Eine wesentliche Komponente eines jeden vollelektrischen und hybriden Antriebsstrangs ist die elektrische Maschine. Neben intelligentem Design und einer anwendungsbezogen funktionalen Auslegung des elektrischen Antriebs bietet insbesondere eine optimierte Fertigung Potentiale, um den hohen Anforderungen an Qualität, Leistungsdichte und Kosten für Traktionsantriebe gerecht zu werden.
Je nach Ausführung des Antriebs beinhalten entweder nur der Stator oder aber Stator und Rotor einer elektrischen Maschine eine oder mehrere Kupferwicklungen. Eine Methode für die Produktion von Runddrahtwicklungen ist die Nadelwickeltechnik. Dabei wird der Kupferdraht über einen hohlen Drahtführer – die Nadel – direkt am zu bewickelnden Bauteil abgelegt. Die Nadelwickeltechnik zeichnet sich im Gegensatz zu anderen gängigen Wickelverfahren durch diese klar definierte Drahtablage aus. Die präzise Drahtpositionierung ermöglicht die Umsetzung optimierter Wickelschemata mit hohen Kupferfüllfaktoren und erleichtert die Automatisierung nachgelagerter Produktionsschritte.
Ziel des Forschungsprojektes ist die Optimierung und Weiterentwicklung des Nadelwickelprozesses hin zu einem automatisierten Produktentstehungsprozess. Ausgehend von den Zielparametern einer zu bewickelnden Antriebskomponente sollen in einem weitreichend automatisierten Prozess und nach einer minimalen Anzahl von Iterationen optimierte Wickelschemata produziert werden können. Hierbei sind Robustheit und Reproduzierbarkeit des Wickelvorgangs von zentraler Bedeutung.
Der Fokus des Forschungsvorhabens liegt daher auf der Modellierung des geometrischen Drahtverhaltens in Kombination mit dem Einsatz maschineller Bildverarbeitung zur automatisierten Evaluierung der Qualität von Wickelprodukten und auf der iterativen offline sowie online Optimierung des Wickelprozesses.
