einzusehen - FED-Wiki

Bericht zur Regionalgruppenveranstaltung
der Regionalgruppe Nürnberg am 30.11.2011
Gastgeber des dritten Regionalgruppentreffens im Jahre 2011 war der Technologie Campus
in Cham. Gegen 13 Uhr wurden die Teilnehmer und Referenten von Hr. Markus Biener
willkommen geheißen. In seiner Begrüßung bedankte sich Hr. Biener bei Hr. Prof. Dr. Weber
für die Ausrichtung der Veranstaltung. An den Themen waren insgesamt 38 Teilnehmer
interessiert.
Mit dieser Veranstaltung sollten neben den interessierten Fachleuten auch die Studenten
des neu gegründeten Technologie Campus angesprochen werden, um Informationen zu
Normen und Richtlinien zu erhalten.
Als zusätzliches „Schmankerl“ wurde das Video „Die Geburt des Further Drachens“ gezeigt.
Die Veranstaltung ist wie nachfolgend beschrieben abgelaufen:
1. Vortrag:
„Die Geburt des Further Drachens.
Präsentation über die Entstehung der größten vierbeinigen Laufmaschine“
Zum geschichtlichen Hintergrund:
"Seit mehr als 500 Jahren wird in Furth im Wald der Drache gestochen. Der Ursprung des
ältesten deutschen Volksschauspiels liegt in der St. Georgs-Legende. Die aufwändige
Inszenierung der neuen Spielfassung von Alexander Etzel-Ragusa spielt vor dem
Hintergrund der Hussitenkriege und der Schlacht nahe der böhmischen Stadt Taus. Ein Spiel
voller Mystik, Dramatik und packenden Bildern aus dem prallen, überschäumenden Leben
des Mittelalters. "Ein grauenvolles Untier wird sich erheben und Tod und Verwüstung
bringen" - so kündet eine uralte Prophezeiung." In der Abenddämmerung des Mittelalters, an
einem Sonntag im August 1431, wird in Furth im Wald ein Kapitel der Weltgeschichte
geschrieben: Ein mächtiges Heer hat sich hier versammelt, um die abtrünnigen Böhmen, die
den Prediger Jan Hus verehren, vernichtend zu schlage. Die Schlacht ist so gut wie
gewonnen, denn der Anführer des Kreuzzuges ist kein Geringerer als der mächtige Kardinal
Cesarini, ein Abkömmling von Julius Cäsar. Doch plötzlich überschlagen sich die Ereignisse:
Im Schatten des Krieges erhebt sich jenes grauenvolle Untier, das seit Urzeiten durch einen
Fluch gebannt war. Nur zwei Menschen können dem Drachen Einhalt gebieten: die junge
Schlossherrin von Furth, in deren Hand nun das Schicksal Tausender liegt - und der
furchtlose Ritter Udo, der aber in einem Netz tödlicher Intrigen gefangen ist. Unaufhaltsam
wälzt sich der Drache auf die Stadt zu. Wenn er hier nicht besiegt werden kann, dann wird
sich die Prophezeiung auf entsetzliche Weise erfüllen..."
Der "alte" Drache
Der alte Drache wurde von 4 Bedienern
gesteuert. Diese saßen im Inneren und bewegten
das Untier mit Hilfe eines Gabelstaplers. Auf
dieses Fahrwerk wurde vor 35 Jahren ein
Stahlrohrrahmen aufgesetzt und entsprechend
verkleidet. Die Beine wurden durch zusätzliche
Rollen am Boden abgestützt.
1
Der "neue" Drache
Unter der Leitung der Zollner Elektronik AG vereinigten sich mehr als 20 Firmen und
Institutionen, das High-Tech-Monster zu realisieren. Hollywoods Effekt-Spezialisten von
Magicon waren ebenso dabei wie führende Mechatronik- und Metallbaufirmen bis hin zu
AUDI und dem Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrttechnik.
Ein voll funktionsfähiger Schreitroboter mit den Abmaßen von 15,50 m Länge, 3,80 m Breite
und 4,50 m Höhe, einem Gesamtgewicht von 11,0 t, angetrieben von einem 2,0 l Turbodiesel
mit 140 PS - einer mechanischen Leistung von 80 kW und elektrischer Leistung von 10 kW,
ist das Ergebnis. Zwei Hydraulikkreisläufe, 220 bar Hoch- und 80 bar Niederdruck, 272
Hydraulikventile, 65 animierte Achsen und 238 Sensoren verbunden durch 300 Meter
Hydraulikleitungen, 1.300 Meter elektrische Leitungen sowie 110 Meter Pneumatikleitungen
verdeutlichen in Summe den Umfang des komplexen mechatronischen Systems. Um dem
Schreitroboter einen zügigen Transport von A nach B zu ermöglichen, wurde auch ein
eigenständiges Transportfahrzeug von Zollner entwickelt.
