wildcontrols

Die Firma Coherent in Göttingen, stellt Laser für Industrie und Labor her. Tritt ein Laserstrahl aus dem Laser aus, variiert die Wellenlänge des Lasers. Um dies zu kompensieren, wird im Resonator die Wellenlänge gemessen und durch Verstellen einer prismatischen Optik im Millisekundentakt die Wellenlänge im Resonator angepasst. Die Schrittweite für den Antrieb variiert zwischen 5nm und 10µm

Das komplette Antriebssystem wurde mathematisch modelliert und in Matlab/Simulink simuliert. Sowohl Dynamik und Präzision des geforderten Pflichtenheftes liessen nur eine komplette Neuentwicklung von Aktor und Elektronik zu. Hierzu wurden im Aktor ein selbstentwickelter VoiceCoil-Motor mit einem interferometrischen berührungslosen Messsystem verbaut. Eine analoge Endstufe wurde ebenso nötig und entwickelt, dies aufgrund der geforderten hohen Stromgüte im unterlagerten Stromregelkreis. Durch die Vorabsimulation wurde ebenso klar, dass spezielle digitale Filter wie Kalmanfilter in den Controller eingebaut werden mussten. Somit wurde ein in C programmierbares BasisControllerModul eingesetzt und alle nötigen Schnittstellen neu entwickelt.

Die Firma ICOS Visionsysteme in Belgien ist unter anderem Weltmarktführer bei optischen Systemen für die Überwachung von 3D-Aussenkonturen von elektronischen Bauteilen im Prozess. Um ein 3D-Bild zu erhalten, muss ein Linsenarray (Ein Träger mit matrixartig angeordneten Linsen) mit 2 Hz vertikal bewegt werden. Um die abgetastete Oberfläche der Bauteile zu erhöhen wird das Linsenarray mit 402 Hz in der horizontalen Lage um 50 µm ausgelenkt. Damit die horizontale Vibration in Resonanz das vertikale Lager nicht zerstört, muss durch eine seismische Masse in Gegenresonanz die Kraftwirkung auf das Vertikallager aufgehoben werden.

Ebenso wurde dieses Antriebssystem komplett mathematisch modeliert und in Matlab/Simulink simuliert. Aufgrund von Schwingfrequenz, Amplitude und Masse des Linsenarray sowie den Platzverhältnissen kam nur ein mechanisches System in Frage, welches in Eigenresonanz schwingt. Somit müssen die Aktoren "nur" die Verluste des mechatronischen Systems kompensieren Hierdurch war es möglich, sehr kleine Spulenmotoren für die Resonanzanregung und des aktiven Dämpfers zu konstruieren. Die Vertikalbewegung von 2 Hz bei 20mm Hub liess sich über Standardkomponenten erzeugen. Ebenso konnte Standardelektronik für Controller und Verstärker gefunden werden. Aufgrund der kleinen zulässigen Abweichung der Resonanzfrequenz von 1 Promille mussten die mechanischen Bauteile extrem genau gefertigt, montiert und einjustiert werden

Die Firma Saphirwerke (SWIP) in Brugg, Schweiz, stellt Produkte und komplette Komponenten in unterschiedlichen Materialkombinationen im Bereich der Hochleistungskeramik sowie synthetischem Saphir und Rubin her. Als Weltmarktführer bei der Herstellung von Präzisionskugeln ist die Firma SWIP in der Lage Kugeln in einer Toleranz von 4nm herzustellen, dies entspricht bei einem Erdradius eine Toleranz von 2m.

Die Firma SWIP benötigte eine Schwenkachse zum Bearbeiten Ihrer Hochleistungskeramiken. Der Verfügbarkeit musste grösste Achtung geschenkt werden, wird die Achse doch im 3-Schichtbetrieb 7/7 Tage die Woche betrieben. Wir können nun nach 10 Jahren Betrieb mit Stolz feststellen, dass diese Achse auch heute noch zur vollen Zufriedenheit der SWIP in Betrieb ist.

Der Antrieb der Achse basiert auf dem Prinzip des "Moving Magnet". Hierbei bewegt sich bei einer linearen Synchronmaschine nicht die Wicklung sondern die magnetische Laufbahn. Damit kann ein Antrieb konzipiert werden, welcher keine bewegten Kabel mitführt, ein Garant für lange Lebensdauer. Wird der "Moving Magnet auf einem Luftkissen gelagert und mit einem optischen berührungslosen Messsystem versehen, entsteht ein frei schwebender Antrieb."

