FALC-project : draagblok ontwerp : het ontwerp van een
draagblok geschikt voor produktfamilie remcilindersteunen
van DAF
Citation for published version (APA):
Claessens, T. W. (1988). FALC-project : draagblok ontwerp : het ontwerp van een draagblok geschikt voor produktfamilie remcilindersteunen van DAF. (TH Eindhoven. Afd. Werktuigbouwkunde, Vakgroep
Produktietechnologie : WPB; Vol. WPA0583). Technische Universiteit Eindhoven.
Document status and date: Gepubliceerd: 01/01/1988
Document Version:
Uitgevers PDF, ook bekend als Version of Record
Please check the document version of this publication:
• A submitted manuscript is the version of the article upon submission and before peer-review. There can be important differences between the submitted version and the official published version of record. People interested in the research are advised to contact the author for the final version of the publication, or visit the DOI to the publisher's website.
• The final author version and the galley proof are versions of the publication after peer review.
• The final published version features the final layout of the paper including the volume, issue and page numbers.
Link to publication
General rights
Copyright and moral rights for the publications made accessible in the public portal are retained by the authors and/or other copyright owners and it is a condition of accessing publications that users recognise and abide by the legal requirements associated with these rights. • Users may download and print one copy of any publication from the public portal for the purpose of private study or research. • You may not further distribute the material or use it for any profit-making activity or commercial gain
• You may freely distribute the URL identifying the publication in the public portal.
If the publication is distributed under the terms of Article 25fa of the Dutch Copyright Act, indicated by the “Taverne” license above, please follow below link for the End User Agreement:
www.tue.nl/taverne Take down policy
If you believe that this document breaches copyright please contact us at: openaccess@tue.nl
providing details and we will investigate your claim.
TECHNISCHE UNIVERSITEIT EINDHOVEN FACULTEIT DER WERKTUIGBOUWKUNDE
VAKGROEP PRODUKTIETECHNOLOGIE EN -AUTOMATISERING (WPA)
FALC-PROJECT: DRAAGBLOK ONTWERP Het ontwerp van een draagblok, geschikt voor produktfamilie remcilindersteunen van DAF door: T.W. Claessens
WPA-rapportnumrner: WPA-0583
Een verslag van een onderzoeksopdracht in opdracht van:
prof.ir. J.M. van Bragt onder begeleiding van: ir. A.T.J.M. Smals Eindhoven, juni 1988
ERRATA
- blz 16, laatste regel
Het ontwerp van het universele draagblok en het probleem van de koppeling tussen universeel en specifiek draagblok worden niet verder uitgewerkt omdat op het moment van schrijven niet genoeg informatie van Philips aanwezig is.
- blz 18, begin van de bladzijde
Documentatie van de snelkoppeling van STAOBLI is te vinden in de voorverslagen [4], [5], [6] en op de FALC-kamer.
- blz 21, laatste regel van § 4.2
Er wordt niet voor alternatief 10 maar voor alternatief 9 gekozen.
- blz 23, laatste regel
Van Berk~l en Verstraete werken niet zonder meer het door mij gekozen alternatief voor het klemmen van de bus uit maar gaan zelf nog alternatieven zoeken.
- blz 26, laatste regel van het deel draaiveer
Bereken van de draaiveer staat in bijlage 22 moet zijn berekening van de draaiveer staat in bijlage 22.
- Bijlage 20 De variabele genomen.
- Bijlage 22
i
=
h + d. Voor de waarde van d wordt 54 mmDe berekeningswijze van de draaiveer is terug te vinden in een map van BV Hengelose Verenfabriek Bakker
Petroleumhavenstraat 14 Postbus 50
7550 AB Hengelo tel. 074- 918165
SAMENVATTING
Dit is het verslag van de onderzoeksopdracht van T.W. Claessens, verricht binnen de onderwijsgroep specifieke produktiemiddelen van de vakgroep Produktietechnologie en -Automatisering (WPA) van de Technische Universiteit Eindhoven.
De onderzoeksopdracht omvat het ontwerpen van een draagblok, geschikt voor de produktfamilie remcilindersteunen van DAF. Het draagblok is een deelprojekt van FALC, een onbemand funktienerende flexibele assemblage- en lascel die op de TUE moet komen te staan.
Alvorens het draagblok geconstrueerd wordt, wordt een produktanalyse uitgevoerd. Hieruit volgt onder andere voor welke remcilindersteunen in eerste instantie een draagblok wordt geconstrueerd. Voor de deelproblemen, die bij het ontwerpen van het draagblok onderscheiden kunnen worden, worden oplossingen gezocht. Uit de verschillende oplossingen wordt een keus gemaakt. Een concept draagblok volgt, dat verder uitgewerkt wordt tot een ontwerp.
INHOUD SAMENVATTING INHOUD pagina nummer 1 OPDRAPHT---~---1 1.1 Inleiding 1 1.2 Opdracht 1 1.3 Projectopzet 3 2 PRODUKTANALYSE---4 2.1 Inleiding 4 2.2 Remcilindersteunen 4 2.3 Produktkeuze 6 3 CONCEPT DRAAGBLOK---7 3.1 Inleiding 7 3.2 Bus-flens 9 3.3 Bus-bevestigingsplaat 12
3.4 Interface draagblok transportsysteem 13
3.5 Energievoorziening en sensoren 17 4 4.1 4.2 4.3 4.4 4.5 4.6 4.7 5 6 SPECIFIEK DRAAGBLOK---20 Inleiding 20
Bevestiging van de vertikale pijp op het draagblok 20
Posticneerpen 21
Veer 22
KLem van de bus 22
Klem van de flens 23
Opmerkingen 23
POSITIONEERPEN~---24
KLEM VAN DE FLENS---25
1 INLEIDING
§ 1.1 INLEIDING
In 1985 is SPIN opgericht. SPIN is een afkorting voor Stimulerings Projectteam Informatica-onderzoek Nederland. SPIN heeft als taak het versterken van de Nederlandse pos i tie op kansrijke delen van de informatica. De uitgangspunten van het SPIN zijn een bundeling van onderzoekscapaciteit en samenwerking van Universiteiten met het bedrijfsleven.