Projektrealisierung Tradinno:
Im Februar 2007 startete das Projekt 'Tradinno' – ein Wortspiel der Begriffe Tradition und
Innovation - mit der Konzeptverifizierung. Aus der Norm für funktionale Sicherheit
elektronischer Systeme DIN EN 61508, die den gesamten Entwicklungsprozess bis hin zur
Abnahme begleitete, ergaben sich Funktionen mit einer Einstufung bis SIL3 (SicherheitIntegritäts-Level).
Am Anfang des umfangreichen Projekts standen detaillierte Berechnungen und Simulationen.
Mehrkörpersimulationen mit Hilfe von SIMPACK bildeten die vielfältigen dynamischen
Bewegungsvorgänge ab.
Abb. Simulationsmodell mit dem Transportwagen
Lebensdauer-, Dauerfestigkeits- und Temperatursimulationen sowie umfangreiche
Toleranzanalysen unterstützten die Entwickler im Vorfeld in ihren Berechnungen.
Als Planungstool für das gesamte Mechatronik System wurde das CAD Programm Pro/E
(Pro/ENGINEER) eingesetzt, die PCB Layout-Simulation erfolgte mit der Software Hyperlinks
(Mentor Graphics).
Das 15-köpfige Entwicklungsteam, bestehend aus Experten der Fachbereiche Mechanik,
Elektronik und Softwareentwicklung, arbeitete parallel an der Mechanik Konstruktion mit der
Auslegung der Tragstrukturen, am Antrieb und den erforderlichen Antriebsleistungen sowie
den zugehörigen Steuergeräten.
Zu den elektronischen Highlights des Tradinno zählen die Eigenentwicklung der Hard- und
Software von neun modular aufgebauten Steuergeräten. Diese beinhalten jeweils zwei
Prozessoren, den für die Regelung und Steuerung zuständigen DSP (Digital Signal
Prozessor) von Texas Instruments sowie einen Fujitsu Mikrocontroller für die
2
Kommunikation. Die FlexRay Kommunikation durch neun im Stern gekoppelte Knoten, die
redundant 2 x 10 Mbit pro Steuergerät mit einer Abtastrate von 200 Mikrosekunden die
LVDS-Datenübertragung (Low Voltage Differential Signaling) gewährleisten, erfüllen alle
Anforderungen hinsichtlich der Sicherheitsaspekte. Auch die Anbindung der Antriebe und
Sensoren, die ebenfalls alle doppelt redundant vorhanden sind, stellte das ElektronikEntwicklungs-Team vor einige Herausforderungen.
Das Mechanik-Entwicklungs-Team plante währenddessen die mechanischen Anforderungen
an dem tonnenschweren Stahlkoloss zu erfüllen. Gerade der Vierbeingang des 15,50 m
langen, 3,80 m breiten und 4,50 m hohen Roboters bereitete oft Kopfzerbrechen. Die
Lösung, sieben bewegliche Freiheitsgrade pro Bein, die sowohl Kurvengänge als auch den
parallel versetzten Hundegang ermöglichen, begeistert Roboter-Spezialisten weltweit. Der
Aufbau des Steuerungskonzepts in Verbindung mit dem mathematischen SchreitAlgorithmus ist mittlerweile durch die Zollner Elektronik AG patentiert.
Um dem Schreitroboter im Volksschauspiel seine lebensecht anmutenden Bewegungen zu
ermöglichen, erfolgt die bidirektionale Funk-Datenübertragung über vier eigenentwickelte
Bedieneinheiten. Auch das 2,0 l Turbodiesel allradangetriebene und –gelenkte
Transportfahrzeug mit einem Eigengewicht von 4,3 t, das den Transport des 11,0 t schweren
Roboters ermöglicht, wird per Funkfernbedieneinheit bidirektional gesteuert in den wahlweise
vier Lenkmodi Vorderachs-, Hinterachs-, Knicklader- oder Hundeganglenkung.
Die Entwickler ließen dem Roboter-Korpus Flügel mit einer Spanweite von 12 Metern
wachsen, steckten ihn in Polyurethan- und GFK-Haut, füllten die Adern mit 80 Liter
Kunstblut, und halfen Tradinno mit 11 kg Flüssiggas den Anforderungen entsprechend zum
Feuerspeier zu mutieren.
Das Mechatroniksystem Tradinno hat den in Zandt ansässigen EMS-Dienstleister Zollner
mittlerweile verlassen, heißt jetzt 'Drache' und feierte im 'Drachenstich 2010' der Stadt Furth
im Wald als Hauptdarsteller Premiere.
Mehr Informationen über sein schauspielerisches Talent und die Geschichte des mehr als
500 Jahre alten Volksschauspiels unter www.drachenstich.de oder www.further-drache.de,
Details zum gesamten Tradinno-Projekt unter www.tradinno.de.
