CAD/CAP: Rechnergestützte Montagefeinplanung

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Diss. Reihe Fertigungstechnik, Band 12

Language
de
Document Type
Doctoral Thesis
Issue Date
2020-07-09
Issue Year
1990
Authors
Kleineidam, Gerhard
Editor
Geiger, Manfred
Feldmann, Klaus
Publisher
Carl Hanser
ISBN
3-446-16112-0
Abstract

Falling quantities, shorter product life cycles, increasing variety of variants and the need to react quickly (dates) and flexibly to market requirements make deployment more effective Planning tools for production ahead. Automated or computer-controlled manufacturing and assembly systems, in particular, require careful planning and optimization due to their high investment costs. The trend towards using computer-aided methods and procedures at the design and planning level will therefore intensify in the next few years. Using the example of task-oriented planning and programming of assembly cells, it can be shown how the effort and benefits in relation to conventional methods in the quality behave. Shorter planning and programming times contrast with larger amounts of data and increased use of hardware. The shortened learning phase can be explained by the fact that previously, specialists with IT and control skills were required to program automated assembly systems. With task-oriented programming techniques, the existing engineering knowledge of the planner can be efficiently supported based on familiar working techniques. Data formats (codes) and control details do not need to interest the operator when learning the system functions. Figure 106 summarizes the economic and qualitative advantages of using CAP tools in detailed assembly planning. However, these advantages mentioned have to be bought through an effort that is often not to be underestimated. In this context, effort means: o investments in hardware and software, o high running costs (maintenance / service contracts), o New hiring and / or training of qualified employees. o additional costs (premises, air conditioning, etc.), o Costs in the start-up phase (installation, adjustment, Disruptions of processes). For small and medium-sized companies, these costs usually represent insurmountable hurdles. However, due to falling hardware prices and the qualified personnel who will emerge from the university in a few years, a turnaround is also emerging here. Students in production engineering chairs are already being intensively prepared for the use of modern planning tools. Today, every graduate of the production technology course has gained experience in using 'CTechniques' or even participated in their development. Nevertheless, a further penetration of the use of computers in the planning can only take place if the technical problems of these tools have been eliminated. Planning tools in assembly are currently still the subject of research and development. The main problems are: o too simple models, o large amounts of data, o long response times, o unpredictable malfunctions in real operation, o limited computer graphics, o poor communication. Commercially available 'C systems' offer very simple data models. For the programming of robots, this means e.g. strong deviations between calculated and real time and positioning behavior. Due to limited communication between planning and operation, a lot of information that has already been entered is lost (insufficient interfaces). Research laboratories in industry and universities are working intensively on these problems. The present work provides the foundation for the expansion of existing tools and provides information on how these can be effectively integrated.

Abstract

Sinkende Stückzahlen, kürzere Produktlebenszyklen, steigende Variantenvielfalt und die Notwendigkeit, schnell (Termine) und flexibel auf Markterfordernisse zu reagieren, setzen den Einsatz effektiver Planungswerkzeuge für die Produktion voraus. Besonders automatisierte oder rechnergeführte Fertigungs- und Montagesysteme bedürfen aufgrund ihrer hohen Investitionskosten einer sorgfältigen Planung und Optimierung. Der Trend, rechnergestützte Methoden und Verfahren in der Konstruktions- und Planungsebene einzusetzen, wird sich deshalb in den nächsten Jahren verstärken. Am Beispiel der aufgabenorientierten Planung und Programmierung von Montagezellen läßt sich zeigen, wie sich Aufwand und Nutzen gegenüber herkömmlichen Methoden in der Planung qualitativ verhalten. Kürzere Planungs- und Programmierzeiten stehen hierbei größeren Datenmengen und verstärktem Hardwareeinsatz gegenüber. Die verkürzte Einlernphase läßt sich dadurch erklären, daß zur Programmierung von automatisierten Montageanlagen bisher Spezialisten mit Informatik- und Steuerungskenntnissen erforderlich waren. Mit aufgabenorientierten Programmiertechniken kann das vorhandene Ingenieurwissen des Planers aufgrund gewohnter Arbeitstechniken effizient unterstützt werden. Datenformate (Codes) und steuerungstechnische Details brauchen den Bediener beim Erlernen der Systemfunktionen nicht zu interessieren. In Bild 106 werden die wirtschaftlichen und qualitativen Vorteile beim Einsatz von CAP-Werkzeugen in der Montagefeinplanung zusammengefaßt. Diese genannten Vorteile müssen allerdings durch einen, häufig nicht zu unterschätzenden Aufwand, erkauft werden. Aufwand bedeutet in diesem Zusammenhang: o Investitionen in Hard- und Software, o hohe laufende Kosten (Wartungs- / Serviceverträge), o Neueinstellung und/oder Schulung von qualifizierten Mitarbeitern. o Nebenkosten (Räumlichkeiten, Klimaanlagen, usw.), o Kosten in der Anlaufphase (Installations-, Anpassungsaufwand, Störungen von Abläufen). Für kleine und mittlere Unternehmen stellen diese genannten Kosten meist unüberwindliche Hürden dar. Durch sinkende Hardwarepreise und durch das in einigen Jahren aus dem Hochschulbereich dringende qualifizierte Personal, zeichnet sich aber auch hier eine Wende ab. Studenten an fertigungstechnischen Lehrstühlen werden heute bereits intensiv auf den Einsatz moderner Planungswerkzeuge vorbereitet. So hat heute jeder Absolvent des Studiengangs Produktionstechnik Erfahrung im Umgang mit 'CTechniken' gesammelt oder sich sogar an deren Entwicklung beteiligt. Dennoch kann eine weitere Durchdringung des Rechnereinsatzes in der Planung nur dann erfolgen, wenn die technischen Probleme dieser Werkzeuge beseitigt sind. Planungswerkzeuge in der Montage sind derzeit immer noch Gegenstand von Forschung und Entwicklung. Probleme machen vor allem: o zu einfache Modelle, o große Datenmengen, o lange Antwortzeiten, o nicht planbare Störungen im Realbetrieb, o eingeschränkte Computergraphik, o mangelhafte Kommunikation. Käufliche 'C-Systeme' bieten sehr einfache Datenmodelle an. Für die Programmierung von Robotern bedeutet dies z.B. starke Abweichungen zwischen berechnetem und realem Zeit- und Positionierverhalten. Durch eingeschränkte Kommunikation zwischen Planung und Betrieb gehen zudem viele Informationen verloren, die bereits einmal eingegeben worden sind (unzureichende Schnittstellen). Forschungslaboratorien der Industrie und der Hochschulen arbeiten intensiv an diesen Problemen. Die vorliegende Arbeit liefert das Fundament für den Ausbau bestehender Werkzeuge und gibt Hinweise, wie diese effektiv integriert werden können.

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Fertigungstechnik - Erlangen
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12
Notes
Nach Rechteübertragung des Meisenbach-Verlags auf die FAU digitalisiert und online gestellt durch Geschäftsstelle Maschinenbau und Universitätsbibliothek der FAU im Jahr 2020. Koordination der Reihe: Dr.-Ing. Oliver Kreis. Für weitere Informationen zur Gesamtreihe siehe https://mb.fau.de/diss
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