Ballbalance

Was Regelungen alles können, verdeutlicht das Diplomprojekt von Christian Pommer und Alexander Werndl. Sie haben für die Firma Bernecker&Rainer ein Demonstrationsgerät entwickelt, bei dem ein Ball auf einer Felge selbständig zentriert und in Balance gehalten wird.

„Wir sind durch Herrn Dicker von B&R und durch unseren Projektbetreuer Dipl.-Ing. Albert Schmeitzl auf dieses Projekt aufmerksam gemacht worden“, erzählt Christian Pommer vom Start dieses Projektes. „Uns hat die Aufgabenstellung gleich gefallen, weil da viele Bereiche gefragt sind, unter anderem Konstruktions-, Regelungstechnik- und Programmierkenntnisse“. Entstanden ist schlussendlich ein Gerät, das einen Ball auf den Scheitelpunkt einer horizontal gelagerten Mopedfelge aufschwingt und ihn dort automatisch ausbalanciert.

Die beiden Maturanten aus der Abteilung für Mechatronik haben im Herbst als erstes ein 3D-Modell ihres Gerätes mit ProEngineer konstruiert. In einem Versuchsaufbau haben sie dann drei Motoren auf ihre Eignung getestet und den entsprechenden Sensor ausgewählt. Ein vorerst vorgesehener Infrarot-Sensor wurde durch einen Ultraschallsensor ersetzt und natürlich wurde dann das entsprechende Programm geschrieben. Parallel zu diesen Versuchen und Arbeiten wurde ein sehr ansprechendes Gehäuse gefertigt und der notwendige Unterbau in der mechanischen Werkstätte hergestellt. Längere Zeit waren die beiden Schüler mit der Regelungstechnik beschäftigt – erst die Verwendung eines kleineren Balls brachte dann die gesuchte Lösung.

Das formschöne und voll funktionsfähige Gerät, das die beiden Schüler gebaut haben, funktioniert nun so, dass der Ultraschallsensor die Entfernung zwischen der linken Endlage und dem Ball misst. Dieser Wert wird dann über eine analoge Eingangskarte an die SPS weitergegeben. Die SPS errechnet sodann aufgrund der eingegebenen Daten die neue Geschwindigkeit und die Drehrichtung des Motors, welcher über einen Servoverstärker entsprechend angesteuert wird.

Das Gerät kann in zwei unterschiedlichen Arten betrieben werden. Einerseits im Automatikmodus, wo der Ball von der Anlage aufgeschwungen und balanciert wird, und andererseits im Handbetrieb, welcher einem Zuschauer die Möglichkeit gibt, selbst zu versuchen den Ball aufzuschwingen und zu balancieren. Der jeweilige Modus kann über einen Touchscreen ausgewählt werden. Auf diesem Bildschirm sind auch die Lage des Balles, die berechnete Geschwindigkeit des Reglers und die Geschwindigkeit des Handrades bei Handbetrieb ersichtlich.

Als sozusagen „Fleißaufgabe“ haben die beiden Schüler einen Film über die Funktion ihres Gerätes gedreht. Die beiden Projektbetreuer, Dipl.-Ing. Albert Schmeitzl und FOL Albert Reichhartinger sind mit dem Arbeitsergebnis sehr zufrieden. „Ich bin mir sicher, dass sowohl die HTL Braunau als auch B&R dieses anschauliche und hervorragend umgesetzte Projekt bei vielen Messen herzeigen wird“, meint Dipl.-Ing. Schmeitzl. Auch dem B&R-Projektbetreuer, Herrn Dicker, gefällt die erstellte Arbeit sehr. Er hat mittlerweile den Film auf den firmeneigenen Info-Kanal gesetzt.

Herzliche Gratulation zu diesem Projekt, das auch die Finalrunde des Kärntner Innovations- und Technologiepreises erreicht hat.

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