Voor de Technische Universiteit Eindhoven heeft dit geleid tot het participeren in een project met als operationeel doel:
Alle onderzoek en ontwikkeling dat nodig is om te komen tot een onbemande flexibele assemblage- en lascel voor een familie van uit plaatmateriaal opgebouwde produkten.
De lascel zal derhalve automatisch flexibele toe- en afvoerinrichtingen dienen te hebben en automatische flexibele of gemakkelijk uitwisselbare opspaninrichting.
Op 20 november 1987 heeft dit project de naam FALC gekregen. FALC staat voor Flexibele Assemblage en LasCel. De bedrijven waar samenwerking mee plaats vindt zijn: DAF Trucks BV, NV Philips Gloeilampenfabrieken en het TNO-TUE ins t i tuut ITP (Informatica Toepassingen voor Produktieautomatisering). DAF Trucks BV treedt op als pilotbedrijf. Zij bieden een assortiment van produkten aan die in de cel gemaakt kunnen worden.
§ 1. 2 OPDRACHT
De opdracht van mij omvat het ontwerpen van een draagblok voor de produktfamilie remcilindersteunen van DAF. Het draagblok moet geschikt zijn voor het positioneren, fixeren en lossen van
---1--onderdelen van de remcilindersteunen. De opdracht is een deelopdracht in het kader van het FALC-projekt.
De eisen die aan het uitvoeren van de opdracht gesteld worden zijn:
- werken volgens de projektstrategie,
- de opdracht moeten leiden tot een werktekening.
De eisen die aan het functioneren van het draagblok gesteld worden zijn:
- Het draagblok moet onbemand kunnen functioneren.
- De speling van de onderdelen-produkt moet tussen 0. 1 en 1 mm liggen.
- De tolerantie van de lassamenstelling: ± 1 mm soms ± 0.5 mm. - De lasstroom moet zoveel mogelijk via een vooraf bepaalde weg
lopen.
Uitgangspunten bij het ontwerpen van het draagblok zijn:
- Uitgaan van de volgende produktnummers, gehanteerd bij DAF: groep 1: 0 2 7 9 5 9 3 , 0 2 7 9 8 2 8 , 0 2 8 1 0 8 7 , 0 2 9 4 0 2 6,
o
3 61319 , 0278675, 0286508. groep 2: 0373654, 0179699, 0117568, 0102254, 0627195. groep 3: 0289539, 0367696, 0393353. groep 4: 0295892, 0388993. groep 5: 0363474.- Het produkt mag niet veranderd worden, dus ook de maatvoering van het produkt mag niet veranderd worden.
- Produkten mogen niet gericht worden.
Veel produkten worden bij DAF na het lassen gericht. Het richten is nodig om maatafwijkingen te corrigeren. Richten is moeilijk te verwerken in een geautomatiseerd proces en zal daarom vermeden moeten worden.
- Het reinigen en controleren van het draagblok behoort niet tot mijn opdracht.
- Het transportsysteem is het VTS-100 van Philips. - De onderdelen worden van boven toe- en afgevoerd. - Er wordt onderhands gelast.
---2--§ 1.3 PROJEKTSTRATEGIE
De opdracht moet uitgevoerd worden volgens de projektstrategie. De projektstrategie beoogt een systematische aanpak die ten doel heeft een tevoren globaal gedefinieerd resultaat op een te-voren vastgesteld tijdstip te verwezenlijken. Gestreefd wordt dus naar een beheersing van het ontwerpproces.
Om het proces te kunnen beheersen wordt het proces opgesplitst in hanteerbare en samenhangende deelprocessen. Dit zal leiden tot deelresultaten die op vooraf bepaalde tijdstippen meetbaar aanwezig moet zijn. Als meetmiddel kan een toets gebruikt worden.
Als algemene struktuur voor elk projekt en deelprojekt zijn er een 3-tal fase te onderscheiden, de Oriëntatiefase, Planfase en de Uitvoeringsfase (0-P-U). Elke fase afzonderlijk kan ook weer opgedeeld worden in 0-P-U. In theorie zou hiermee kunnen worden doorgegaan tot in het oneindige. Doorgaan zal in de werkelijkheid ophouden zodra de op dat moment tot taak gestelde deeltaak op een door ervaring, training of onderzoek verkregen "beste" oplossing kan worden aangepakt. Na het doorlopen van een fase wordt de fase afgesloten met een toets. Indien de toets met positief resultaat wordt afgesloten gaat men naar de volgende fase. Is het resultaat negatief moet bekeken worden of de fase nogmaals doorlopen moet worden of aan de noodrem getrokken wordt. Aan de noodrem trekken houdt in dat zonder meer verder gaan niet verantwoord is.
In bijlage 1 is mijn projektstrategie opgenomen.
--2 PRODUKTANALYSE
§ 2.1 INLEIDING
Uit de produktanalyse, uitgevoerd door B.J. Verbaarschot F.N.M. Knopsen J.F.J.v.d. Net [2], volgt dat er een 3-tal produktfamilies in aanmerking komen voor de FALC-cel. Bij het opzetten van de cel gaat het FALC-team er van uit dat die cel in eerste instantie wordt ingericht voor de produktie van remcilindersteunen. Pas later zal de cel geschikt gemaakt worden voor de andere twee produktfamilies. Gekozen is voor de remcilindersteunen vanwege de complexiteit van het produkt, de remcilindersteun uit twee subsamenstellingen bestaat waardoor een gefaseerde aanloop mogelijk is, de familie voldoende varianten heeft en de remcilindersteun compact is hetgeen problemen geeft ten aanzien van de bereikbaarheid voor de lastoorts.
§ 2.2 REMCILINDERSTEUNEN
Een remcilindersteun dient ter bevestiging van de remcilindersteun aan de as of aan de naaf (remankerplaat) en het lageren van de bedieningsas van de remmen.
De produktfamilie van de remcilindersteunen wordt in vijf groepen ingedeeld. Nader onderzoek door mij geeft een andere mogelijke indeling, een indeling in maar drie groepen. De groepen III, IV en V kunnen samengenomen worden tot één groep.
