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EOL-Roboter-Prüfzellen
Der Prüfstand ist als Steharbeitsplatz aufgebaut und beinhaltet im Wesentlichen folgende Komponenten:

  • Massives, geschweißtes Stahlrohr-Maschinengrundgestell
  • Schutzverkleidung
  • Schiebetisch mit Wechselsatz zur Prüflingsaufnahme
  • Mitsubishi Mehrachs-Roboter mit Pneumatikgreifer
  • Messkopf
  • Elektrische- und pneumatische Energieversorgungseinheit
  • Anzeige- und Bedienelemente
  • Tastatur
  • Mess- & Steuerschrank Fa. MCD




Zur genauen Ermittlung der Tasten-Betätigungskräfte und Aufnahme des Kraft-Wege-Diagramms ist ein Kraft-Wege-Modul eingesetzt mit folgenden Komponenten:

Die Erfassung und Auswertung der Messdaten erfolgt durch eine Messkarte von NI, die entsprechende Software & Hardware wurde von der Fa. MCD entwickelt. Die gesamte Einheit kann in einer Aufnahme positionsgenau über eine konische Fixierbuchse „geparkt“ werden.

Anwendungen
  • Kraft-Weg-Messungen zur
    - Prüfung von Tastaturen und Bedienelementen
    - Messung von mechanischen Elementen
  • Prüfung von Schaltpositionen
Aufbau
  • Servoantrieb
  • Kraftsensor mit Verstärker
  • mechanische Halterung
  • optional erfolgt die Positionierung des Messsystems über einen Roboter
Funktion
  • Positionierung der Messspitze
  • Softland (Antasten) für exaktes Aufsetzen auf den Tasten
  • Aufzeichnung der Kraft-/Wege-Kurve für verschiedene Bewegungsrichtungen mit Synchronisation zwischen Kraft und Weg
  • Endabschaltung über Kraft oder Weg
  • Sofortige oder spätere Auswertung der Messwerte und des Kurvenverlaufs über - Hüllkurve
    - Fensterbereich
    - Minimum / Maximum
    - u.a.
  • Einbindung der Steuerungs- und Auswertesoftware in eine Vielzahl von Windowsprogrammen über COM-Schnittstelle (COM-Server)
  • Parametrierbare Filterung der Kurvendaten



Messbereiche
Die Mess- bzw. Wertebereiche sind stark projektspezifisch und hängen vom verwendeten Antrieb und Kraftsensor ab. In folgender Tabelle sind exemplarisch die Wertebereiche eines Referenzprojektes aufgelistet.



Die Aufzeichnung der Kraft-Wege-Kurve erfolgt durch eine synchrone Abtastung der Kraft- und Wegmesswerte während der Tastenbetätigung. Dabei wird sowohl der Hinweg, wie auch die Rückrichtung erfasst. Die Anzahl der Messpunkte hängt dabei von der Messgeschwindigkeit und dem Tastaturhub ab. In einer Sekunde können im obigen Beispiel 300 Sample aufgezeichnet und ausgewertet werden. Bei einem Tastenhub von 3 mm und einer Geschwindigkeit von 2 mm/s können demnach z.B. 450 Messwerte für jede Bewegungsrichtung erfasst werden.

Optional können aber auch andere Motoren und/oder Kraftsensoren für größere Kräfte, Wege oder Genauigkeiten eingesetzt werden.



Ansteuerung der Software
Die Software zur Ansteuerung der Hardware und Auswertung der Messwerte wird in Form zweier unabhängiger Windows-Applikationen bereitgestellt.

Ein Teil der Software befasst sich mit der Steuerung des optional verfügbaren Roboters zur Positionierung des Messsystems, wo hingegen der zweite Teil ausschließlich der Ansteuerung des Messantriebes und der Erfassung der Messwerte dient.

Bei beiden Applikationen handelt es sich um eigenständige Programme, die direkt in Ihrer Oberfläche oder durch eine COM-Schnittstelle von anderen Programmen aus gesteuert werden können.

Die Konfiguration der durchzuführenden Bewegungen, Messungen und Auswertungen kann auf unterschiedliche Art- und Weise durchgeführt werden. Folgende Möglichkeiten stehen zur Verfügung:
  • Direkte Eingabe der einzelnen Parameter über Konfigurationsdialoge im Programm
  • Konfigurationsbefehle über die COM-Schnittstelle zur Parametrisierung durch andere Programme
  • Konfiguration über Parameterdateien
Die Auswertung der aufgenommenen Messwerte kann direkt durch die FDM-Software erfolgen. Es können aber auch die Messpunkte exportiert und von anderen Programmen ausgewertet werden.

Erfolgt die Auswertung durch die FDM-Software stehen folgende Mechanismen zur Verfügung:
  • Überwachung der Kraft-Wege-Kurve, ob vorgegebene Hüllkurven verletzt werden
  • Kontrolle dass beliebig vordefinierte Fensterbereiche vom Kurvenverlauf eingeschlossen sind bzw. durchlaufen werden
  • Kontrolle, dass beliebig vordefinierte Fensterbereiche vom Kurvenverlauf nicht berührt werden
  • Bestimmung des Kurvenminimums und Maximums in einem vorgegebenen Intervall, um Schaltpunkt zu ermitteln
Um unterschiedliche Umgebungseinflüsse ausgleichen zu können, bietet die Software daneben noch die Möglichkeit die aufgezeichneten Messwerte zu filtern (z.B. um Störspitzen zu entfernen) oder die Messwerte bezüglich Kraft und Weg mit konstanten Korrekturoffsets auszugleichen. Hier besteht auch die Gelegenheit, diese Offsets vom Programm selbst bestimmen zu lassen.

Ebenfalls über die COM-Schnittstelle kann im Anschluss an eine Messung, die Bewertung des Messergebnisses (Pass/Fail) oder einzelne Messwerte abgefragt werden.

EOL-Roboter-Prüfzellen (PDF-Download)



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