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Forschungsschwerpunkt: Antriebsregelung in der integrierten Fertigung

Vom MWF des Landes NRW von 1989 bis 1993 finanziell unterstützt.

Prof. Dr.-Ing. M. Scheffner
Prof. Dr.-Ing. C. Türke

Dipl.-Ing. H. Stock
Dipl.-Ing. G. Windmeier

Die Automatisierungstechnik, insbesondere die Fertigungsautomatisierung, ist heute u.a. durch folgende wichtige Trends gekennzeichnet:

• Dezentralisierung der Steuerungen: Ursprünglich in einem Steuerrechner zentralisierte Rechnerleistung kann heute mit leistungsfähigen, kostengünstigen Microcontrollern direkt bei den räumlich verteilten Sensoren und Aktoren platziert werden. Damit die so dezentralisierten Steuerfunktionen trotzdem logisch miteinander verbunden bleiben, müssen sie zum erforderlichen Datenaustausch über ein Kommunikationsnetz verbunden sein. Dies leisten im maschinennahen Bereich derzeit Feldbusse.
• Mechatronische Lösungen ersetzen kostengünstiger und mit gesteigerten Leistungsdaten klassisch mit mechanischen Komponenten realisierte Funktionen wie Königswelle, Getriebe und Kurvenscheiben. Zentrale Bedeutung haben dabei vektorgeregelte Servoantriebe mit überlagerter Motion-Control-Software.
• Vertikale Vernetzung: Innerhalb der Fabrik werden Daten von der maschinennahen Ebene bis ins Konstruktionsbüro, die Produktionsplanung, den Vertrieb etc. über Ethernet und Feldbusse ausgetauscht, außerhalb der Fabrik über das World Wide Web z.B. zum Service-Support, zur Änderung von Parametern oder zur Fernwartung und Fernüberwachung der Maschinen und Anlagen.

Die Anforderungen der dezentralen, maschinennahen Fertigungssteuerung an die Qualität und Leistungsfähigkeit elektrischer Drehstrom-Antriebssysteme steigen mit dem Trend, bisher mit Mechanik realisierte und über Mechanik gekoppelte Funktionen elektronisch zu realisieren. Dazu kommt die zunehmende Forderung nach Modularisierung der Aktorik und Sensorik sowie nach der Entwicklung sensorloser Techniken. Diesem Trend folgend werden im FE-Schwerpunkt auf der Systemseite robuste Regelungen räumlich verteilter, vernetzter Mehrachsantriebe und bei den Baugruppen modernen Ansprüchen genügende Frequenz-Umrichter-Konzepte bearbeitet. Für die Entwicklung stehen leistungsfähige Software-Werkzeuge wie Simulink/Matlab und Simplorer zur Verfügung.

Die intensive Zusammmenarbeit der regionalen und überregionalen Industrie mit den Labors 'Leistungselektronik und Elektrische Antriebe' und 'Rechnertechnik und Automation' sowie die dabei gewonnenen fachlichen Erfahrungen und eingeworbenen Drittmittel führten dazu, dass das MWF bereits im Jahre 1989 mit der finanziellen Förderung eines FE-Projektes 'Antriebsregelung in der Integrierten Fertigung' begann und dieses 1993 zu einem Forschungs- und Entwicklungsschwerpunkt des Landes Nordrhein-Westfalen im Fachbereich Elektrotechnik der FH Lippe umwandelte. Die kontinuierliche Zusammenarbeit mit der Industrie sichert die praxisorientierte Grundlage. Über Ergebnisse wird bei Fachtagungen und in Fachzeitschriften berichtet.

Dieser Schwerpunkt wurde in der Lehre zur Keimzelle des jetzigen Profilbereichs 'Antriebssysteme' im Fachbereich Elektrotechnik und des interdisziplinären Studiengangs 'Mechatronik'.