GROEP I
- Groep I bevat 7 varianten. Hierbij is alleen gekeken naar de linker remcilindersteunen. De rechter remcilindersteunen zijn een spiegeling van de linker steunen. Er zijn dus eigenlijk 14 varianten van groep I.
--De 7 varianten Z~Jn allemaal opgebouwd uit een 3-tal platen die onder een bepaalde hoek staan. Op een van die platen is een bus gelast. Sommige varianten worden voorzien van extra verstevigingsplaatjes. Voor deze verstevigingspiaatjes geldt dat ze moeilijk te positioneren en te fixeren zijn.
GROEP II
- Groep II bevat 5 varianten. Ook hier is alleen gekeken naar de linkersteunen.
- De produkten met de codenummers: 0627295, 0102254 zullen veel moeilijkheden geven als die gemaakt moeten worden in de cel. De produkten bestaan uit veel platen die moeilijk te positioneren en te fixeren zijn. De andere drie varianten zijn wel goed te gebruiken. Ook hier zijn sommige varianten voorzien van extra verstevigingspiaatjes waarvoor geldt dat ze moeilijk te positioneren en te fixeren zijn.
GROEP III
- Groep III bevat in totaal 6 varianten, namelijk: groep aantal varianten
III 3
IV 2
V 1
6
Ook hier is alleen gekeken naar de linker steunen.
- De produkten van deze groep bestaan uit een subsamenstelling, bus-flens en een bevestigingsplaat met evt. een extra verstevigingsplaat.
De subsamenstelling bus-flens van deze groep verschilt van groep II. De flenzen verschillen van beide groepen en ook de manieren van assembleren verschillen.
De verstevigingsplaat zal veel problemen geven bij het positioneren en het fixeren.
In bijlage 2 worden de 3 groepen vergeleken.
---5--§ 2.3 PRODUKTKEUZE
Om na 500-uur te komen tot een werktekening van een draagblok kan maar voor één remcilindersteun of meerdere nauwelijks van elkaar verschillende remcilindersteunen een draagblok ontworpen worden. Groep IV is dan de groep waarmee begonnen wordt.
Groep IV bevat een bus-flens. Aan een draagblok voor de
busflens-verbinding hebben al 3 studenten gewerkt, Knops en van der Net en Martens. De ideeën van Knops en van der Net zijn echter niet verder te gebruiken omdat de veronderstellingen waar zij van uit zijn gegaan reeds veranderd zijn. Het Concept van Martens is wel te gebruiken.
Groep IV is niet al te moeilijk produkt om me te beginnen.
De groepen III, IV en V zijn de nieuwste remcilindersteunen van DAF, die in de grootste aantallen gemaakt worden.
Groep IV vertoont geometrisch gezien veel overeenkomsten met de groepen III en V. De bus-flens verschillen alleen in de positie van de flens op de as en de lengte van de bus. Bij het ontwerpen van het draagblok voor de bus-flens zal ook gekeken worden naar
de groepen III en
v.
De bewerkingvolgorde van de remcilindersteunen van de groepen III, IV en V is te vinden in bijlage 3.
--3 CONCEPT DRAAGBLOK
§ 3.1 INLEIDING
Het transport tussen de verschillende bewerkingsstations zal verzorgd worden door een transportsysteem, het VTS-100 van Philips, met draagblokken. Tussen de draagblokken zal geen binding bestaan. De draagblokken worden niet noodzakelijk gelijktijdig en niet gedwongen verplaatst.
De funkties van het draagblok zijn samen te vatten in primaire en secundaire funkties.
De primaire funkties van het draagblok zijn:
- het dragen van één of meerdere produkten in wording, - het produkt op het draagblok positioneren en fixeren,
- onderdelen meevoeren die straks deel uitmaken van een enkel eindprodukt.
De secundaire funkties van het draagblok zijn: - meevoeren van hulpgereedschap,
- meevoeren van een werkblok, - het dragen van informatie,
- het dragen van een reeks bewerkte produkten, - fungeren als deel van de verpakking.
De eisen die aan het draagblok gesteld worden zijn: 1 Het draagblok moet onbemand functioneren.
2 Hechten en lassen vindt op het draagblok plaats.
Nadat de onderdelen op het draagblok zijn toegevoerd, gaat het draagblok naar de lasrobot, waar de onderdelen eerst gehecht en vervolgens gelast worden.
3 De massa van het draagblok + produkt mag niet groter zijn dan 100 kg.
4 De werkruimte is 660 x 660 x 660 mm.
Toevoeren van onderdelen vindt ook plaats binnen deze ruimte.
---7--5 Het draagblok moet gepositioneerd en gefixeerd kunnen worden.
6 De onderdelen van het produkt moeten gepositioneerd en
gefixeerd worden op het draagblok.
7 Er moet ruimte vrijgehouden worden voor de lastoorts.
8 Er moet ruimte vrijgehouden worden voor de toe- en
afvoerinrichting. De onderdelen worden van boven toe- en
afgevoerd.
9 Geen kabelaansluitingen van het draagblok tijdens transport.
Tijdens transport van het draagblok kan het draagblok niet van buiten van energie voorzien worden.
10 Het draagblok moet een informatiedrager bevatten.
De wensen die aan het draagblok gesteld worden zijn:
1 Het draagblok moet bestand zijn tegen omgevingsinvloeden;
hitte, vuil (lasspatten) enz. (Dit is deels ook een eis.)
2 Betrouwbaar.
Dit houdt ook in dat een maatspreiding van de onderdelen geen problemen mag opleveren.
3 Onderhoudsvriendelijk.
4 Eenvoudige constructie.
5 Modulaire opbouw van het draagblok.
6 Uitwisselbaarheid van de draagblok onderdelen moet eenvoudig
te realiseren zijn.
7 De lasspleet klein houden.
8 Flexibiliteit.
Als veel verschillende produkten op een draagblok gemaakt kunnen worden neemt het aantal verschillende draagblokken af.
9 Er moet een snelle koppeling van de energievoorziening met het
draagblok tot stand kunnen komen.
10 Verbetering van de kwaliteit van het produkt.
In de normale produktie is geen grotere kwaliteit vereist dan
gevraagd wordt. Dit werkt alleen maar kosten verhogend.
