Title: Entwicklung eines Flächenportals als Teil einer flexiblen Fertigungszelle
Other Titles: Development of a portal as part of a flexible production cell
Language: Deutsch
Authors: Scheidl, Fabian Josef 
Qualification level: Diploma
Keywords: Flexible Feretigung; CNC Router; CNC Controller
Flexible Manufacturing; CNC Router; CNC Controller
Advisor: Gerhard, Detlef 
Issue Date: 2017
Number of Pages: 87
Qualification level: Diploma
Abstract: 
In Zeiten von Industrie 4.0 wird Produktionsautomatisierung enormer Wert zugeschrieben. Werkzeugmaschinen sollen automatisch, ohne menschliches Eingreifen, bestückt sowie entladen und über Netzwerke ferngesteuert werden können. Diese Arbeit beschäftigt sich mit dem Aufbau eines Flächenportals als Teil eines Portalroboters mit der Funktion einer Handhabungsanlage zur Bestückung einer Portalfräse. Hierfür werden Alternativsysteme und ein Eigenbau in Betracht gezogen. Es wird ein Flächenportal analog zur Funktionsweise einer bestehenden Portalfräse entworfen sowie eine integrierte Elektronikeinheit mit einer USB-Schnittstelle zur Kommunikation mit einem Host-PC zur Steuerung des Portalroboters erstellt. Darüberhinaus wird ein einfaches Kommunikationsprotokoll zur Informationsübertragung über USB/UART vorgestellt und eine beispielhafte Implementierung dieses in Form einer Mikrocontroller-Firmware für die Steuerplatine präsentiert. Im Zuge der Beschreibung der Motorsteuerung wird auf verschiedene Ansteuerungsvarianten und Regelungen für Schrittmotoren eingegangen. Weiters wird die Herleitung einer Näherungsformel für die effiziente Berechnung und Erleichterung einer Mikrocontroller-Implementierung eines vorgegebenen Bewegungsprofils, das beim Anfahren und Bremsen konstante Beschleunigung aufweist, demonstrativ hergeleitet.

In times of Industry 4.0 utter importance is placed on the automation of production. Machine tools are to be loaded and unloaded automatically without the necessity of manual human intervention and remote controlled via various networks. The objective of this paper is the construction of an area gantry as part of a 3-axis handling robot for the purpose of loading a portal milling machine. Various available alternative options and a custom-developed version are considered in their price points. An area gantry is constructed analogously to the setup of an existing CNC router. Furthermore, an integrated mainboard, featuring a USB-interface enabling communication with a host-PC, for controlling the gantry is designed. A simple communication protocol for transmitting data and control information via USB/UART and a sample implementation of that very protocol as part of a microcontroller firmware is presented. Within the scope of the description of the motor control unit, various state-of-the-art methods for control of stepper motors are shown. A simple approximation for the efficient calculation and microcontroller-implementation of a given movement profile, comprising phases of constant acceleration and deceleration, is derived.
URI: https://resolver.obvsg.at/urn:nbn:at:at-ubtuw:1-93733
http://hdl.handle.net/20.500.12708/5532
Library ID: AC13441433
Organisation: E307 - Institut für Konstruktionswissenschaften und Technische Logistik 
Publication Type: Thesis
Hochschulschrift
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