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Mecano: Design eines hochdynamischen Antriebs
Im Projekt Mecano wurde in Zusammenarbeit mit der Industrie ein neuartiges Antriebssystem definiert und konzipiert. Eine bisher mechanisch ausgeführte Bewegung soll neu mit einem dezentralen elektrischen Antrieb realisiert werden. Dabei sind extreme Beschleunigungen auf engstem Bauraum erforderlich.
Elektrische Antriebstechnik erlaubt die Erzeugung von Bewegungen, welche sich einfach modulieren lassen. Um auch komplexe Bahnkurven realisieren zu können, wurden Maschinen bisher mit Kurvenscheiben ausgerüstet. Im Falle von Testreihen mit verschiedenen Kurvenverläufen erweist sich eine solche mechanische Lösung jedoch als ungeeignet, da jede Veränderung eine aufwändige Umkonstruktion der Anlage bedingt.
Aus diesem Grund wird im Projekt Mecano ein neuartiges Antriebssystem mit dezentralem elektrischem Antrieb entwickelt. Aufgrund der Analyse des mechanischen Systems wurden Bewegungskurven für verschiedene Fälle modelliert und auf ihre dynamischen Eigenschaften getestet. Darauf aufbauend wurden die elektrische Maschine und die zusätzlich benötigte Mechanik in das Modell des Antriebssystems integriert.
Als Kriterium für die Auswahl der Komponenten dienten deren Leistungsdaten, die thermisch zulässige Belastung, sowie die elektrisch und mechanisch erreichbare Dynamik. Die durchgeführten Untersuchungen haben gezeigt, dass bei den gegebenen, extremen Anforderungen der Bewegung aufgrund der Platzverhältnisse kein in der Achse liegender Direktantrieb verwendet werden kann. Die vom IMS entwickelte Lösung mit einer optimal dimensionierten Übersetzung deckt hingegen den geforderten Bereich ab, was auch in ersten Tests mit dem neu entwickelten Antrieb bereits bestätigt werden konnte.
Projektdetails
Projektstart: 01.04.2013
Projektdauer: 15 Monate