Eco-Efficient Machine Tools by means of radical mass and energy needs reduction (EcoFit)

Projekttitel

EcoFit - Eco-Efficient Machine Tools by means of radical mass and energy needs reduction

Thematische Stichwörter

Energieeffizienz, Leichtbau, Simulation

Kurzbeschreibung/Abstract

Das Hauptziel von EcoFit ist eine drastische Reduzierung der Masse von Werkzeugmaschinen.  Dadurch wird eine Verringerung der Leistungsaufnahme dieser neuartigen Maschinen erreicht.
EcoFit will einen radikalen neuen Ansatz zur Entwicklung industriell eingesetzter Maschinen entwickeln. Durch einen Wandel in der Denkweise weg von den bisher entwickelten steifen und massiven Maschinen hin zu Maschinen in Leichtbausweise mit kontrollierter Flexibilität. Somit kann eine energiesparende, umweltschonendere und effizientere Produktion ermöglicht werden.
Bisherige Ansätze zur Energieeinsparung bei Produktionsmaschinen umfassen die Nutzung von Antrieben mit der Möglichkeit zur Energierückspeisung oder neuartige hocheffiziente Elektromotoren. In diesem Zusammenhang wird jedoch das Thema Leichtbauweise bisher noch nicht ausreichend betrachtet. Dabei hat eine auf Leichtbau optimierte Maschine mehrere Vorteile. Durch die Reduktion von bewegten Massen lässt sich zum Einen eine höhere Energieeffizienz der Maschine und zum Anderen eine höhere Lebensdauer von Maschinenteilen durch geringere Belastung erreichen. Zudem vermindern die ebenfalls verkleinerten Trägheitskräfte das Verletzungsrisiko bei Unfällen. Nachteilig wirkt sich die verkleinerte Gesamtmasse jedoch auf das Systemverhalten aus. Die dynamische Steifigkeit ist durch die Massenreduktion vermindert, wodurch die Maschine zu einer erhöhten Schwinganfälligkeit neigt. Um diesem Umstand entgegenzuwirken, müssen Methoden angewendet werden, welche die Schwingungen des Systems durch Dämpfung unterdrücken, Schwingungen isolieren oder Schwingungen komplett vermeiden.
In EcoFit wird somit die bisher mechanisch realisierte Steifigkeit einer Maschine durch die so genannte mechatronische Steifigkeit ersetzt. Die dafür benötigten Hilfsmittel umfassen online-Simulation der Leichtbaumaschine, steuerungstechnisch realisierte Anregungsvermeidung, innovative Regelungskonzepte und neuartige Sensor- und Aktorsysteme (Optische Sensoren, Piezo-Elemente).
Die im Projekt gewonnen Erkenntnisse werden anhand eines Maschinenprototyps umgesetzt und validiert.

Weiterführende Informationen

• Projekthomepage

Ansprechpartner

• Gruppe C.2. "Regelungs- und Antriebstechnik"
• Dipl.-Ing. Peter Sekler
• Dipl.-Ing. Anton Dietmair