Aangezien de FALC-cel opgezet wordt voor onderzoek, wordt hier wel gestreefd naar hogere kwaliteit.
Bij het construeren van een draagblok voor groep IV kunnen twee
deelproblemen onderscheiden worden ten aanzien van het
--positioneren en fixeren van de onderdelen. Deelprobleem I is het positioneren en fixeren van de bus-flens. Deelprobleem II is het positioneren en fixeren van de bus-bevestigingsplaat. Andere deelproblemen bij het construeren van het draagblok zijn: III de interface van transportsysteem/manipulator en draagblok en IV de energievoorziening en sensoren van het draagblok. Deze deel-problemen zijn ook terug te vinden in de projektstrategie, bijlage 1.
De deelproblemen zullen achtereenvolgens behandeld worden. Eerst wordt het probleem geanalyseerd dan worden een aantal alternatieven gezocht waarna, aan de hand van de eisen en wensen, een alternatief gekozen wordt. De alternatieven
keuzes staan in de bijlages.
§ 3.2 BUS-FLENS
en de
Een vervaardigde bus-flens moet aan twee voorwaarden voldoen om goedgekeurd te worden. De flens moet loodrecht op de hartlijn van de lagerbussen zitten en op de goede hoogte op de bus. Om dit te bereiken wordt de bus voorbewerkt. Aan de kant waar de flens op de bus komt te zitten wordt de bus met een passing afgedraaid. De flens wordt dan op de bus geschoven tegen de ontstane aanslag. zie bijlage 4.
Na het lassen, aan één kant van de flens, wordt de bus-flens nabewerkt. De ruimtes voor de lagers worden gedraaid en de flens wordt vlakgedraaid om lasspatten te verwijderen en enige scheefstelling tussen de bus en flens weg te werken. Deze scheefstelling mag niet te veel bedragen omdat anders de flens te dun wordt.
Een volledige beschrijving van de bewerkingen zoals die nu bij DAF plaats vinden is te vinden in bijlage 3.
---9--Van een draagblok voor de bus-flens is reeds een concept gemaakt door Martens [4]. Dit draagblok is ontworpen voor de bus-flens verbindingen van de groepen II, III, IV en V. In bijlage 5 staat een tekening van het draagblok.
Nader onderzoek, door mij, van de tekeningen van de remcilinder-steunen geven andere mogelijkheden die niet door Martens zijn onderzocht. Hierbij hoeft de flens niet meer geklemd te worden. Als de bus geklemd wordt zal automatisch ook de flens geklemd worden. zie figuur 3.2.
figuur 3.2
Een bezoek aan DAF-Westerloo leert dat het samenvoegen van de flens op de bus niet zonder hamer en een stuk pijp mogelijk is. De passing van de flens is te klein. Voor de cel betekent dit dat de cel uitgebreid moet worden met een pers. Een andere oplossing is het veranderen van de maten van de flens en de bus. Dit is niet conform de eis. In overleg met mijn begeleider, ir. Smals, en de andere leden van het FALC-team is besloten om desondanks de maatvoering van de flens te veranderen.
Er zijn nu een 3-tal mogelijkheden.
1. De buitendiameter van de pijp verkleinen.
De pijpdiameter mag dan niet kleiner worden dan de
uiteindelijke diameter. Voordelen zijn dat de bus geen
referentievlak nodig heeft en de flens niet geklemd hoeft te
---10--worden.
2. De diameter van het gat vergroten.
Nu moeten zowel de bus als de flens geklemd worden en de bus heeft een referentie vlak nodig.
3. De diameter van de bus en de flens vergroten.
De bus niet meer voorbewerken, en de diameter van het gat in de flens iets groter nemen als de diameter van de bus. Nadelen
zijn dat verschil in buitendiameters van de bussen,
bijvoorbeeld per partij, problemen kan opleveren en dat zowel de flens als de bus een referentievlak dienen te hebben. Voordeel is dat de pijp niet meer voorbewerkt hoeft te worden.
Gekozen is voor mogelijkheid 3. De produktiekosten van de bus-flens verbinding zijn het laagste omdat geen voorbewerkingen meer vereist zijn.
Het concept van Martens is een alternatief voor mogelijkheid 3. Andere al ternatieven staan in bij lage 6. In deze bij lage wordt ook en keus gemaakt uit de alternatieven. De alternatieven worden hiertoe getoetst op de eisen en wensen.
Gekozen wordt voor alternatief 6.
Bij het uitwerken van alternatief 6 moet rekening gehouden
worden met de volgende punten:
- Het toevoeren van de pin kost veel tijd. Dit kan verminderd worden door het koppelpunt van de pin met het klemmechanisme niet onder het draagblok te maken maar boven de vertikale pijp. - Tijdens het lassen van het produkt kan door vervorming van het
produkt en het draagblok Vastklemming ontstaan. Dit kan
problemen geven bij het afvoeren van het produkt. Om dit
probleem te verkleinen moet de bus krachtgesloten op de
positioneerpen zitten en moet de positioneerpen vastgehouden
kunnen worden tijdens het afvoeren van het produkt.
- Er mag geen lasstroom lopen door scharnieren en geleidingen.
Door de lasstroom via en vooraf bepaalde weg te laten lopen zal
de stroom die door de scharnieren en geleidingen loopt
--verminderd worden. Deze stroom kan tot nul gereduceerd worden door gebruik te maken van isolatiematerialen.
§ 3.3 BUS-BEVESTIGINGSPLAAT
Nadat de flens op de bus gelast is en de bus-flens nabewerkt is, worden de bevestigingsgaten in de flens aangebracht. Vervolgens kan de bevestigingsplaat op de bus gelast worden. De eisen die aan de bus-bevestigingsplaat gesteld worden zijn:
- De bevestigingsplaat moet op de goede hoogte op de bus komen te zitten. De hoogte wordt gemeten vanaf de onderkant van de flens t o t de hartlijn van de bevestigingsgaten van de bevestigingsplaat.
- De bevestigingsplaat moet onder de goede hoek ten opzichte van de flens op de bus komen te zitten.
