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Konstruktionsprojekt 4. Jahrgang: Industrieroboter mit 4 Achsen

Im 4. Jahrgang der Abteilung „Robotik und Smart Engineering“ der HTBLA-Zeltweg müssen die SchülerInnen einen Industrieroboter mit 4 Achsen konstruieren. Hierfür werden sie in Zweier-Teams im Product Lifecycle Management System „Windchill“ organisiert. Um Ihnen ein Vergleichsmodell als Basis zur Verfügung zu stellen, wurde ein entsprechendes CAD-Modell mit „CREO 7“ erstellt. Bei der Auslegung dieses Modells wurde bewusst viel Wert daraufgelegt, möglichst viele und im Maschinenbau häufig vorkommende Maschinenelemente in die Konstruktion einfließen zu lassen:

  • Wälzlagerungen (Fest-/ Loslagerung, angestellte Lagerung)
  • Zahnräder (geradverzahntes Stirnradgetriebe)
  • Zugmittelgetriebe (Zahnriemen)
  • Welle Nabe Verbindungen (Längspressverband)
  • Schraubverbindungen, Passstifte
  • Tellerfedern, Sicherungselemente und Dichtungen

 

 

Die SchülerInnen müssen anhand der Vorgaben (Masse der einzelnen Bauteile, maximale Traglast, Winkelgeschwindigkeiten, Beschleunigungszeiten etc.) die Auslegung und Auswahl der Servomotoren für die jeweiligen Achsen selbständig vornehmen. Die Berechnung von Lagerkräften, Lagerlebensdauer, Längspressverband, der Fundamentbefestigung und Dauerfestigkeitsnachweise von kritischen Wellenquerschnitten komplettieren die Aufgabenstellung.

Alle Bauteile dieses Modells wurden fertigungsgerecht konstruiert, wobei die Gehäusebauteile sowie die Roboterarme als Druckgussteile bzw. Sandgussteile ausgeführt wurden. Die Zusammenbaugruppe des Roboters kann über die Anwendung „CREO-Mechanismus“ animiert werden. Diese steht den Schülern auch als Augmented Reality Modell für die Begutachtung mit der Microsoft HoloLens 2 zur Verfügung.