Adaption des mechanischen Übertragungsverhaltens elektromechanischer Vorschubantriebe unter regelungstechnischen Gesichtspunkten zur Optimierung des dynamischen Verhaltens unter gleichzeitiger Minimierung des Verschleißes

从控制角度调整机电进给驱动器的机械传动行为，以优化动态行为，同时最大限度地减少磨损

• 批准号: 47530032
• 负责人: Professor Dr.-Ing. Günter Pritschow (†)
• 金额: --
• 依托单位: Institut für Steuerungstechnik der Werkzeugmaschinen und Fertigungseinrichtungen (ISW)
• 依托单位国家: 德国
• 项目类别: Priority Programmes
• 财政年份: 2007
• 资助国家: 德国
• 起止时间: 2006-12-31 至 2010-12-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://gepris.dfg.de/gepris/projekt/47530032?language=en
• 关键词: Adaption; des; mechanischen; bertragungsverhaltens; elektromechanischer

Um die Produktivität von Werkzeugmaschinen zu erhöhen, werden Vorschubantriebe mit höherem Leistungspotential eingesetzt. Dabei ist das Beschleunigungsvermögen der Vorschubantriebe nicht allein entscheidend, sondern auch die einstellbare Geschwindigkeitsverstärkung Kv. Diese hat Einfluss auf die erzielbare Ruckhöhe und Bahngenauigkeit. Die erste Eigenfrequenz begrenzt den einstellbaren Kv-Wert. Durch Vorspannen der Lager und des Spindel-Mutter-Systems kann die Gesamtsteifigkeit erhöht und damit höhere Eigenfrequenzen bei gleich bleibender Masse erzielt werden. Jedoch reduziert die Vorspannung die Lebensdauer der Lager und des Spindel-Mutter- Systems. Hohe Steifigkeit durch Vorspannen und lange Lebensdauer sind also konträr. Ziel des Forschungsvorhaben ist die Bandbreitenanpassung von Kugelrollspindelantrieben an die Bedürfnisse der Genauigkeitsanforderungen einer Werkzeugbewegung durch Adaption des mechanischen Übertragungsverhaltens mit dem Ziel der Minimierung des Verschleißes der Kugelrollspindeleinheit.Da bei hohen Geschwindigkeiten eine erhöhte Reibung besonders negative Auswirkungen auf den Verschleiß durch Temperaturerhöhungen hat, wurde vorgeschlagen, die Vorspannung an den aktuellen Prozess anzupassen. Folglich sollte bei Eilganggeschwindigkeiten ohne Bearbeitungsvorgang und damit eher geringen Dynamikanforderungen die Vorspannung geringer sein und bei Bewegungen mit hohen Genauigkeitsanforderungen während der Bearbeitung die Vorspannung erhöht werden. Bis zum Zeitpunkt des Zwischenberichtes der ersten Förderphase wurden die Eigenschaften von Komponenten, da diese für die Aktorauslegung, Simulation und den anschließend gebauten Versuchstandauslegung relevant sind, simulativ untersucht. Die Modellierung der mechanischen Übertragungselemente als beeinflussbare Elemente der Regelstrecke wurde vorgenommen, um die Auswirkung von Parameteränderungen auf den Frequenzgang der Mechanik untersuchen und bewerten zu können. Daraufhin wurden Konzepte zur Vorspannungsanpassung erarbeitet und bewertet. Ein für praktische Anwendungen Erfolg versprechendes Lösungsprinzip auf der Basis einer Drehmomentenvorgabe für die zweite Mutter eines Kugelgewindetriebs wurde als Versuchsstand realisiert und experimentell untersucht. Die gemessenen Ergebnisse bestätigten die Erwartungen. Im vorliegend beantragten Förderzeitraum wird die gefundene Lösung für das Maschinenelement „Kugelgewindetrieb" zu einer adaptiven Einheit umgestaltet und an einem Versuchsträger appliziert. Zur Adaption des Elements an die Maschinensteuerung wird deren Architektur um eine Schnittstelle erweitert, welche im Verbund mit einer Entscheidungslogik abhängig von der aktuellen Verfahr- bzw. Bearbeitungssituation der Achse verschleißoptimale Vorspannungswerte sowie die daran angepassten Reglerparameter liefert.

Um die Produktivität von Werkzeugmaschinen zu höhen，韦尔登Vorschubantriebe mit höherm Leistungspotential eingesetzt. Dabei ist das Besomingunigungsvermögen der Vorschubantriebe nicht alein entscheidend，sondern auch die einstellbare Geschwindigkeitsverstärkung Kv.这对火车和火车站有影响。第一个本征频率产生于一个Kv-Wert装置。在大容量和多轴混合系统中，系统的总频率和固有频率都可以很好地反映质量韦尔登。Jedoh减少了对Lager和Spindel-Mutter系统的生命周期的预测。同样，通过前位和长期生活的方式来进行的高等级建筑也是相互矛盾的。研究的目的是通过采用最小的Kugelrollspindeleinheit误差范围来适应Kugelrollspindelantrieben的带宽和一般的加工方法。在温度变化的情况下，热膨胀是一种负的压应力，因此，在热膨胀过程中，压应力和加工过程是相互作用的。Folglich sollte bei Eilganggeschwindigkeiten ohne Bearbeitungsvorgang und damit eher geringen Dynamikanforderungen die Vorspannung geringer sein and bei Bewegungen mit hohen Genauigkeitsanforderungen während der Bearbeitung die Vorspannung erhöht韦尔登. Bis zum Zeitpunkt des Zwischenberichtes der ersten Förderphase wurden die Eigenschaften von Komponenten，da diese für die Aktorauslegung，Simulation und den anschließend gebauten Versuchstandauslegung relevant sind，simulativ untersucht. Die Modellierung der mechanischen Übertragungselemente als beeinflussbare Elemente der Regelstrecke wurde vorgenommen，um die Auscaugung von Parameteränderungen auf den Frequenzgang der Mechanik untersuchen und bewerten zu können. Daraufhin wurden Konzepte zur Vorspannungsanpassung erarbeitet and bewertet. Ein für praktische Anwendungen Erfolg versprechendes Lösungsprinzip auf der Basis einer Dumentenvorgabe für die zweite Mutter eines Kugelgewinebs wurde als Versuchsstand realisiert und experimentell untersucht.这两个人最好都能成功。Im vorliegend beantragten Förderzeitraum wird die gefundene Lösung für das Maschinenelement“Kugelgewincheb”zu einer adaptiven Einheit umgestaltet und an einem Versuchsträger appliziert.对于单元和机械结构的适应性，将使建筑结构具有更好的结构性，并且在建筑结构中具有一个可理解的设计思想。承受Achse verschleißoptimale Vorspannungswerte sowie daran angepasten Regler参数liefert的情况。