Bij DAF wordt de bevestigingsplaat met behulp van een mal op de bus gepositioneerd. Daartoe worden de gaten van de flens en van de bevestigingsplaat gebruikt. Elk type remcilindersteun heeft z'n eigen mal. Na het pos i ticneren wordt de verstevigingsplaat gehecht op de bus. De remcilindersteun wordt uiteindelijk buiten de mal afgelast.
Bij het vergelijken van de bevestigingspiaten van de groepen III, IV en V blijkt dat bij het assembleren alleen de bevestigings-plaat van groep III over de bus geschoven kan worden. De beves-tigingsplaten van de groepen IV en V dienen op de bus geschoven te worden. Verder geldt voor alle bevestigingspiaten dat ze aan beide z.ijde op de bus gelast moeten worden.
Het draagblok voor de bevestigingsplaat-bus moet zo ontworpen zijn dat niet alleen voldaan wordt aan de geometrische eisen van de remcilindersteun maar ook dat het hechten en aflassen achter elkaar kan plaats vinden zonder dat de remcilindersteun omgespannen dient te worden.
--In bij lage 7 worden een aantal al ternatieven gegeven voor de manier waarop de bevestigingsplaat op het draagblok geplaatst kan worden en waar dan de ondersteuningspunten moeten komen te
zitten.
Het draagblok voor de bevestigingsplaat-bus zal in dit verslag niet verder uitgewerkt worden.
§ 3 • 4 INTERFACE TUSSEN DRAAGBLOK EN TRANSPORTSYSTEEM
De draagblokken moeten door het VTS-100 van Philips getranspor-teerd en gepositioneerd worden. Om het draagblok te kunnen transporteren en positioneren worden enkele eisen aan het draagblok gesteld. Deze zijn:
- De onderkant van het draagblok moet 660 x 660 mm zijn. Bij het bouwen van het transportsysteem wordt uitgegaan van deze maten. - De vlakken van het draagblok die op de kettingen van het
transportsysteem rusten moeten vlak zijn. Breedte van de vlakken 170 mm, vlakheid +/- 0.5 mm onbeladen, maximale doorbuiging 5 mm, algemene tolerantie onderzijde +/- 0. 5 mm. zie bijlage
a,
documentatie van Philips.De kettingen worden aangedreven door elektromotoren. Door de wrijving die onstaat tussen de rolletjes en de asjes van de rolletjes wordt het draagblok meegenomen.
- Niets mag onder het draagblok uitsteken.
- Het draagblok moet stapsleuven bezitten. De stapsleuven moeten op ieder hoekpunt zitten.
In de stopsleuven lopen de stops om zodoende het draagblok tot stilstand te brengen terwijl de kettingen blijven draaien.
- Op ieder hoekpunt moeten eveneens geleidings rollen zitten. De geleidings rollen verminderen de wrijving tussen draagblok en profiel.
- Aangezien in de cel ook gebruik gemaakt wordt van een
nauwkeurige positioneerunit moet het draagblok
positioneerschotels bezitten.
---13--De positioneerpennen lopen in de positioneerschotels en tillen het draagblok van de kettingen. Het draagblok wordt dan in vertikale richting tegen aanslagen gedrukt om het draagblok zodoende ook in deze richting te positioneren.
Als de positioneerschotels eenmaal zij aangebracht mag het draagblok geen zwaar verspanende bewerkingen
- De draagblokken moeten dempingsprofielen beschadigingen en geluidsoverlast te draagblokken tegen elkaar aan botsen.
meer ondergaan. bezitten. Dit om
verminderen als - Het draagblok moet een informatie drager bevatten zodat het
draagblok herkend kan worden.
Martens ging bij het construeren van het draagblok nog uit van het BOSCH transportsysteem. Bij het BOSCH-systeem wordt het draagblok opgebouwd uit en universeel deel, dat door BOSCH geleverd wordt, en een specifiek deel. Aan het universele deel worden eisen gesteld als vlakheid van de loopvlakken, stopsleuven etc. en aan het specifieke deel worden alleen eisen gesteld aan de afmetingen en de aanwezigheid van positioneer-gaten. Bij het Philips systeem is geen universeel draagblok verplicht maar wel mogelijk. Voor- en nadelen van een universeel draagblok worden in onderstaande tabel onderzocht. Hierbij wordt ook onderscheid gemaakt naar de binding die bestaat tussen universeel draagblok en specifiek draagblok mits natuurlijk een universeel draagblok wordt toegepast.
ALT 1: Geen universeel draagblok.
In het draagblok worden de stopsleuven etc. aangebracht. zie figuur 3.4.3a.
ALT 2: Wel een universeel draagblok.
Het specifieke deel wordt op het universele draagblok gebouwd. De twee delen zijn moeilijk van elkaar te scheiden. zie figuur 3.4.3b
ALT 3: Een universeel draagblok.
Het universele draagblok wordt buiten de cel (bemand) aan het specifieke draagblok vast gemaakt. (bijvoorbeeld met bouten). De positioneerschotels komen in het universele
---14--draagblok. zie figuur 3.4.3c. ALT 4: Een universeel draagblok.
Het specifieke draagblok wordt op het universele draagblok geklemd. Het klemmen en entklemmen moet in de onbemande cel kunnen plaats vinden. De positioneer-schotels komen in het specifieke draagblok te zitten. ALT 5: Een universeel draagblok.
Het specifieke draagblok komt los op het universele draagblok te staan. De pos i ticneerschotels komen in het specifieke draagblok te zitten.
CRITERIA WEEGFACTOR 1 opslaan en onderhoud . .D~RR5 BLOJ(
q
tl61/:>IN.FS i«> LL~N SIOPSLEU'I/61\1 figuur 3.4.3a figuur 3.4.3b figuur 3.4.3c 2Aangezien de cel gebruikt wordt voor kleine serie produktie van grote aantallen varianten zal er een groot aantal verschillende specifieke draagblokken zijn. Opsplitsen van het draagblok in een universeel deel en een specifiek deel is dan belangrijk.
