2006/2007 WELS KONKRET - FH Oberösterreich
2006/2007 WELS KONKRET - FH Oberösterreich
2006/2007 WELS KONKRET - FH Oberösterreich
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Steuerung und Regelung eines Servomotors<br />
für Schraubvorgänge<br />
Autor: Thomas Übleis-Lang<br />
<strong>FH</strong>-Betreuer: DI Reinhard Gahleitner<br />
Thomas Übleis-Lang<br />
Studiengang:<br />
Automatisierungstechnik<br />
Vorbildung:<br />
Lehrabschluss<br />
STIWA Fertigungstechnik GmbH<br />
Steinhüblstraße 4<br />
4800 Attnang-Puchheim<br />
<strong>FH</strong>-Studiengang:<br />
Automatisierungstechnik<br />
Studiengangsleiter:<br />
<strong>FH</strong>-Prof. Univ.-Doz. Mag. Dr.<br />
Günther Hendorfer<br />
Tel.: 07242/72811-3010<br />
E-Mail: sekr.at@fh-wels.at<br />
www.fh-ooe.at/at<br />
Einführung - Unternehmensprofil<br />
Firma STIWA ist ein in Europa führendes Unternehmen<br />
im Bereich der Produkt- und Montageautomation mit<br />
Firmensitz in Attnang-Puchheim (<strong>Oberösterreich</strong>). STI-<br />
WA plant und liefert komplette Automationslösungen<br />
inklusive Automationsgerechter Produktgestaltung.<br />
Die Firma erzielte im Wirtschaftsjahr 2005/<strong>2006</strong> mit<br />
mehr als 1000 Mitarbeitern einen Umsatz von ca. Mio<br />
100,6 EURO. Das Dienstleistungsangebot erstreckt<br />
sich von der Produkt- und Verfahrensentwicklung über<br />
Softwareentwicklung (AMS-Engineering in Hagenberg)<br />
bis hin zur Optimierung von Produktionsanlagen beim<br />
Kunden. APF in Schlangenbad (Deutschland) sowie<br />
das Werk in Gampern schließen den Kreis und produzieren<br />
Baugruppen mit intelligenter Hochleistungsautomation<br />
aus dem eigenen Haus.<br />
Projektbeschreibung<br />
Schrauben werden in STIWA mittels Eigenbauschraubern<br />
eingedreht. Solch ein Schrauber besteht im<br />
Wesentlichen aus einem Antrieb mit Getriebe, einem<br />
Drehmomentsensor sowie einer Welle auf der der Bit<br />
sitzt. Diese Komponenten werden je nach Anwendung<br />
zusammengestellt wodurch sich ein sehr hoher Grad<br />
an Flexibilität hinsichtlich der Einbauweise sowie der<br />
Einbindung in die automatisierten Abläufe ergibt.<br />
Aufgabenstellung<br />
Die Aufgabe in diesem Projekt war es den Schraubprozess<br />
mathematisch zu beschreiben und anschließend<br />
in Matlab zu simulieren. Sowie diverse Systeme welche<br />
in STIWA verwendet werden und eventuell in Frage<br />
kämen zu testen und zu evaluieren. Als Schnittstelle<br />
zwischen Regler und SPS soll das EtherCat System<br />
von Beckhoff getestet werden.<br />
Durchgeführte Arbeiten<br />
Um den Schraubprozess mathematisch zu beschreiben<br />
war es nötig alle relevanten Werte, wie Trägheit,<br />
Übersetzung, Regelverhalten des Servomotors und<br />
das Verhalten der Schrauben zu kennen oder zu ermitteln.<br />
Im Anschluss wurden die Bewegungsgleichungen<br />
für das System, welches sich im Wesentlichen auf<br />
einen Zwei-Massen-Schwinger mit Antrieb reduzieren<br />
lies aufgestellt. Nach der Aufstellung der Bewegungsgleichungen<br />
konnten diese mittels einer SFunction in<br />
Matlab Simulink integriert und eine Simulation durchgeführt<br />
werden. Die Simulation des Schraubfalles wurde<br />
zum Schluss auf ein gesamtes System erweitert<br />
dieses beinhaltet: Motor, Regler, SPS-Ansteuerung<br />
und Schraubprozess.<br />
Erzielte Ergebnisse<br />
Das Ergebnis des Praktikums ist eine Anwendung in<br />
Matlab Simulink, mit welcher man sich das Verhalten<br />
des Schraubprozesses, ohne diesen in der Realität zu<br />
kennen, ansehen kann. Hierbei müssen jedoch Werkstoffeigenschaften<br />
sowie Reibverhältnisse bekannt<br />
sein, um eine nachhaltige Aussage treffen zu können.<br />
Sind diese Erkenntnisse vorhanden so kann eine gute<br />
Aussage über den Prozess getroffen werden.<br />
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<strong>WELS</strong> <strong>KONKRET</strong>
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