fischertechnik: Spulen Wickelmaschine

Описание: 1 Aufgabenstellung

Das Gerät soll eine Spule mit Kupferbacklackdraht aufwickeln. Dieses soll mit vordefinierten Windungszahlen erfolgen, möglichst als geordnete Wicklung. Die Spulenwicklung wird dabei in einem Metallkäfig durchgeführt. Wenn die Spule fertig aufgewickelt ist, soll diese aus dem Spulenwickelgerät entnommen werden, fixiert und anschließend in einem Ofen verbacken. Mithilfe der PC Software erfolgt die Steuerung und Überwachung des Spulenwickelgeräts. Der Wickelvorgang kann im Bedarfsfall unterbrochen und zu einem späteren Zeitpunkt fortgesetzt werden. Auch ist es möglich, wenn erforderlich bereits aufgewickelten Kupferbacklackdraht wieder abzuwickeln, im Falle von zwischenzeitlichen Störungen. Die PC Software erlauf voll manuelle Steuerung, halbautomatische Einzelvorgänge oder einen Vollautomatikbetrieb.


2 Mechanische Funktion

Der Kupferbacklackdraht soll stets unter gewisser Drahtspannung aufgewickelt werden. Dieses wird durch ein Gewicht (Unterlegscheibenpaket) erreicht, welches bei fortschreitender Aufwicklung langsam angehoben wird. Zyklisch wird der Aufwickelvorgang kurzzeitig unterbrochen, um weiteren Kupferbacklackdraht von der Bereitstellungstrommel des unverarbeiteten Kupferbacklackdrahts abzuwickeln. Hierbei wird das Gewicht wieder abgesenkt. Die Höhenpositionierung des Gewichts wird durch zwei Laserlichtschranken oben und unten begrenzt. Beim Aufwickelvorgang erfolgt die Positionierung des zugeführten Kupferbacklackdrahts über einen eigenen Encodermotor, entsprechend der Dicke des Kupferbacklackdrahts.


3 Gute Detaillösungen

a) Die Sicherstellungen der Drahtspannung und Drahtbereitstellung zeigte keine Probleme. Eventuell könnte mit fortschreitender Drahtabwicklung von der Bereitstellungstrommel diese leichter werden und der Anpressdruck auf den 4 Gummirollen abnehmen. In diesem Fall wäre mit Störungen zu rechnen.
b) Die PC Software zeigte keine Störungen in Version 0.0.023.


4 Erforderliche Verbesserungen

a) Die Aufwickelgeschwindigkeit ist viel zu langsam. Die Leistung eines fischertechnik Encodermotors ist unzureichend. Standard NEMA Schrittmotoren könnten eine Lösung sein.
b) Zur Vermeidung von wilden Wicklungen erscheint eine reine fischertechnik Lösung ungeeignet. Zum einen muss die Drahtzuführung möglichst starr positioniert werden und das so nah wie möglich an der Position der Aufwickelstelle sein. Eine Nachführung mit zunehmendem Spulenumfang scheint erforderlich. Eine Sonderkonstruktion aus Metall könnte dieses Problem ggf. lösen.