---15--2 verschrotten van het draagblok 3 veranderen van een draagblok
2 2
Als de positioneerschotels eenmaal aangebracht zijn mag het draagblok geen zwaarverspanende bewerkingen ondergaan daar de positioneernauwkeurigheid in gevaar kan komen. Aangezien de cel opgezet wordt voor onderzoek moet een draagblok makkelijk te veranderen zijn.
4 construeren van een nieuw draagblok 2
5 positioneernauwkeurigheid 2
6 massa en ruimte 1
7 eenvoudige constructie 1
CRITERIA AI:!T.1 ALT.2 A;LT.3 ALT.4 ALT.5
1 1 2 1 2 2 4 3 6 3 6 2 1 2 2 4 3 6 3 6 3 6 3 1 2 1 2 2 4 1 2 1 2 4 1 2 2 4 3 6 2 4 2 4 5 3 6 3 6 2 4 3 6 3 6 6 3 3 2 2 2 7 3 3 2 1 3 totaal 13 20 15 24 16 29 15 27 17 29
Tijdens het FALe-team overleg is besloten dat van mogelijkheid 4 moet worden uitgegaan. Er wordt een universeel draagblok geconstrueerd dat voor alle in de toekomst te construeren specifieke draagblokken te gebruiken moet zijn.
De wensen die aan het universele draagblok gesteld worden zijn: - minimale hoogte
- gewicht zo laag mogelijk - slijtvast
- onderhoudsvriendelijk
- bestand tegen omgevingsinvloeden - eenvoudige constructie
Het universele draagblok en de koppeling tussen universeel en specifiek draagblok worden hier niet verder uitgewerkt omdat er nog niet genoeg informatie van Philips is. zie bijlage 9.
---16--§ 3. 5 ENERGIEVOORZIENING EN SENSOREN
ENERGIEVOORZIENING
Op het draagblok staan verschillende mechanismen, sensoren en regelkompanenten die van energie voorzien moeten worden. Voorts moet het draagblok geaard worden voor het doorvoeren van de lasstroom. Daar het draagblok geen continue kabel aansluiting kan bezitten, dit geeft grote problemen tijdens transport, stellen Martens, Vlemmings en Vosters voor om gebruik te maken van een snelkoppeling. Een snelkoppeling bestaat uit een aantal pluggen die tegelijk gekoppeld en ontkoppeld kunnen worden. De energie die doorgevoerd wordt kan van velerlei aard zijn. Kijkend onder andere naar de vooronderzoeken van de 3 draagblokken gaat het om electriciteit, perslucht, meetsignalen, stuursignalen en de lasstroom. Het aantal pluggen kan geschat worden op:
- perslucht 1-10 - electriciteit 0-12 - stuursignalen - meetsignalen - lasstroom 0-40 0-40 1
Indien gebruik gemaakt wordt van 1 persluchtleiding die op het draagblok gesplitst wordt neemt het aantal luchtslangen af. Nadeel is niet alleen dat het aantal draden van de stuursignalen toeneemt maar ook dat op het draagblokken ventielen moeten komen te staan die niet door de lasstroom gestoord mogen worden. Aan het eerste nadeel kan tegemoet gekomen worden door gebruik te maken van bijvoorbeeld optische technieken.
Criteria waar een snelkoppeling aan moet voldoen zijn: - groot aantal pluggen op een klein oppervlak
- hoge veiligheid - bestand tegen vuil - goede verbinding
- controle mogelijkheid of de verbinding goed tot stand gekomen is
- hoge doorstroomcapaciteit, lage weerstand
---17--- storingsvrije signaaloverdracht - onbemand koppelen
In de voor verslagen van de 3 draagblokken wordt voorgesteld om gebruik te maken van de snelkoppeling van STÄUBLI. In de folders van STÄUBLI wordt beweerd dat aan de gegeven criteria wordt voldaan.
PLAATS VAN PE KOPPELING
De snelkoppeling kan in principe op elk willekeurige vlak van het
draagblok komen te zitten. Ook aan de onderkant, het
transport-systeem biedt hier ruimt toe.
Een keus kan gemaakt worden aan de hand van de volgend criteria.
- inbouwruimte voor de koppeling
- bereikbaarheid van de koppeling
- invloed van vuil
- nog te ontwerpen draagblokken
Als de keus eenmaal gemaakt is ligt daarmee voor alle in de toekomst te ontwerpen draagblokken vast waar de aansluiting komt te zitten.
kriteria onder boven zijkant voor achter
inbouwruimte 1 1 1 1 1 bereikbaarheid 3 1 2 0 0 vuil 1 1 2 2 2 nieuwe draagblokken 2 Q 1 1 1 TOTAAL 7 3 6 4 4
De koppeling komt aan de onderkant van het draagblok.
Op het probleem van de snelkoppeling wordt in dit verslag verder niet ingegaan. Wel moet worden opgemerkt dat een eenmaal gekozen koppeling met een aantal pluggen consequenties heeft voor de nog te ontwerpen draagblokken.
SENSOREN
Het onbemand funktioneren van het draagblok houdt in dat
gecontroleerd moet worden of alle handelingen goed zijn
---18--uitgevoerd en op het juiste tijdstip.
De controle kan uitgevoerd worden met behulp van sensoren. Er zijn verschillende type sensoren in de handel verkrijgbaar, bijvoorbeeld microswitches, fotocellen, inductieve opnemers, reedschakelaars, vloeistofschakelaars, drukopnemers, camera's enz. Een keus uit de verschillende sensoren kan gemaakt worden door ze te toetsen op de volgende criteria.
- bestand tegen omgevingsinvloeden - betrouwbaarheid - instelbaarheid - prijs - eenvoudig - toepasbaarheid - multifunctioneel
Of een bepaald type sensor gekozen wordt kan afhangen of dat type sensor op bijvoorbeeld elk draagblok of zelfs in de hele cel toegepast kan worden.
Een keus uit één of meerdere type sensoren voor het draagblok wordt niet gemaakt. Wel staat in bijlage 10 een flowchart van het toevoeren van de onderdelen bus en flens met daarbij het aantal handelingen dat gecontroleerd moet worden.
