Um ihren Studenten die neueste verfügbare Technologie zur Verfügung zu stellen, baut die Fachhochschule Aachen eine Industrie 4.0 Modellfabrik, um den Arbeits- und Prozessablauf in der Industrie 4.0 zu demonstrieren. Derzeit werden mehrere Stationen zur Herstellung von E-Longboards entworfen und gebaut. Die Idee ist, dass der Kunde seine Bestellung im Webshop der Fachhochschule Aachen aufgibt und diese direkt in der Fabrik bearbeitet wird. Eine der Stationen ist die Lasergravurstation, wo das E-Longboard mit einem QR-Code graviert wird, um jedes E-Longboard mit einer eindeutigen ID zu versehen, die in der Datenbank gespeichert wird. Darüber hinaus hat der Kunde auch die Möglichkeit mit einer Gravur eines bestimmten Bildes, Wortes oder Designs sein E-Longboard individuell zu gestalten.
Problem:
Da die Oberfläche des E-Longboards nicht eben ist, muss der Abstand zwischen dem Lasermodul und der Oberfläche konstante gehalten werden, um ein scharfes Bild und ein gleichbleibendes Ergebnis zu gewährleisten. Dies wird mit einem Raumportal Robotersystem erreicht, bei dem das Lasermodul an der Z-Achse befestigt ist und sich in Bezug auf seinen Abstand zur E-Longboard-Oberfläche bewegt.
Es wurde ein Prototypensystem gebaut, das aus einem einfachen Zwei-Achsen-Linearrobotersystem und einer separaten Z-Achse besteht, die von einem Mikrocontroller gesteuert wird. Der Prototyp funktioniert gut und ist in der Lage, einige Bilder auf eine Holzplatte zu gravieren. Der Arbeitsbereich ist jedoch nicht groß genug, um auch nur in ein E-Longboard zu passen, und das lineare Robotersystem ist nicht robust oder stabil genug, da es viel Spiel hat, was die Effizienz des Systems verringert.
Lösung:
Zur Überwachung des Gesamtprozesses und des Auftragsflusses wird ein Cloud-Service eingesetzt. Dadurch wird sichergestellt, dass alle Daten aus der Anlage in der Datenbank gespeichert und ordnungsgemäß dokumentiert werden. Um die Fertigungszeit zu optimieren, wurde das endgültige Maschinendesign so konstruiert, dass es zwei E-Longboards in einem Durchgang aufnehmen und verarbeiten kann. Dies erfordert einen größeren Arbeitsbereich – ein größeres lineares Robotersystem. Das igus Portalrobotersystem war hier eine große Hilfe, da die Größe des Arbeitsbereichs an die Größe der Gesamtmaschine angepasst werden kann und nicht übermäßig groß sein muss. drylin-Polymerlager sorgen für weniger Reibung und eine gleichmäßige Bewegung des Linearsystems. Auch die Montage der Teile ist recht einfach und problemlos.
