Projekte

HyMoFlex

Hybrides piezo und linearmotor angetriebenes Mikromontagesystem für eine flexiblere Produktion (HyMoFlex)

Programm: KMU-innovativ: Produktionsforschung
Bekanntmachung: KMU-innovativ (bis 2015)
Wettbewerb: 03. Runde, Stichtag 15.10.2008

Kurzbeschreibung:
Ziel des Projektes war es, ein hybrides Mikromontagesystem zu entwickeln, welches Linearmotoren und Piezoantriebe miteinander kombiniert und die bisherigen mechanischen Kurvenscheiben ablöst. Die sensorischen Eigenschaften der Piezoelemente und die freie Programmierbarkeit des Antriebes ermöglichten einen nahezu wartungsfreien Betrieb des Systems. Es wurde eine neuartige Greifer- und Hubtechnik auf der Basis eines Piezogreifers mit Kraftregelung entwickelt. Mit dieser Technologie wurden hochpräzise und hochdynamische Mikrobewegungen bei gleichzeitig erhöhter Flexibilität des Gesamtsystems ermöglicht. Diese Lösung wird hauptsächlich in der Elektronik-, der Halbleiter- und der Automobilindustrie Einsatz finden.

Projektdauer: 01.04.2009 − 30.06.2011

Projektkoordinator:
Christian Hast
ANFOTEC Antriebstechnologie GmbH
Telefon: +49 2982 92998-10
E-Mail: hast@anfotec.de

Ansprechpartner bei PTKA:
Dipl.-Ing. Roland Heintz
Telefon: +49 721 608-25136
E-Mail: roland.heintz@kit.edu

Detaillierte Projektbeschreibung

0. Kurzbeschreibung
Zieldefinition
Das wesentliche Ziel des Vorhabens bestand darin, erstmalig und weltweit ein hybrides Mikroproduktionssystem zu entwickeln, das über die Piezotechnik eine anforderungsspezifische Greifer- und Hubtechnik einsetzt. Dadurch wurde es möglich, auf kleinstem Raum Mikrobewegungen sehr genau und sehr schnell zu realisieren. Das neue Produktionssystem wurde erstmals basierend auf einer Kombination von Linearmotor und Piezoantrieb anforderungsbezogen entwickelt und umgesetzt. Der elektronisch programmierbare hybride Direktantrieb ist in der Lage hochpräzise und rein mechanisch arbeitende Kurvenscheibenantriebe, die Stand der Technik sind, abzulösen. Im Rahmen des Projekts wurden erstmalig die positiven Eigenschaften der elektromagnetischen Direktantriebe mit denen aus der Piezotechnologie entstehenden Möglichkeiten zur hochdynamischen und hochpräzisen, aktorischen und sensorischen Ansteuerung vereint. Im Rahmen der Entwicklung des hybridbetrieben Produktionssystems, wurden gleichzeitig die sensorischen Eigenschaften der Piezoelemente und die freie Programmierbarkeit des Antriebes genutzt, um das neue innovative Produktionssystem für Mikromontageaufgaben nahezu wartungsfrei bzw. Montagefrei umzusetzen. In diesem Zusammenhang wurde eine anforderungsspezifische Kraftregelung (Sensibilisierung) umgesetzt, die verhindert, dass zu hohe Kräfte auf das zu greifende Objekt einwirken. Dadurch wurde nicht nur die Qualität der Produkte sondern auch die Lebensdauer des Produktionssystems erheblich gesteigert. Der Linearantrieb kann den benötigten Hub des Systems bereitstellen und dabei einer Positionsregelung unterliegen, die sich ebenfalls präzise steuern und programmieren lässt.
Arbeitsplanung
Die BWA - Werkzeugbau GmbH war im Wesentlichen für die Entwicklung des Greifverfahrens, der Greifer- und Hubtechnik, der Kommunikation zum Kunden sowie die Adaption in die übergeordnete Steuerungstechnik und die Einbindung in die elektronische Grundversorgung aller Komponenten zuständig. Die Fa Anfotec GmbH hat die Entwicklung der Mess- und Regelungstechnik sowie die Ansteuerung der Linearantriebstechnik verantwortet, sowie das Leichtbaukonzept für hohe dynamische Bewegungen der Führungssysteme umgesetzt. Das Fraunhofer LBF wurde als F&E Unterauftrag einbezogen um die Entwicklung der Piezo-Gesamtsystemtechnik wissenschaftlich zu begleiten sowie notwendige Simulationen und Analysen beizusteuern.
Ergebnisverwertung
Die Verwertung erfolgt über zahlreiche Technikplattformen und Arbeitskreise, Vorlesungen über die Universität Darmstadt. Die Vermarktung des Systems erfolgt überwiegend durch die Partnerfirmen und deren Vertriebsstrukturen und firmenspezifische Kundenkontakte. Zudem besteht eine herausragende Übertragbarkeit der zu entwickelnden Basistechnologie auf andere Branchen und Anwender.

Projektträger

Projektträger Karlsruhe (PTKA)
Produktion, Dienstleistung und Arbeit
Karlsruher Institut für Technologie (KIT)

Hermann-von-Helmholtz-Platz 1
76344 Eggenstein-Leopoldshafen

+49 (0)721 608-25281
+49 (0)721 608-992003

info@ptka.kit.edu
Standort Dresden
PTKA

Ansprechpartner

Sekretariat Karlsruhe

Susanne Zbornik

+49 (0)721 608-25281
susanne.zbornik@kit.edu

Sekretariat Standort Dresden

Heike Blumentritt

+49 (0)721 608-31435
heike.blumentritt@kit.edu