---19--4 SPECIFIEKE DRAAGBLOK
§ 4.1 INLEIDING
Bij het ontwerpen van het draagblok wordt alleen nog aandacht geschonken aan de bus-flens. Er wordt uitgegaan van het gekozen al ternatief 6 uit hoofdstuk 3 . 2. Een aantal problemen kan dan onderscheiden worden. Deze zijn :
- Bevestiging van de vertikale pijp op het draagblok - positioneerpen
- de veer
- klemmen van de bus - klemmen van de flens
- En als bovenstaande problemen uitgewerkt zijn kan het frame ontworpen worden.
§ 4.2 BEVESTIGEN VAN DE VERTIKALE PIJP OP HET DRAAGBLOK
Het bevestigen van de pijp op het draagblok houdt in dat de positie van de pijp op het draagblok vastgelegd wordt. De eisen die hieraan gesteld worden, kunnen afgeleid worden uit de funktie van de pijp.
De funktie van de pijp is tweeledig. - Als geleiding van de positioneerpen.
Nadat de flens is toegevoerd wordt de positioneerpen op de pijp geschoven. Op de positioneerpen wordt vervolgens de bus geschoven.
De positioneerpen positioneert zowel de flens als de bus. De flens wordt door de positioneerpen alleen in het horizontale vlak gepositioneerd terwijl de flens ook in vertikale richting wordt gepositioneerd door de positioneerpen.
- De pijp dient als geleiding voor de klem van de bus.
--De plaats van de ingeklemde pijp in het X, Y-vlak maakt voor de positioneernauwkeurigheid van de flens ten opzichte van de bus niets uit. De plaats van de pijp zal alleen van belang zijn voor de plaats van de lasnaad en de nauwkeurigheid waarmee de lasrobot de lasspleet kan vinden.
De lengte van het stuk pijp dat boven het draagblok uitsteekt zal voor de postioneernauwkeurigheid van het produkt niets uitmaken mits natuurlijk de bovenste geleiding van de positioneerpen op de pijp zit.
De hoek die de (hartlijn van de) pijp maakt met de vertikale as is wel belangrijk. De hoek tussen (de hartlijn van) de pijp en het vlak waar de flens op rust bepaald de uiteindelijke hoek tussen flens en (de hartlijn van de) bus. Ook zal de hoek van de (hartlijn van de) pijp ten opzichte van het vlak waar de positioneerpen op komt te rusten (oplegvlak) van belang zijn. Bij scheefstelling zullen de krachten die de klem van de bus uitoefend op de bus niet symmetrisch zijn ten opzicht van de normaal van het oplegvlak. Hierdoor kan scheefstelling van de positioneerpen met de bus ontstaan.
Er kunnen nu een aantal alternatieven gevonden worden waaruit één alternatief gekozen kan worden. zie bijlage 11.
Gekozen wordt voor alternatief 10.
§ 4.3 POSITIONEERPEN
Dè pos i ticneerpen pos i tieneert de flens en de bus. Daarom moet de speling tussen de positioneerpen en de pijp zo klein mogelijk zijn. Dit terwijl de positioneerpen toch makkelijk op de pijp geschoven moet kunnen worden. Dit zelfde geldt eveneens voor de bus die op de positioneerpen geschoven wordt. Het verschil tussen
---21--de bus-positioneerpen en positioneerpen-pijp is dat de positioneerpen altijd dezelfde is, waar de diameter van bekend is, terwijl de bus nooit dezelfde is.
In bijlage 12 worden een aantal alternatieven geven voor lageren van de positioneerpen op de pijp. Tevens wordt in deze bijlage en keus gemaakt uit de alternatieven. In bijlage 13 wordt een aantal alternatieven gegeven voor de bus-positioneerpen en een keus gemaakt uit de alternatieven.
Voor de positioneerpen-pijp wordt gekozen voor alternatief 1 en voor de positioneerpen-bus wordt gekozen voor alternatief 3 .
§ 4.4 VEER
Bij het toevoeren van de pos i t i oneerpen mag deze niet geheel door het gat van de flens vallen voor dat de bus is toegevoerd. De flens kan dan nog verschuiven met gevolg dat de bus vastloopt op de rand van de flens. Dit kan voorkomen worden door een veer te plaatsen onder de positioneerpen. Er zijn ook andere alternatieven denkbaar. In bijlage 14 staan enkele alterna-tieven.
Gekozen wordt voor alternatief 3.
§ 4.5 KLEMMEN VAN DE BUS
Nadat de bus gepositioneerd is moet die gefixeerd worden zodat de bus tijdens het transport niet van zijn plaats kan verschuiven. Hiervoor.wordt gebruik gemaakt van een klem die boven op de bus drukt en waarvan de "arm" door de pijp loopt. Dit is besloten in hoofdstuk 3.2, deelprobleem bus-flens.
---~---22--De klem heeft nog een andere funktie. Nadat de flens geklemd is moet de positioneerpen met de bus door het gat van de flens gedrukt worden tot op het aanlegvlak. Ook hier moet de klem voor zorgen.
Bij het zoeken naar al ternatieven kan een onderscheid gemaakt worden tussen een pin die door het toevoermechanisme toegevoerd wordt of een pin waarvan de kop vergroot of verkleind kan worden. In bijlage 15 worden van beide principes een aantal alternatieven gegeven. Tevens wordt in deze bij lage een keus gemaakt uit de alternatieven.
§ 4. 6 KLEMMEN VAN DE FLENS
De flens moet geklemd worden zodat die op zijn plaats blij ft zitten. Als de flens eenmaal aan de bus gehecht is kunnen de klemmen dan ook weggenomen worden daar ze anders in de weg zitten voor de lastoorts.
In bij lage 16 staan een aantal al ternatieven. Tevens wordt in deze bijlage een keus gemaakt uit de alternatieven.
§ 4.7 OPMERKINGEN
Niet alle boven behandelde problemen worden door mij verder uitgewerkt tot ontwerptekeningen en detailtekeningen. Hier heb ik de tijd niet meer voor. De volgende problemen worden door mij verder uitgewerkt: positioneerpen en klemmen van de flens. De andere problemen worden uitgewerkt door van Berkel en Verstraete. Mijn resultaten zijn de uitgangspunten van hun. Een uitzondering hierop vormt het klemmen van de bus. Zij gaan zelf nog alternatieven bedenken.
