Elektrische Antriebe

Forschen im Spannungsfeld

Elektrische Antriebstechnik. Elektromaschinenbau 2.0 – Automatisierung im Spannungsfeld zwischen kundenspezifischer Fertigung und Großserienmontage: Forscher in Nürnberg befassen sich Antriebskonzepten und zugehörigen Produktionstechnologien.

Fertigungstechnologien am E|Drive-Center. (Bild: FAPS)

Der elektrische Antrieb existiert mit der Erfindung des Barlowschen Rads seit knapp 200 Jahren. In dieser Zeit entwickelte er sich zu einer der Schlüsselkomponenten in der Automatisierungstechnik und zur Bewältigung vieler Megatrends wie der CO2-Reduktion. Mit der zunehmenden Bedeutung ist auch für die Produktion ein kontinuierlicheres Wachstum von rund sechs Prozent bis 2020 prognostiziert. Dabei zählt Deutschland zu den größten Exportnationen elektrischer Antriebstechnik. Der wachsende Markt führt unweigerlich auch zu einer gestiegenen Anzahl an Varianten einerseits, andererseits durch neue Anwendungsfelder, zum Beispiel die Elektromobilität, auch zu erhöhten Anforderungen in der Massenproduktion. In diesem Spannungsfeld versuchen die deutschen Elektromaschinenbauer ihre Marktposition zu behaupten. Die Variantenvielfalt zu beherrschen und gleichzeitig wirtschaftlich produktiv zu fertigen, ist hierbei die große Herausforderung.

Flexibilität heißt auch mehr Aufwand
Entlang der Prozesskette im Elektromaschinenbau sind die Automatisierungslösungen auf der einen Seite meist sehr starr. Die nötige Flexibilität ist daher nur durch manuelle Prozesse zu realisieren. Dies bedeutet jedoch besonders bei den Prozessschritten Wickeln und Schalten einen hohen zeitlichen und damit finanziellen Aufwand. Auf der anderen Seite bestehen nur selten Automatisierungslösungen, welche die – gerade durch die Elektromobilität – zunehmend höher werdenden Anforderungen an das Produkt, hier vor allem die Leistungsdichte, realisieren können.

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Im „E|Drive-Center“ (Bayerisches Technologiezentrum für elektrische Antriebstechnik) des Lehrstuhls für Fertigungsautomatisierung und Produktionssystematik (FAPS) der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU) werden daher innovative Antriebskonzepte und zugehörige Produktionstechnologien mit dem Ziel erforscht, die gewonnenen Erkenntnisse nutzbringend in die industrielle Anwendung zu übertragen. Die Arbeitsschwerpunkte des E|Drive-Centers liegen in der Analyse und Optimierung der Anwendung, der fertigungsnahen Auslegung sowie der Produktionsprozessgestaltung von Komponenten und Systemen der elektrischen Antriebstechnik. Zudem werden Fertigungs- und Prüfprozesse für Komponenten der kontaktlosen Energieübertragung in Elektrofahrzeuge adressiert.

Beispielhafte Prozesskette zur Montage elektrischer Antriebe. (Bild: FAPS)

Das E|Drive-Center fügt sich dabei hervorragend in die Cluster-Initiativen für Mechatronik und Automation, Automotive und Umwelttechnologie ein, unterstützt effektiv die Automobilindustrie bei dem verstärkten Einsatz der elektrischen Antriebstechnik im Kraftfahrzeug und trägt gezielt zum Wissenschaftstransfer im Bereich der elektrischen Antriebstechnik in die bayerische Industrie bei.

Konferenz zum Thema in Nürnberg
Seit Herbst 2011 wird daher auch die E|DPC, die internationale IEEE-Konferenz zur Produktion elektrischer Antriebe, organisiert. Im Rahmen dieser Plattform präsentieren nationale und internationale Aussteller und Referenten aus Industrie und Forschung am 30. November und 1.Dezember 2016 in Nürnberg die neusten Ansätze in der Herstellung von Elektromotoren. Der Fokus liegt hierbei auf dem beschriebenen Spannungsfeld zwischen kundenspezifischer Einzelfertigung und der ökonomischen Serienmontage. Ein weiterer Schwerpunkt stellt die Elektrifizierung der Straßen und die einhergehenden Traktions- sowie Ladekonzepte dar. pb


Wissenschaftliche Gesellschaft für Montage, Handhabung und Industrierobotik e.V. (MHI e.V.)

Kurz erklärt: Der MHI e.V.
Die Wissenschaftliche Gesellschaft für Montage, Handhabung und Industrierobotik e.V. (MHI e.V.) ist ein Netzwerk renommierter Universitätsprofessoren – Institutsleiter und Lehrstuhlinhaber – aus dem deutschsprachigen Raum. Die Mitglieder forschen sowohl grundlagenorientiert, als auch anwendungsnah in einem breiten Spektrum aktueller Themen aus dem Montage-, Handhabungs- und Industrierobotikbereich.
Weitere Infos zur Gesellschaft, deren Mitgliedern und Aktivitäten: www.wgmhi.de.


Lehrstuhl für Fertigungsautomatisierung und Produktionssystematik (FAPS) der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg

Kurz erklärt: Der FAPS
Der Lehrstuhl für Fertigungsautomatisierung und Produktionssystematik (FAPS) der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg forscht auf vielen Themengebieten, die eine Automatisierung insbesondere von Montageprozessen zum Ziel haben. Eine besondere Herausforderung hierbei sind die Montageprozesse von Bordnetzsystemen und hochkomplexe Baugruppen in der Signal- und Leistungsvernetzung von mechatronischen Systemen. Der FAPS unter der Leitung von Prof. Dr.-Ing. Jörg Franke beschäftigt derzeit an zwei Standorten rund 100 Mitarbeiter in den sechs verschiedenen Forschungsbereichen: Biomechatronik, System Engineering, Elektronikproduktion, Elektromaschinenbau, Bordnetze sowie Bayerisches Technologiezentrum für privates Wohnen. Der Lehrstuhl versteht sich als Systemintegrator für innovative mechatronische Lösungen, die durch interdisziplinäre Zusammenarbeit der Technologiefeldern am Lehrstuhl sowie in Kooperation mit Partnern erforscht, entwickelt und ganzheitlich optimiert werden. www.faps.de

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