Konstruktion und Entwicklung einer Sondermaschine zur automatisierten Sortierung von Spielkarten

Abstract

In der Automatisierungstechnik stellt die Handhabung von Papier oder Flachgut im Allgemeinen eine besondere Herausforderung dar. Die Handhabungsvorrichtungen müssen spezifisch an die Prozess-anforderungen angepasst sein und das zu handhabende Flachgut darf nur begrenzt in seinen geometrischen Eigenschaften variieren. Bei dem vorliegenden Flachgut handelt es sich um bespielte Spielkarten. Diese variieren nicht nur in ihren geometrischen Eigenschaften, darüber hinaus beeinflussen Fette und Öle den Reibungskoeffizienten des Flachguts, was die Handhabung mit einer Vielzahl der bekannten Methoden erschwert. Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wurde eine Sondermaschine entwickelt und konstruiert, die zur Sortierung von Spielkarten verwendet werden kann. Dies beinhaltet eine genaue Analyse der vorliegenden Anforderungen aus dem geforderten Prozess, die Literatur- und Patentrecherche über den Stand der Technik und die in Frage kommenden Funktions- und Wirkprinzipien, die Auswahl eines geeigneten Funktionsprinzips nach den Methoden der Konstruktion, die Auswahl passender Komponenten, den Bau der Sondermaschine, die Entwicklung eines Steuerungskonzepts und die Programmierung der Hardware. Die Entwicklung der Sondermaschine hat gezeigt, dass für die Lösung der Automatisierungsaufgabe eine Vielzahl an Tests notwendig sind, um die Sondermaschine zu optimieren und die Prozessparameter empirisch ermitteln zu können. Die umfangreichen Funktionstests haben gezeigt, dass die entwickelte Sondermaschine in der Lage ist die Automatisierungsaufgabe zu erfüllen und dabei alle im Voraus definierten Leistungsanforderungen zu berücksichtigen.

In automation technology, the handling of paper or flat goods in general poses a particular challenge. The handling devices must be specifically adapted to the process requirements and the flat goods to be handled may only vary in their geometric properties to a limited extent. The flat goods in question are playing cards. Not only do these vary in their geometric properties, fats and oils also influence the coefficient of friction of the flat goodswhich makes the application of a large number of methods/principals more difficult when it comes to handling. As part of the present work, a special machine was developed and constructed that can be used for sorting playing cards. This includes a precise analysis of the existing requirements from the desired process, literature and patent research on the state of the art and the functional and operating principles in question, the selection of a suitable functional principle according to the methods of design, the selection of suitable components, the construction of the special machine, the development of a control concept and the programming of the hardware. The development of the special machine has shown that a large number of tests are necessary to solve the automation task in order to optimise the special machine and to be able to determine the process parameters empirically. The extensive functional tests have shown that the developed special machine is able to fulfil the automation task and meet all the performance requirements defined in advance.