--5 POSITIONEERPEN
Er moet een tweetal positioneerpennen ontworpen worden. Verschil in beide positioneerpennen komt voort uit de hoogte van de flens op de bus. Beide positioneerpennen zijn dan ook identiek op de hoogte "A" na. zie bijlage 23, de tekeningen van de postioneer-pen.
LAGERBUSSEN
In de handel zijn geen standaard lagerbussen verkrijgbaar die toegepast kunnen worden.
De twee lagerbussen van de positioneerpen zijn hetzelfde. Echter de seegerringen waarmee de lagerbussen zijn opgesloten verschillen. De onderste seegerring heeft een grotere diameter. Dit omdat boven geen ruimte is voor een grotere seegerring en van de onderste seegerring moet de binnendi~meter enkele milimeters groter zijn dan de buitendiameter van de pijp. De onderste lagerbus moet de positioneerpen positioneren op de pijp tijdens het toevoeren.
MATERIAAL
om te voorkomen dat de lasstroom door de lagerbussen loopt kunnen de lagerbussen of de positioneerpen van isolatie materiaal gemaakt worden. Echter indien gezorgd wordt voor een goede lasstroom doorvoer, door het aanbrengen van geleidingsstrippen op het draagblok, zal de stroom die door de lagerbussen loopt geminimaliseerd worden terwijl de lagerbussen of de positioneerpen niet van isolatie materiaal gemaakt zijn. Voor deze laatste oplossing wordt gekozen.
Het materiaal van de lagerbussen is brons. Het materiaal van de positioneerpen is Fe 360.
DRUKKOGELS
De drukkogels die de bus positioneren op de positioneerpen zijn van de firma KIPP. Bestelnummer: 90307-05. zie bijlage 17.
---24--6 KLEM VAN DE FLENS
De flens wordt geklemd door twee identieke klemmen. Beide klemmen staan recht tegenover elkaar op de diagonaal van het draagblok. De tekeningen van de klem staan in bijlage 24.
KLEMKRACHT
Om tijdens transport van het draagblok, als het draagblok niet voorzien is van energie, de flens toch te klemmen wordt gebruik gemaakt van een kniemechanisme. Om de klemkracht te kunnen beheersen, zodat de klem zelf niet kapot gedrukt wordt, wordt een veer ingebouwd. De veer moet zorgen voor de kiemkracht. Zonder veer bepaalt de stijfheid van het mechanisme de kiemkracht.
De veer kan op een 5-tal plaatsen worden ingebouwd. zie figuur 6 .1. In bij lage 18 worden voor de verschillende plaatsen een aantal alternatieven gegeven. Met behulp van de tabel die ook in deze bijlage staat wordt gekozen voor alternatief 3.
De luchtcilinder die het mechanisme beweegt is van Martonair, type RM/8025/80/L/F. zie bijlage 19.
In bijlage 20 wordt de veer berekend. Type veer dat gekozen wordt: Tevema, drukveer, pianostaal D12690.
LAGERS
De stang moet makkelijk op en neer geschoven kunnen worden. Daartoe kunnen in de blokken waardoor de stang loopt lagerbussen geperst worden. Dit is constructief gezien geen makkelijke oplossing. Makkelijker is het om de blokken geheel van lagermateriaal te maken. Indien de lagers versleten zijn moeten
---25--dan wel de hele blokken vervangen worden. Dit is niet duurder en geeft niet meer werk dan het vervangen van de lagerbussen. Daarom wordt gekozen voor deze oplossing. Het materiaal van de blokken
is brons.
VOET
De voet van de klem bestaat uit een bout met een speciale beweegbare kop. Type: KIPP, bestelnummer: 90524-08. zie bijlage
21.
DRAAIVEER
Om te voorkomen dat tijdens het klemmen de voet van de klem tegen de flens oploopt, wordt een draaiveer in de voet aangebracht. zie bijlage 24. Bereken van de veer staat in bijlage 22.
LASSTROOM
Om te voorkomen dat de lasstroom door de lagers van de klem loopt, wordt de voet van klem voorzien van een isolerende laag.
BEVESTIGING VAN DE KLEM
Het bevestigen van de klem aan het frame wordt verzorgd door Verstraete en van Berkel, die ook het frame van het draagblok construeren.
---26--LITERATUURLIJST
[1] Verbaarschot B.J.; Globale lay-out van de TUE-cel, transport- en positioneersysteem, interface afspraken; rapportnummer WPA-0465; augustus 1987.
[2] Verbaarschot B.J., Knops F.N.M., Net J.F.J. van der; Produktanalyse; rapportnummer WPA-0422; april 1987.
[3) Duits M.A.J.M.; Vergelijken transportsystemen, opstellen lay-out voor de proefopstelling van het transportsysteem; rapportnummer WPA-0546; februari 1988.
[4] Martens H.A.E.; Concept voor een draagblok, geschikt voor een cilinder-flens verbinding van de DAF-produktfamilie remcilindersteunen; rapportnummer WPA-0513; november 1987. [5] Vlemmings A.G.W.; Het ontwerpen van een specifiek
draagblok, geschilt voor onderveerplaten, te gebruiken in een flexibele onbemande assemblage en lascel; rapportnummer WPA-0487; december 1987.
[6] Vosters P.M.H.; Het ontwerpen van een draagblok, geschikt voor de produktfamilie ringvormsteunen, te gebruiken in een flexibele assemblage- en lascel; rapportnummer WPA-0543; februari 1988.
[7] Ontwerpkunde Methodiek en Werktuigonderdelen Deel III; Technische Universiteit Eindhoven; vakgroep werktuigkundig ontwerpen voor de procestechniek; dictaatnummer 4. 52 6. 2; oktober 1984.
[ 8] Hoek Prof. ir. W. van der; Het voorspellen van dynamisch gedrag pos i tioneeringsnauwkeurigheid van constructies en mechanismen; dictaatnummer 4007; 1985
[9] Raaymakers A.A.,Reker E.A.G., Verroeuien J.B.; Tekenhandleiding voor de werktuigbouw; dictaatnummer 4.542.0; juni 1983.
