Mechatronik - Der Weg zum optimalen Antrieb. Günther Vogt 9. Mai 2007

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1 peak nom T orq ue Po we r Mot or Torqu e[nm] Spe d[rpm] peak nom rated max DS SB DS SB Mechatronik - Der Weg zum optimalen Antrieb Günther Vogt 9. Mai 2007

2 Antriebe bewegen die Welt Autos, Nutzfahrzeuge (Weltproduktion 2006: rd. 67 Mio) Eisenbahnen, Flugzeuge, Schiffe,.. Haushaltsgeräte: Waschmaschinen, Kaffeemaschinen... Produktionsmaschinen: Werkzeugmaschinen,..... Ohne Antriebe keine Bewegung (keine Produkte) Antriebe sind das Herz jeder Maschine

3 Wichtige Antriebsprinzipien Verbrennungsmotoren (Autos, Flugzeuge,..) Hydraulikantriebe (Bagger, Pressen, Spritzgießmaschinen,..) Pneumatikantriebe (Handlingssysteme,...)... Elektrische Antriebe werden in nahezu allen Maschinen verwendet - Autos (haben heute zig Elektroantriebe) - Produktionsmaschinen - Computer (Laufwerke, Lüfter) -... Weltproduktion über alle Baugrößen 2006: Mrden.

4 Elektrischer Servoantrieb Maschinensteuerung Digitaler Regler Elektrischer Leistungssteller Elektrischer Servomotor µc Power Positionssensor Umrichter M Feldbusse integriert Große Zahl mechatronischer Querschnittsthemen

5 Intelligenter Servoantrieb AMKASMART IDT Funktionen Drehzahlregelung Positionierung... Optionen Absolutwertgeber Planetengetriebe Festhaltebremse

6 peak nom T orq ue Po we r Mot or Torqu e[nm] Spe d[rpm] peak nom rated max DS SB DS SB Optimale Servoregler für den Maschinenbau AMK KE/KW system Mehrachsig Modulare Struktur Optimale Kühlung kw

7 Optimale Servomotoren für den Maschinenbau Heute überwiegend permanenterregte Drehstrommotoren Hohe Polzahlen Zunehmend Einzelpolwicklungen Vorteile - Sehr hohe Leistungsdichte (kleiner Wickelkopf) - Hohe Dynamik - Kostengünstige Herstellung (einfache Bewicklung) Motorprinzip wurde 1892 patentiert Anfang 1990 wurde dieses Prinzip wieder aufgegriffen

8 Vergleich von Motorprinzipien Asynchronservomotor Synchronservomotor 170 Nm Stillstandsmoment 450 Nm Stillstandsmoment Baugröße 132, DH13 wassergekühlt Kurzschlussrotor 4-polig, momentoptimiert Baugröße 132, DT13 wassergekühlt Neodym-Magnete 20 Pole optimiertes magn. Design

9 SPINDASYN - Hohlwellenmotor mit integrierter Gewindespindel Rotor ist mit Spindelmutter fest verbunden hochbelastbare Axiallager integriert Axialkräfte bis 30t Schwerlast (Kugel-)Gewindetriebe integriert flüssigkeitsgekühlt für hohe Dynamik optimale (kompakte) Antriebslösung für hohe Axialkräfte Anwendungen...

10 peak nom T orq ue Po we r Mot or Torqu e[nm] Spe d[rpm] peak nom rated max DS SB DS SB SPINDASYN Axial-/Drehantrieb - Prinzip Spindelmutter 1 Motor 1 Motor 2 Spindelmutter 2 linksgängig Spindel rechtsgängig Reine Drehbewegung der Spindel: Reine Axialbewegung der Spindel: Kombinierte Axial-/Drehbewegung: M1 +M2 drehen exakt gleich M1 + M2 drehen exakt gegengleich M1 + M2 drehen unterschiedlich

11 peak nom T orq ue Po we r Mot or Torqu e[nm] Spe d[rpm] peak nom rated max DS SB DS SB SPINDASYN Axial-/Drehantrieb

12 Sichere Antriebe für den Maschinenbau Sicherheit dient vorrangig dem Personenschutz: Einrichtbetrieb heute großer Aufwand mit meist externen Zusatzkomponenten Zukünftig eigensichere Antriebe als Randelemente von Feldbussen Standard "unsicherer" Feldbus "sichere" Antriebe "sicheres" Feldbusprotokoll "sichere" Busklemmen Antriebsfunktionen sichere Drehzahl KE xx KW xx O1 O2 KW-Rxx KW xx O1 O2 KW-Rxx KW xx O2 O1 KW-Rxx sichere Position... "unsichere" Steuerung "sichere" Sensoren/ Schalter

13 peak nom T orq ue Po we r Mot or Torqu e[nm] Spe d[rpm] peak nom rated max DS SB DS SB AMK Antriebs- und Steuerungsprodukte

14 peak nom T orq ue Po we r Mot or Torqu e[nm] Spe d[rpm] peak nom rated max DS SB DS SB Technologietransfer AMK ist seit seines Bestehens mit den Hochschulen des Landes verbunden Wissenstransfer aus HS-Forschungsprojekten durch Personentransfer - wissenschaftliche MA - Absolventen Beispiel Drehstrom Servoantrieb ILA/ISW 1981 AMK 1984 AMK 2002

15 Technologietransfer Beispiel SPINDASYN ISW 1981 AMK 1984 AMK 2000 IMS Chip AC3B, 1996, Produktion bis heute Kommunikations-Chip für interne Kommunikation der AMK Servoregler

16 Technologietransfer Wissenstransfer durch Forschungsprojekte mit Hochschulen Technologietransferprojekt Montageroboter Uni Stuttgart 1998 Vorgängig Sonderforschungsprojekt AMK Automatische Motorenmontage für kleine bis mittlere Lose Verschiedene andere Projekte...

17 peak nom T orq ue Po we r Mot or Torqu e[nm] Spe d[rpm] peak nom rated max DS SB DS SB Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!