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Systemunabhängiges Ummanteln mit einem automatisierten externen Rüstplatz
Obwohl das Ummanteln ein fester Bestandteil des Möbel- und Ladenbaus geworden ist, gibt es nur wenige Forschungsarbeiten zur Ummantelungstechnik. Bisherige Abhandlungen betrachteten vorwiegend den Klebevorgang oder die Werkstückstoffgestaltung. Über die verwendete Maschinentechnik und deren Einfluss auf das Prozessergebnis ist nur wenig bekannt. Für eine Steigerung der Produktivität und Erhöhung der Prozesssicherheit bestehen dort ungenutzte Potenziale insbesondere hinsichtlich einer Automatisierung. Dieses stellt die Produktionstechnik und im Speziellen die Fertigungstechnik derzeit vor neue Herausforderungen. Da in der Literatur keine einheitliche Prozessbeschreibung für das Ummanteln vorhanden ist wird zuerst der Ummantelungsprozess definiert und so eine identische Prozessbetrachtung sichergestellt. Um die Ummantelungsmaschine für einen optimalen Ummantelungsprozess automatisiert und extern rüsten zu können, muss eine sichere Prozessauslegung erfolgen. Dafür wird eine Datenbasis aufgebaut, in der die Einflüsse auf die Andruckkräfte der Andruckrollen analysiert und bewertet werden. Diese basiert auf einer Betrachtung der durch die Andruckrollen aufgebrachten Kräfte während des Ummantelungsprozesses. Dabei konnte eine Korrelation zwischen Andruckkraft, Verformungsverhalten der Andruckrollenhalter und benötigter Abschälkraft des Ummantelungswerkstoffs nachgewiesen werden. Unterschiedliche Wirkflächenmaterialien der Andruckrollen werden während der Versuchsreihen ebenso wie das Erwärmungs-, Schwingungs- und Dämpfungsverhalten der Andruckrollen und Andruckrollenhalter betrachtet. In einem zweiten Schritt wird aus den gewonnenen Erkenntnissen ein Positionsmodell der Andruckrollen entwickelt. Das Modell kann die Andruckrollenposition unter Berücksichtigung von gewünschter Haftfestigkeit prozesssicher berechnen und damit prozess- und maschinenbedingte Einflüsse kompensieren. Abschließend wird ein automatisierter externer Rüstplatz für die Andruckrollenhalter aufgebaut. Basierend auf einem Montagekonzept ist dieser in der Lage, autark und mit hinreichender Genauigkeit bei einer hohen Prozessverfügbarkeit, die Halter unter Verwendung der Daten des Positionsmodells zu montieren. Die Praxistauglichkeit des Rüstplatzes wird durch Ummantelungsversuche bestätigt. Die erzielten Ergebnisse stellen einen großen Entwicklungsschritt zu einem wirtschaftlichen und reproduzierbaren Ummantelungsprozess dar. Das hauptzeitparallele Rüsten der Andruckrollenhalter einer Ummantelungsmaschine kann somit automatisiert, prozesssicher und im industriellen Maßstab erfolgen. Darüber hinaus wird es erstmalig möglich die Ummantelungstechnik in die rechnergestützte Produktion zu integrieren.
Although the wrapping of materials made of derived timber products or plastics has become an integral part of the furniture- and interior design, little research on wrapping technology has been done so far. Previous research papers considered mainly the bonding process or the substrate design. About the used machinery and its influence on the process result little is known. For increasing productivity and increasing process reliability there is still a lot untapped potential especially concerning automation solutions. This represents new challenges for the production technology and especially manufacturing techniques. To get the wrapping machine started for an optimal coating process with an automated and external setup of the rollers, the process design must be reliable. For this, a database is established, where the influences on the pressure forces of the rollers are analyzed and evaluated. This is based on a consideration of the contact forces during the coating process and presents a correlation between contact force, deformation behavior of rollers and roller support and required peel strength of the lamination material. Different tape binding materials of the pressure rollers are considered during the test series as well as heating-, vibration- and damping behavior of the pressure rollers and roller support. In a second step, a simulation model called "position-offset-model" for the pressure-roller was developed based on information of the database. The model calculates the roller position offset by taking into account the required bond strength, and thus the pressure force of the roller. Finally, the model has the ability to compensate process- and wrapping machine influences and ensures constant pressure forces for the rollers. Finally, an automated external set-up place is developed for the roller supports. Based on a concept for the assembly of the roller supports, the set up place is able to assemble the roller supports independently and with reasonable accuracy at high process availability. The set up place takes the data of the "pressure-roller-position-offset-model" into account. The practical suitability of the set-up place is confirmed by wrapping experiments. The results are a major development step towards an economic and reproducible coating process and enable the industrial application of the automated, reliable and production-time-parallel setup of the roller supports for the next product. For the first time it's possible to integrate the wrapping technology into a computer integrated manufacturing system.