Anschließend zum etwa halbstündigen Video stand Herr Thomas Schiessl, ein
Projektteammitglied des Drachenteams, Frage und Antwort, um die anschließende
Diskussion mit detaillierten Hintergrundinformationen anzureichern.
Ein Kurzfilm kann unter http://www.zollner.de/fileadmin/zollner/Drachenfilm_Messe.mp4
geladen werden.
3
Hr. Biener stellte anschließend in einer Kurzpräsentation den Fachverband, die Ziele und
die Vorteile einer Mitgliedschaft im FED vor. Darüber hinaus wurden die Teilnehmer über die
aktuellen Entwicklungen und Neuerungen im Verband informiert. Es wurde auf die aktuellen
Seminare und deren Inhalte hingewiesen. Auch die Überarbeitung der LBD Kurse wurde
angesprochen.
Auf die aktuellen IPC Normen, Übersetzungen und die Bibliothek des Wissens wurde
hingewiesen. In einer großen Auswahl an Infomaterialien und Ansichtsexemplaren diverser
FED und IPC Schriften konnten sich die Teilnehmer informieren.
2. Vortrag:
„IPC Workshop: Bedeutung und Einsatz von IPC Richtlinien entlang der
Wertschöpfungskette“.
Das Thema wurde von Herrn Lars Wallin, Repräsentant des IPC in Europa, sehr
anschaulich dargestellt und stieß bei den Teilnehmern auf großes Interesse.
Herr Wallin zeigte zuerst den Aufbau und Zusammenhang des IPC Regelwerkes von der
Bauteilauswahl, über das CAD Design, die Leiterplattenherstellung bis hin zur
Baugruppenfertigung.
Damit am Ende eine Baugruppe in hoher Qualität und Zuverlässigkeit den
Fertigungsprozess verlässt, sind die vorgelagerten Schritte von großer Bedeutung.
Hier wurde immer wieder der Bezug der Designrichtlinien zu den Abnahmerichtlinien einer
Leiterplatte bzw. einer Baugruppe hergestellt und mit Beispielen visualisiert.
Im Detail wurden folgende Themengebiete besprochen:
- Bauteilauswahl, Footprint-Erstellung, PCB Design, Abstandsregeln,…
- Basismaterialauswahl, Bohrungen (Fehlermöglichkeiten), Restringe, Fertigungsschritte,..
- Endoberflächen, Lotpasten, Schablonendruck, Lötprofile, Prüftechniken wie AXI, AOI,…
All diese Gebiete müssen vorausschauend definiert und für die jeweiligen Prozesse
optimiert werden. Geschieht dies nicht, so können durch Nacharbeit an schlecht gelöteten
Baugruppen und beim Ausfall der Baugruppen im Feld erhebliche Kosten entstehen.
Dies wurde an anschaulichen Beispielen aus der Automobilwelt erklärt.
Anhand der bereitgestellten Formblätter des IPC konnten die Teilnehmer die Abläufe und
die jeweils zutreffenden Richtlinien interaktiv erarbeiten und so sehr einfach zuordnen.
Die ausgefüllten Formblätter stehen unter folgenden Links zum Download bereit:
Design:
http://www.fed.de/downloads/Design-CAD-CAM_IPC_version_jan_2009FED.pdf
Leiterplattenproduktion:
http://fed.de/downloads/Leiterplattenfertigung_IPC_version_Jan_09FED.pdf
Baugruppenproduktion:
http://fed.de/downloads/Baugruppenfertigung_IPC_w_-09FED.pdf
4
Die Diskussionen in der Kaffeepause und am Ende der Veranstaltung zeigten, das zu dieser
Thematik ein großer Informationsbedarf besteht.
Schlussendlich wurden die Teilnehmer über den persönlich erzielten Wissensgewinn befragt.
Zusammenfassend wurde von den Teilnehmern erklärt, dass dieser Workshop die
Grundlage für die künftige Arbeit mit den Richtlinien gelegt hat. Von den Gästen die sich
schon längere Zeit mit den IPC Richtlinien befassen, wurde attestiert das sich ihr Blick auf
das gesamte Richtlinienwerk geschärft habe.
Der Vortrag kann unter http://www.fed.de/downloads/IPC_2011-03-09_Zusammen.pdf
geladen werden.
Zum Ende der Veranstaltung, gegen 17.15 Uhr, hat man sich nochmals für die Organisation
bedankt und die Teilnehmer mit dem Hinweis auf die nächste Sitzung am 20. März 2012
(Thema „Baugruppenreinigung“) verabschiedet.
Der Veranstaltungsort für die nächste Sitzung wird frühzeitig bekannt gegeben.
Markus Biener, Regionalgruppenleiter Nürnberg
5