Impulskompensierte Antriebssysteme
Schwingungskompensation als wertvoller Impuls für die Antriebstechnik der Zukunft
Ein bekanntes Problem von Antrieben, dem bislang keine adäquate Lösung entgegengesetzt werden konnte, liegt in der ungewollten Anregung von Maschinengestellen und anderen Komponenten. In Form von Vibrationen und Geräuschen geht durch Antriebsimpulse vor allem Leistung im laufenden Betrieb verloren. Ferner können Antriebe durch die Impulsentwicklung Schaden nehmen und in ihrer Lebensdauer beeinträchtigt werden. Der Wartungsaufwand erhöht sich, die Umwelt wird belastet und das nähere Umfeld gestört. Um diesen negativen Effekten zu begegnen, werden üblicherweise Abstriche in der Dynamik der Anlagen in Kauf genommen. Impulskompensierte Antriebe sollen diese Effekte künftig minimieren.
Das innovative Entwicklungsprojekt ImPosAnt des Fachbereichs Steuerungstechnik an der TU Dresden weckt Perspektiven. Zunächst simulierten die Beteiligten die Schwingform. Anschließend wurde ein Technologiedemonstrator mit Linearmotoren und einem Servoverstärker aufgebaut. Der impulskompensierte Antrieb wurde durch eine gezielte Ansteuerung eines Nutzantriebs und eines Kompensationsantriebs realisiert, so dass die entstehenden Impulse ausgeglichen oder minimiert werden. Das Ausgleichen oder Minimieren von Impulsen trug konkret zur Leistungs- und Effizienzsteigerung des Antriebs bei.
Durch reduzierte Vibrationsentwicklung können die Lebensdauer und Zuverlässigkeit des Antriebs verlängert und der Wartungsbedarf verringert werden. Im Betrieb wird auch die Geräuschentwicklung herabgesetzt und damit das unmittelbare Arbeitsumfeld geschont. Nicht zuletzt haben impulskompensierte Antriebe durch die Summe ihrer Vorteile schonende Auswirkungen auf die Umwelt. Für die Entwickler, Unterstützer und Kooperationspartner hat das Projekt ImPosAnt damit echtes Potenzial.
Die Funktionalität wird als Technologiefunktion angepasst an die Kundenapplikation in den JAT Servoverstärkern umgesetzt.
Impulskompensation im Überblick
Vorteile:
- Bis zu 83% Steigerung der Konturtreue
- Höherer Durchsatz beim Maschinenanwender
- Extrem steifes Maschinengestell, beispielsweise aus Granit, ist nicht mehr nötig
- Aufwendiger Transport für extrem schweres Gestell entfällt
- Weniger Deckentraglast
- Reduzierte Vibrationsentwicklung garantiert längere Lebensdauer
- Verringerter Wartungsbedarf
Fazit:
Die Konturtreue konnte mit der Impulskompensation um 83 % verbessert werden.
Die Lösung wird im Servoverstärker integriert. Es ist keine zusätzliche Hardware notwendig und funktioniert Steuerungsunabhängig