Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Wissenschaftler der TU Chemnitz entwickeln Steuerung mit gestickten Sensoren

26.09.2008
Kostengünstig, verschleißfrei und großserienfähig
- erste Anwendung in einem Robotermodell wird auf der Fachtagung "Technisches Sticken" am 29. Oktober 2008 in Plauen vorgestellt

Verschleißfrei, kompakt und funktional sind die Steuerungen, die Wissenschaftler der TU Chemnitz entwickeln. "Wir beschreiten gegenwärtig vollkommen neue Wege zur Steuerung von komplexen Systemen", berichtet Holg Elsner vom Kompetenzzentrum Strukturleichtbau an der TU Chemnitz.

Maschinenbauer von der Professur Strukturleichtbau und Kunststoffverarbeitung sowie Elektrotechniker von der Professur Schaltkreis- und Systementwurf kooperieren dabei seit 2006 fakultätsübergreifend. Mit ihrer Steuerung können sie bereits einen Mehrachsroboter bewegen. Das Besondere: Wo bislang viele Einzelteile gebraucht wurden, reicht jetzt ein einziges Bauteil. "Aus einem Konstruktionswerkstoff wird ein Funktionswerkstoff", erklärt Prof. Dr. Lothar Kroll, Inhaber der Professur Strukturleichtbau und Kunststoffverarbeitung, den Trick dabei. Wo aus Bewegungen Signale abgeleitet werden sollen, kommen zurzeit häufig Dehnungsmessstreifen zum Einsatz.

Im Leichtbau müssen diese von Hand aufgetragen werden, Massenproduktion ist nicht möglich. Deshalb suchten die Chemnitzer Forscher eine Lösung, um die Sensorik direkt in ihre Grundmaterialien einzubringen - und entwickelten den weltweit ersten Sticksensor in Leichbauverbundstrukturen. Im Leichtbau werden Textilien, ob Vliese, Gewebe aus Glasfasern oder andere innovative Faserverbundwerkstoffe, als Verstärkungsmaterial eingesetzt. Direkt in dieses Textil sticken die Chemnitzer Wissenschaftler einen Draht ein, der als Sensor dient. Er besteht aus dem selben Material, aus dem auch die Dehnungsmessstreifen hergestellt werden - aus Konstantan, das eine Formänderung in eine elektrische Widerstandsänderung umsetzt, die als Signal verwertet werden kann.

Der Sticksensor kann beispielsweise in einem Joystick angewendet werden. Einen solchen haben die Wissenschaftler nun mit der nötigen Elektronik ausgestattet, sodass sich mit ihm ein kleiner Roboter in allen Achsen steuern lässt. "Unser Modell ist die Vorstufe für eine Großserienfertigung. Die Bauteile könnten zukünftig mit einer Spritzgussmaschine im Sekundentakt gefertigt werden", so Kroll. "Die Steuerung funktioniert mit einem Mikrocontroller. Das Schaltungs- und Leiterplattenlayout ist komplett an der TU Chemnitz entwickelt worden. Es kann jederzeit neu programmiert werden und lässt sich so an jede Anwendung anpassen", berichtet Peter Wolf, Mitarbeiter an der Professur Schaltkreis- und Systementwurf. Weitere Anwendungen für die so genannte Direct-Material-Control-Systemregelung könnten sich in der Sicherheitstechnik finden sowie in der Maschinensteuerung - etwa bei Baggern oder anderen Baumaschinen. "Auch explosionsgesicherte Schalter lassen sich mit Hilfe unserer Technik sehr preisgünstig realisieren", schaut Kroll in die Zukunft. Vorteile der Direct-Material-Control-Systemregelungen gegenüber bisherigen, mechanischen Steuerungen: Sie können in Großserie gefertigt werden, was sie kostengünstig macht, außerdem sind sie verschleiß- und wartungsfrei, korrosionsbeständig und hochbelastbar.

"Diese Anlage ist weltweit einmalig", bewertet Kroll die Steuerung des Mehrachsroboters. Prof. Dr. Göran Herrmann, Wissenschaftlicher Mitarbeiter an der Professur Schaltkreis- und Systementwurf, ergänzt: "Das Forschungsgebiet und unsere fächerübergreifende Arbeit eröffnen eine ganze Reihe neuer Möglichkeiten. Die Forschung mit aktiven Materialien steht weltweit noch ganz am Anfang." Bis Ende des Jahres wollen die Wissenschaftler der TU Chemnitz eine Funkübertragung realisieren, sodass Joystick und Roboter nicht mehr über Kabel verbunden werden müssen. Die Anwendung der Direct-Material-Control-Systemregelung zur Steuerung eines Roboters präsentieren die Wissenschaftler erstmals bei der Fachtagung "Technisches Sticken" in Plauen am 29. Oktober 2008. Die fakultätsübergreifende Forschung der beiden Professuren wird auch einfließen in das gerade entstehende "Zentrum Integrative Leichtbautechnologien", eine Kompetenzeinrichtung für kleinere und mittlere Kunststoff verarbeitende Unternehmen, die unterstützt vom Maschinenbauunternehmen Krauss Maffei auf dem Chemnitzer Uni-Campus entsteht. "Außerdem möchten wir ein Innovationszentrum mit interdisziplinärem Charakter auf dem Gebiet aktiver Leichtbau-Verbundstrukturen einrichten und dadurch die Zusammenarbeit mit Firmen - vor allem mit kleinen und mittleren Unternehmen in Sachsen - weiter ausbauen. Wir suchen jederzeit neue Kooperationspartner", so Kroll.