Aus Steifigkeitsgründen wurde die Achse auf Schneebergerführungen gelagert, und es wurde ein Numerik Jena Inkrementalencoder als Längenwegmesssysem eingesetzt. Als Steuerung wurde eine handelsübliche SPS mit Controllereinschubkarte eingesetzt und mit der bereits bestehenden Maschinensteuerung vernetzt.

Brötje Automation
(Airbus Industries)

Aktive Dämpfung einer Orbitaleinheit zum Nieten von Tragflächen. Die Orbitaleinheit bohrt Löcher in die Struktur, danach wird das Loch feingefräst und nachfolgend vernietet. Da die Orbitaleinheit auf einem ca. 10m hohen Träger angebracht ist, drohte das Gesamtsystem bei 12 Hz in Eigenresonanz zu kommen, gerade bei der Bearbeitungsfrequenz der Orbitaleinheit.

Physikalisch Technische
Bundesanstalt Braunschweig

Geschwindigkeitsregelung höchster Güte. Die PTB gilt wohl weltweit als eine der anerkanntesten Institute, was das Messwesen angeht. Bei der Oberflächenrauhigkeitsmessung müssen Scanner mit einem hochgenauen Geschwindigkeitsprofil über die Oberfläche geführt werden. Hierzu bedarf es spezieller Regeltechnik.

Schneeberger Lineratechnik AG

Beratende Tätigkeit im Bereich Systemtechnik

Bienair Medical Technologies

Beratende Tätigkeit im Bereich Lärmreduktion

Liechti Engineering AG

Beratende Tätigkeit im Bereich adaptive Regelung

Infinion Technologies AG

Beratende Tätigkeit im Bereich Pick and Place

Die WILDCONTROLS besteht aus einem Team von freien spezialisierten Mitarbeitern. Somit wird garantiert, dass je nach Projektvolumen und Projektart das richtige schlagkräftige Team zusammengestellt werden kann, welches dann in der Lage ist, die komplette mechatronische Kette äusserst kompetent bedienen zu können. Wir können mit dieser Arbeitsweise sowohl Detail- wie auch Gesamtlösungen im Bereich der hochpräzisen und hochdynamischen Antriebstechnik bieten.
Wir verstehen die Antriebstechnik auch als Zulieferer für Montage und Automation. Im Mittelpunkt steht entweder eine hochpräzise Bewegung oder Positionierung oder ein hochdynamischer Prozess. Natürlich lassen sich Präzision und Dynamik vereinen. Wichtig ist, dass wir immer die am besten geeigneten Elemente auswählen und bei Bedarf auch selber entwickeln.
Wir lassen den Spielraum zu, alle denkbaren Aktoren wie zum Beispiel Piezo-Aktoren, Chemische Aktoren oder Memory-Metalle einzusetzen. Wir konzipieren und trimmen die Mechanik auf höchste Eigenfrequenzen hin und sind in der Lage Regelungsstrategien und Filtertechniken der letzten Generation und auf höchster technologischer Stufe einzusetzen.

Somit entsteht immer wieder Innovation!

Zur Person Dr. Harald Wild: Studium des Maschinenbaus in Stuttgart und Bern. Doktorat am Department für Elektrotechnik an der "University of East London". Dissertation zum Thema Synchronmaschine als Ganzes. Seit 1991 Leitung eines eigenen Ingenieurbüros mit bis zu 8 Mitarbeitenden. Seit 1992 ununterbroche nebenamtliche Tätigkeit in der Lehre und Forschung an Schweizer Fachhochschulen in den Bereichen Statik, Dynamik, Festigkeitslehre und Regelungstechnik. Seit 2008 unbefristete Tätigkeit als Lehrbeauftragter für Automatisierungstechnik an der ETH Zürich, Institut für Werkzeugmaschinen und Fertigungstechnik IWF.

Durch das gute Beziehungsnetzwerk mit in- und ausländischen Universitäten entstehen immer wieder Synergien, welche zu neuen Forschungsprojekten mit Industriepartnern führen.

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