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Auslegungsmethoden - Kennzahlbasierte Methode
Die Antriebsauswahl und -dimensionierung erfolgen bei der am Institut für Mechatronischen Maschinenbau der TU Dresden entwickelten
kennzahlenbasierten Methode auf Basis von algebraischen Zusammenhängen und Gleichungen. Auf
Differenzialgleichungen wird bewusst verzichtet.
Ausgehend von den Anforderungen einer Bewegungsaufgabe (blau)
ergibt sich durch Bilanzierung der Exergie (nutzbarer Anteil der Energie) eine geeignete Dimensionierung für den Aktor.
Eine Überdimensionierung kann so bereits frühzeitig ausgeschlossen werden.
Anschließend werden für die vorliegende Verfahraufgabe sowohl eine pneumatische
als auch eine elektromechanische Standardschaltung ausgewählt.
Außerdem wird die zulässige Aufprallenergie in den Endlagen einer Achse überprüft.
Im nächsten Schritt werden die pneumatischen und elektrischen Systeme um Energiesparmaßnahmen ergänzt. Im Falle der Pneumatik werden u. a.
die erreichbaren Einsparungen durch Sparschaltungen oder Betriebsdruckanpassung evaluiert. Für die
Elektromechanik werden z. B. Kaskaden sowie Zustandsregelung und Anwendung von energieoptimalen Verfahrprofilen betrachtet.
Auf diese Weise erhält man eine Reihe von möglichen Antriebsvarianten. Die Entscheidung für die Umsetzung einer bestimmten Variante kann vom Anwender
basierend auf objektiven Kennzahlen wirtschaftlich bzw. funktional getroffen werden.
Der Vorteil der beschriebenen Methode besteht dabei darin, dass sie in erster Linie lediglich auf algebraischen Zusammenhängen beruht,
die sowohl statische als auch vereinfachte dynamische Anforderungen beinhalten. Der Rechenaufwand ist dadurch vergleichsweise gering.
Da dynamische Effekte nur vereinfacht analysiert werden können, muss bei der Klassifizierung einzelner Antriebslösungen
allerdings mit Ungenauigkeiten gerechnet werden. Es empfiehlt sich, die ausgewählte Lösung mithilfe von dynamischen Simulationen
genauer zu überprüfen (z.B. mit Simscape oder SimulationX).
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