den Ritzelrohling eingepresst. Nachfolgend werden die fertigen Ritzel aus dem Montagesystem ausgeschleust und k?nnen weiter verarbeitet werden.
Labor für Umformtechnik und Werkzeugmaschinen:
Die automatisierte Fertigung der Zahnr?der erfolgt auf einer Presse im Labor für Umformtechnik und Werkzeugmaschinen. Die erforderlichen Operationen zur Bearbeitung der einfachen, zylindrischen Stahlrohteile - Napfrückw?rtsflie?pressen, Lochen und Verzahnungspressen - erfolgen gleichzeitig bei jedem Arbeitshub der Maschine, so dass jedesmal ein fertiges Zahnrad entsteht. Die drei Werkzeuge sowie die Ladestation der Rohteile sind in einem schnell wechselbaren S?ulenführungsgestell aufgebaut. Der NC-gesteuerte Teiletransport der Presse zwischen der Ladestation und den Werkzeugen ist servoelektrisch und kann frei programmierbar entsprechend dem digitalen Anlagenzwilling an andere Werk?stück?geometrien und Steuerungspara?meter der Maschine angepasst werden.