Weitere Informationen erteilt Holg Elsner, Telefon 0371 531-38154, E-Mail holg.elsner@slb.tu-chemnitz.de

Katharina Thehos | idw
Weitere Informationen:
http://www.tu-chemnitz.de/

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Energie und Elektrotechnik:

nachricht Elektromobilität: Forschungen des Fraunhofer LBF ebnen den Weg in die Alltagstauglichkeit
27.03.2017 | Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit LBF

nachricht Wärme in Strom: Thermoelektrische Generatoren aus Nanoschichten
16.03.2017 | Universität Duisburg-Essen

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Energie und Elektrotechnik >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Entwicklung miniaturisierter Lichtmikroskope - „ChipScope“ will ins Innere lebender Zellen blicken

Das Institut für Halbleitertechnik und das Institut für Physikalische und Theoretische Chemie, beide Mitglieder des Laboratory for Emerging Nanometrology (LENA), der Technischen Universität Braunschweig, sind Partner des kürzlich gestarteten EU-Forschungsprojektes ChipScope. Ziel ist es, ein neues, extrem kleines Lichtmikroskop zu entwickeln. Damit soll das Innere lebender Zellen in Echtzeit beobachtet werden können. Sieben Institute in fünf europäischen Ländern beteiligen sich über die nächsten vier Jahre an diesem technologisch anspruchsvollen Projekt.

Die zukünftigen Einsatzmöglichkeiten des neu zu entwickelnden und nur wenige Millimeter großen Mikroskops sind äußerst vielfältig. Die Projektpartner haben...

Im Focus: A Challenging European Research Project to Develop New Tiny Microscopes

The Institute of Semiconductor Technology and the Institute of Physical and Theoretical Chemistry, both members of the Laboratory for Emerging Nanometrology (LENA), at Technische Universität Braunschweig are partners in a new European research project entitled ChipScope, which aims to develop a completely new and extremely small optical microscope capable of observing the interior of living cells in real time. A consortium of 7 partners from 5 countries will tackle this issue with very ambitious objectives during a four-year research program.

To demonstrate the usefulness of this new scientific tool, at the end of the project the developed chip-sized microscope will be used to observe in real-time...

Im Focus: Das anwachsende Ende der Ordnung

Physiker aus Konstanz weisen sogenannte Mermin-Wagner-Fluktuationen experimentell nach

Ein Kristall besteht aus perfekt angeordneten Teilchen, aus einer lückenlos symmetrischen Atomstruktur – dies besagt die klassische Definition aus der Physik....

Im Focus: Wegweisende Erkenntnisse für die Biomedizin: NAD⁺ hilft bei Reparatur geschädigter Erbinformationen

Eine internationale Forschergruppe mit dem Bayreuther Biochemiker Prof. Dr. Clemens Steegborn präsentiert in 'Science' neue, für die Biomedizin wegweisende Forschungsergebnisse zur Rolle des Moleküls NAD⁺ bei der Korrektur von Schäden am Erbgut.

Die Zellen von Menschen und Tieren können Schäden an der DNA, dem Träger der Erbinformation, bis zu einem gewissen Umfang selbst reparieren. Diese Fähigkeit...

Im Focus: Designer-Proteine falten DNA

Florian Praetorius und Prof. Hendrik Dietz von der Technischen Universität München (TUM) haben eine neue Methode entwickelt, mit deren Hilfe sie definierte Hybrid-Strukturen aus DNA und Proteinen aufbauen können. Die Methode eröffnet Möglichkeiten für die zellbiologische Grundlagenforschung und für die Anwendung in Medizin und Biotechnologie.

Desoxyribonukleinsäure – besser bekannt unter der englischen Abkürzung DNA – ist die Trägerin unserer Erbinformation. Für Prof. Hendrik Dietz und Florian...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Industriearbeitskreis »Prozesskontrolle in der Lasermaterialbearbeitung ICPC« lädt nach Aachen ein

28.03.2017 | Veranstaltungen

Neue Methoden für zuverlässige Mikroelektronik: Internationale Experten treffen sich in Halle

28.03.2017 | Veranstaltungen

Wie Menschen wachsen

27.03.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Von Agenten, Algorithmen und unbeliebten Wochentagen

28.03.2017 | Unternehmensmeldung

Hannover Messe: Elektrische Maschinen in neuen Dimensionen

28.03.2017 | HANNOVER MESSE

Dimethylfumarat – eine neue Behandlungsoption für Lymphome

28.03.2017 | Medizin Gesundheit