Entwicklung und Erprobung eines Konzepts zur Gewichtsreduzierung und Dynamiksteigerung bei Hochpräzisionswerkzeugmaschinen durch die Kompensation der statischen und dynamischen Strukturverlagerung

通过补偿静态和动态结构位移来开发和测试一种减轻高精度机床重量并增加动力的概念

• 批准号: 46628934
• 负责人: Professor Dr.-Ing. Eckart Uhlmann
• 金额: --
• 依托单位: Fachgebiet Werkzeugmaschinen und Fertigungstechnik
• 依托单位国家: 德国
• 项目类别: Research Grants
• 财政年份: 2007
• 资助国家: 德国
• 起止时间: 2006-12-31 至 2014-12-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://gepris.dfg.de/gepris/projekt/46628934?language=en
• 关键词: Entwicklung; und; Erprobung; eines; Konzepts

Das Ziel des Forschungsvorhabens ist die Reduzierung des Gewichts und des Volumens von Hochpräzisionswerkzeugmaschinen, um die Flexibilität und Modularisierbarkeit zu steigern. Weiterhin wird die Dynamik der Verfahrbewegungen der Maschinenachsen, insbesondere der Ruck, gegenüber der Dynamik heute am Markt verfügbarer Werkzeugmaschinen für die Hochpräzisionsbearbeitung gesteigert. Dazu wird die Maschinenstruktur in einer Strukturoptimierung mit der Methode der Finiten Elemente (FEM) und der Simulation von Mehrkörper-Systemen (MKS) als nachgiebiges schwingungsfähiges System mit definierten Eigenschwingungsformen modelliert und in einem Versuchsstand realisiert. Die im Vergleich zu üblichen, steif ausgelegten Maschinen große Positionsabweichung des Tool-Center-Points (TCP) relativ zur Bearbeitungsstelle wird zur Gewährleistung der Arbeitsgenauigkeit während der Bearbeitung aktiv kompensiert. Da die Positionsabweichung nicht direkt erfasst werden kann, wird eine nichtparametrische Systemidentifikation der Struktur durchgeführt und ein physikalischmathematisches Rechenmodell entwickelt, welches die Positionsabweichung im Zeitbereich aus Messdaten der Antriebssysteme und zusätzlichen Sensorsignalen während der Bearbeitung vorausberechnet und der Steuerung zur Verfügung stellt. Die Kompensation wird mittels der linearmotorgetriebenen Maschinenachsen durchgeführt. Im ersten Forschungsjahr wurde ein Versuchsstand bestehend aus einem Linearantriebsmodul, einer das Maschinengestell repräsentierenden nachgiebigen Struktur und einem Steuerungssystem aufgebaut und in Betrieb genommen. An dem Versuchsstand wurde die Umsetzbarkeit der Gestellauslegung im Sinne des geforderten Eigenschwingungsverhaltens nachgewiesen. Darüber hinaus wurde ein Steuerungskonzept entwickelt und umgesetzt, das die Implementierbarkeit der Rechenmodelle und Kompensationsalgorithmen sowie zusätzlicher Sensorik sicherstellt und um eine Standard-CNCSteuerung erweitert werden soll. Im hier beantragten zweiten Förderzeitraum stehen die Modellbildung des Systems mit der FE-Methode und als Mehrkörpersystem, die Integration der komplexen Modelle in die Steuerperipherie sowie die steuerungs- und regelungstechnischen Maßnahmen zur Echtzeitkompensation im Fokus. Weiterhin wird der Versuchsstand zu einem Drei-Achs- System erweitert, um eine vollständige Kompensation der translatorischen Verlagerung im Raum zu realisieren. Das Drei-Achs-System wird nach erfolgreicher Kompensation als Mikrofrässystem ausgerüstet, um das Konzept abschließend für die Fertigungstechnologie des Hochpräzisions-Mikrofräsens zu qualifizieren. In einem vierten Forschungsjahr werden Schwerpunkte auf der Berücksichtigung von Störgrößen, beispielsweise Bearbeitungskräfte, die größer als beim Mikrofräsen sind liegen, sowie auf der Erweiterung des Konzepts für Fünf-Achs-Werkzeugmaschinen liegen.

Das Ziel des Forschungsvorhabens ist die Reduzierung des Gewicats and des Volumens von Hochpräzisionswerkzeugmaschinen，um die die fleibilität and modularisierbarkeit zu steigern.我们将为马斯奇纳克森的动能，而不是路克的动力，为马斯奇纳森的市场提供动力，而不是以此为基础。基于有限元方法的有限元方法和基于MKS的有限元数值模拟系统MIT定义了一种新的结构模型。如果刀具中心点(Tcp)与刀具中心点(Tcp)相对而言，刀具中心点(Tcp)与刀具中心点(Tcp)相关，则刀具中心点(Tcp)与刀具中心点(Tcp)相关。这是一个很重要的位置，我们需要一个系统的参数识别和物理数学模型，这是一个非常重要的位置，因为它是一种新的信息系统和方法。线性化的马士基马斯奇纳克森的Kompensation Wird Mittels。我是世界上最大的人，也是最好的选择，也是最好的选择。这句话的意思是：我的意思是，这是一件很重要的事情。我们将在新的技术标准和标准下实现新的技术和补偿算法。我在这里是一个Tweiten Förderzeitraum stehen die modellbildung des Systems MIT der FE-Methode and ALS Mehrkörpersystem，die Integration der komplexen Modelle in die Steuererie Sowie die steuerungs-and regelungstechnischen Ma？nahmen zur Echtzeitkompensation im Fokus.这是一种新的翻译方法，它的目的是为了更好地保护环境。这一系统将为您提供一个完整的系统，并为您提供更多的服务。在Einem vierten Forschungsjahr we den Schwerpenkte auf der Berück sichtigung von Störgröüen，beispielSweise Bearbeitungskräfte，die gröer als bem Mikrofräsen sind liegen，Sowie auf der Erweiterung des Konzepts für Fünf-ACHS-Werkzeugmaschinen liegen。