„MotorInspector“-Projekt will Luftspaltmessung in Elektromotoren-Produktion automatisieren
Elektromotoren werden immer wichtiger – sie sind nicht nur das Herzstück von E-Autos, deren Zulassungsanteil in Deutschland schon bei rund 20 Prozent liegt, sondern auch von elektrischen Zweirädern, Schiffen und Fluggeräten. Damit Elektromotoren gut arbeiten, müssen sie sehr genau gebaut werden. Dabei spielt ein schmaler Luftspalt zwischen Rotor und Stator eine entscheidende Rolle, also zwischen dem beweglichen Bauteil, das sich dreht (Rotor), und dem festen Teil mit Magnetfeld, der den Motor antreibt (Stator).
Der Luftspalt beeinflusst maßgeblich den Wirkungsgrad und die Lebensdauer des Motors. Ist dieser Luftspalt inhomogen – also ungleichmäßig –, so läuft der Motor nicht rund, der Wirkungsgrad leidet und er geht schneller kaputt.
Luftspalt für Qualitätssicherung wichtig
Daher muss der Luftspalt des Motors im Sinne der Qualitätssicherung gemessen werden. Diese Luftspaltmessung zu automatisieren, ist das Ziel des neuen Forschungsprojekts „MotorInspector“ von IPH – Institut für Integrierte Produktion Hannover und MFP Messtechnik & Fertigungstechnologie. Zwei Jahre lang forschen das IPH und MFP gemeinsam an der automatisierten Qualitätskontrolle. Gefördert wird das Forschungsprojekt mit Mitteln des Europäischen Fonds für regionale Entwicklung (EFRE) und des Landes Niedersachsen.
Besonders spannend ist das Thema für die noch recht neuen Axialflussmotoren, auch „Scheibenläufer“ genant. Ein homogener Luftspalt ist bei diesen Motoren besonders wichtig, da bereits kleinste Abweichungen die Lebensdauer deutlich verkürzen können.
Im Projekt ist das IPH für das Automatisierungskonzept verantwortlich und die Firma MFP für die Luftspaltmessung an sich. Die Grundlage bildet ein Sensor, den MFP entwickelt hat. Der sogenannte „gapMaster“ misst den Luftspalt resistiv. Dabei tastet ein Sensor den Spalt direkt ab. Laut den Projektpartnern ist dieses Messverfahren ist vergleichsweise robust und schnell. Jedoch lässt es sich bislang noch nicht vollständig in industrielle Fertigungsprozesse integrieren.
Automatisiertes Messsystem entwickeln
Die „MotorInspector“-Partner wollen daher ein automatisiertes Messsystem entwickeln, das auf diesem Sensor basiert. Dabei soll ein Roboter zum Einsatz kommen, der mithilfe einer Kamera oder eines Lasers in der Lage ist, den Sensor automatisch und präzise mittig in den Luftspalt einzuführen. So wollen die IPH und MFP eine automatisierte Qualitätskontrolle direkt im Produktionsprozess ermöglichen – ohne dies bislang üblichen manuellen Zwischenschritte.
Für „MotorInspect“ wird aktuell ein Demonstrator eines Elektromotors aufgebaut. An diesem Nachbau werden im Verlauf des Forschungsprojekts Versuche durchgeführt, um ein Automatisierungskonzept zur Luftspaltmessung zu entwickeln und iterativ zu verbessern.
Für das Projekt suchen die Beteiligten aktuell nach Unternehmen, die Elektromotoren herstellen – insbesondere Axialflussmotoren, aber auch Radialflussmotoren. Fachwissen können sowohl Automobilkonzerne und Zulieferbetriebe als auch Startups und Forschungseinrichtungen beisteuern, die sich mit diesem Thema beschäftigen. Die Ergebnisse der Befragung fließen anonymisiert in das Forschungsprojekt ein. Ansprechpartner ist Projektleiter Simon Pauka, seine Kontaktdaten finden Sie auf der Website des Projekts.
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