Optimierungsbasierte Auslegung und Steuerung in der Pneumatik und Vergleich mit elektromechanischen Antrieben

Der effiziente Umgang mit Ressourcen und Energie ist eine zentrale Größe zum Erreichen der global gesetzten Klimaschutzziele. Der Industrie kommt dabei eine wesentliche Rolle zu. Im Bereich der Automatisierungs- und Handhabungstechnik fällt ein beachtlicher Teil des Energieverbrauchs bei der Erzeugung mechanischer Bewegungen an. Typischerweise umfassen diese Bewegungen Aus- und Einfahrprozesse zum Verschieben von Werkstücken oder Werkzeugen, sowie Halte- und Pressaufgaben, die durch eine vorgegebene aufzubringende Kraft gekennzeichnet sind. Zur Realisierung dieser Bewegungsaufgaben gibt es Lösungen unterschiedlicher Technologien, von denen im Rahmen dieser Arbeit pneumatische und elektromechanische Antriebe betrachtet werden.
Der Fokus liegt dabei auf den pneumatischen Antrieben, die einerseits weit verbreitet sind und die andererseits bei einer ungünstigen Parametrierung einen erheblichen Energieverbrauch verursachen. Um diesen zu reduzieren werden Methoden zur Auslegung und effizienten Steuerung untersucht.
Diese zielen sowohl auf die energetische Optimierung einzelner Antriebe, als auch auf die Nutzung zusätzlicher Einsparpotentiale bei im Verbund betriebenen Antrieben ab.
Abschließend werden die, im Rahmen der Untersuchung von pneumatischen Antrieben gewonnenen, Erkenntnisse in einen Kontext zu elektromechanischen Systemen gebracht.