Systemunabhängiges Ummanteln mit einem automatisierten externen Rüstplatz
Obwohl das Ummanteln ein fester Bestandteil des Möbel- und Ladenbaus geworden ist, gibt es nur wenige Forschungsarbeiten zur Ummantelungstechnik. Bisherige Abhandlungen betrachteten vorwiegend den Klebevorgang oder die Werkstückstoffgestaltung. Über die verwendete Maschinentechnik und deren Einfluss auf das Prozessergebnis ist nur wenig bekannt. Für eine Steigerung der Produktivität und Erhöhung der Prozesssicherheit bestehen dort ungenutzte Potenziale insbesondere hinsichtlich einer Automatisierung. Dieses stellt die Produktionstechnik und im Speziellen die Fertigungstechnik derzeit vor neue Herausforderungen. Da in der Literatur keine einheitliche Prozessbeschreibung für das Ummanteln vorhanden ist wird zuerst der Ummantelungsprozess definiert und so eine identische Prozessbetrachtung sichergestellt. Um die Ummantelungsmaschine für einen optimalen Ummantelungsprozess automatisiert und extern rüsten zu können, muss eine sichere Prozessauslegung erfolgen. Dafür wird eine Datenbasis aufgebaut, in der die Einflüsse auf die Andruckkräfte der Andruckrollen analysiert und bewertet werden. Diese basiert auf einer Betrachtung der durch die Andruckrollen aufgebrachten Kräfte während des Ummantelungsprozesses. Dabei konnte eine Korrelation zwischen Andruckkraft, Verformungsverhalten der Andruckrollenhalter und benötigter Abschälkraft des Ummantelungswerkstoffs nachgewiesen werden. Unterschiedliche Wirkflächenmaterialien der Andruckrollen werden während der Versuchsreihen ebenso wie das Erwärmungs-, Schwingungs- und Dämpfungsverhalten der Andruckrollen und Andruckrollenhalter betrachtet. In einem zweiten Schritt wird aus den gewonnenen Erkenntnissen ein Positionsmodell der Andruckrollen entwickelt. Das Modell kann die Andruckrollenposition unter Berücksichtigung von gewünschter Haftfestigkeit prozesssicher berechnen und damit prozess- und maschinenbedingte Einflüsse kompensieren. Abschließend wird ein automatisierter externer Rüstplatz für die Andruckrollenhalter aufgebaut. Basierend auf einem Montagekonzept ist dieser in der Lage, autark und mit hinreichender Genauigkeit bei einer hohen Prozessverfügbarkeit, die Halter unter Verwendung der Daten des Positionsmodells zu montieren. Die Praxistauglichkeit des Rüstplatzes wird durch Ummantelungsversuche bestätigt. Die erzielten Ergebnisse stellen einen großen Entwicklungsschritt zu einem wirtschaftlichen und reproduzierbaren Ummantelungsprozess dar. Das hauptzeitparallele Rüsten der Andruckrollenhalter einer Ummantelungsmaschine kann somit automatisiert, prozesssicher und im industriellen Maßstab erfolgen. Darüber hinaus wird es erstmalig möglich die Ummantelungstechnik in die rechnergestützte Produktion zu integrieren.
Although the wrapping of materials made of derived timber products or plastics has become an integral part of the furniture- and interior design, little research on wrapping technology has been done so far. Previous research papers considered mainly the bonding process or the substrate design. About the used machinery and its influence on the process result little is known. For increasing productivity and increasing process reliability there is still a lot untapped potential especially concerning automation solutions. This represents new challenges for the production technology and especially manufacturing techniques. To get the wrapping machine started for an optimal coating process with an automated and external setup of the rollers, the process design must be reliable. For this, a database is established, where the influences on the pressure forces of the rollers are analyzed and evaluated. This is based on a consideration of the contact forces during the coating process and presents a correlation between contact force, deformation behavior of rollers and roller support and required peel strength of the lamination material. Different tape binding materials of the pressure rollers are considered during the test series as well as heating-, vibration- and damping behavior of the pressure rollers and roller support. In a second step, a simulation model called "position-offset-model" for the pressure-roller was developed based on information of the database. The model calculates the roller position offset by taking into account the required bond strength, and thus the pressure force of the roller. Finally, the model has the ability to compensate process- and wrapping machine influences and ensures constant pressure forces for the rollers. Finally, an automated external set-up place is developed for the roller supports. Based on a concept for the assembly of the roller supports, the set up place is able to assemble the roller supports independently and with reasonable accuracy at high process availability. The set up place takes the data of the "pressure-roller-position-offset-model" into account. The practical suitability of the set-up place is confirmed by wrapping experiments. The results are a major development step towards an economic and reproducible coating process and enable the industrial application of the automated, reliable and production-time-parallel setup of the roller supports for the next product. For the first time it's possible to integrate the wrapping technology into a computer integrated manufacturing system.
Systemunabhängiges Ummanteln mit einem automatisierten externen Rüstplatz
Strauß, Henning (Autor:in)
2012
202 Seiten, Bilder, Tabellen, 133 Quellen
Hochschulschrift
Deutsch
Ummantelung , Prozessbeschreibung , Prozessauslegung , Ladenbau , Systemtechnik , Anlagentechnik , Möbelindustrie , Produktivität , Prozesssicherheit , Datenbasis , Werkstück , Haftfestigkeit , Versuchsreihe , Beschichtungsverfahren , Kontaktkraft , rechnerintegrierte Fertigung , industrielle Anwendung
Verfahren zum Ummanteln von Profilen, die einen Dichtungsstreifen aufweisen und Druckrollenanordnung
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