Prof. J. Walter - Informationstechnik, Mikrocomputertechnik, Digitale Medien Konzeptentwicklung
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CM100/IOT: Mechanischer Neubau - MSA
Wintersemester 2018/2019
Nelson, Daniel
Wursthorn, Christopher

Konzeptentwicklung

1. Messystemanalyse:

Zur Durchführung einer MSA musste zuerst ein Testaufbau entwickelt werden, da kein vorhandenes System verfügbar war. Hierfür wurde ein Steckbrettaufbau umgesetzt:



Abbildung: Steckbrettaufbau zur Durchführung einer MSA


Daraufhin wurden die Elemente nacheinander in Betrieb genommen. Zuerst das OLED-Display mit seiner I2C-Anbindung und danach die Wägezelle, die mithilfe der Wägezellenklasse aus den vorherigen Semestern in Betrieb genommen wurde.


2. Mechanischer Neuaufbau:

2.1 Baugruppe CM-IoT

Aufgrund fehlender CAD-Modelle wurde entschieden die komplette Baugruppe der Cocktailmaschine im CAD-System Creo anzulegen. Creo ist Hochschulstandard und jeder Student hat Zugriff auf diese Plattform. Hierdurch ist eine bessere Zusammenarbeit zwischen den Teams möglich und nachfolgende Semester können einfacher auf die Mechanik zurückgreifen. Hierfür wurde ein CAD Modell entworfen:


Abbildung: Baugruppe der CM-IoT


Im Zuge des mechanischen Neuaufbaus wurden diverse Bauteile aus der CM-100 übernommen und optimiert oder neu konstruiert:

2.2 Der Drehteller

Der Drehteller wurde aus der CM-100 übernommen. Dabei wurden die Maße nochmals kontrolliert und die Passungsdimensionierung zu den Wälzlagern und Zahnrädern mithilfe eines Tabellenbuches durchgeführt.

 
Abbildung: Drehteller der CM-IoT

2.3 Die Frontplatte

Die Frontplatte dient zum Sichtschutz und für ästhetische Zwecke. Daher wurden hier versucht, so wenig wie möglich die Platte zu zerspanen. Lediglich die Bohrungen zur Befestigung sowie die Ausparungen für die Magnetventile sind hier vorhanden.


Abbildung: Frontplatte

2.4. Bodenplatte

Die Bodenplatte wurde aus Tinkercad von Herrn Walther übernommen. Es wurden nochmals alle Maße überprüft und die Bohrungen/Gewinde und Ausparungen für die Wägezelle des Glasses sowie für den Motor der den Drehteller antreibt hinzugefügt.


Abbildung: Bodenplatte

2.5 Montagefläche für Elektronikkomponenten

Um eine optimale Planung der Position der Elektrokomponenten zu gewährleisten, wurde in enger Absprache mit den anderen Teams das "Schaltschranklayout" erstellt.
Mithilfe von Verdrahtungskanälen soll eine ordentliche Kabelführung umgesetzt werden.  Die Steckdosenleiste soll links zwischen die Querprofile verbaut werden, damit diese vor möglicher Flüssigkeit geschützt ist. Die Montageplatte soll aus Kunstoff gefertigt werden, damit diese nicht leitfähig ist. Die Befestigung an den Minitec-Profilen erfolgt dabei über selbst entwickelte Winkel (siehe 2.10) um eine optimale Platzausnutzung sicherzustellen.


Abbildung: CAD-Modell der Elektronikanordung mit Montageplatte

2.6. Halterung der Magnetventile

Vom Lieferanten der Magnetventile haben wir ein CAD-Dummy des Ventils zugeschickt bekommen. Mithilfe des Modells wurde ein Montagewinkel entwickelt. Dieser wird an den Minitec Querstreben befestigt wodurch eine flexible Positionierung möglich ist zur Frontplatte. Darüber hinaus müssen keine Befestigungen an der Frontplatte eingeplant werden.


Abbildung: Montageplatte für Magnetventile

2.7 Schlauchhalterung oben

Die obere Schlauchhalterung wird mithilfe von Magneten gehalten. Dadurch ist eine schnelle Montage zur Reinigung gewährleistet.


Abbildung: Schlauchhalterung oben

2.8 Schlauchhalterung unten

Wie bereits die Schlauchhalterung für oben, wird auch die untere Schlauchhalterung mit Magneten gehalten um eine bedienerfreundliche Reinigung umzusetzen.


Abbildung: Schlauchhalterung unten

2.9 Magnetische Platten

Da die Frontplatte aus Kunstoff besteht ist diese folglich nicht magnetisch. Daher muss eine magnetische Platte für die Schlauchhalterung hinter die Sichtplatte montiert werden.


Abbildung: Magnetische Platten für die Schlauchhalterungen

2.10 Winkel

Aufgrund der engen Platzverhältnisse wurde entschieden, die Befestigung der Montageplatte für die Steuerplatinen, sowie für die Steckdosenleiste und Verdrahtungskanäle einen Montagewinkel selbst zu entwickeln. Mithilfe diesen Winkels können alle Bauteile zwischen die Querstreben der Cocktailmaschine platziert werden.


Abbildung: Winkel zur Befestigung der Montageplatte und Kabelkanäle

2.11 Bedieneinheit

Für die CM-IoT musste noch ein Bedienpanel aufgebaut werden. Hierbei wurde die Konstruktion eines vorherigen Semsters übernommen und ins CAD eingepflegt. Die Maße wurden nochmals korrigiert und der Deckel mit dem Schriftzug "CM-IoT" neu konstruiert.


Abbildung: Modifizierte Bedieneinheit
 

2.12 Distanzhalter für Steuerplatinen

Die Elektronikkomponenten werden auf eine dafür vorgesehene Montageplatte montiert. Um diese Platinen fachgerecht zu befestigen sind Distanzhalter dafür notwendig, die einen gewissen Abstand zwischen Montagplatte und Steuerplatine sicherstellen.


Abbildung: Distanzhalter


2.13 Einsätze für Cocktailgläser

Damit die neuen Cocktailgläser mit dem vorhandenen Drehteller kompatibel sind, musste dafür eine Lösung entwickelt werden um sicherzustellen dass die neuen sowie die alten Gläser mit der CM verwendet werden können. Hierfür wurde ein Einsatz entwickelt der problemlos in die Maschine adaptiert werden kann.


Abbildung: Einsatz für Cocktailglas

 

  Mit Unterstützung von Prof. J. Walter Wintersemester 2018/2019