Modellgrundlagen zur simulationsgestützten Auslegung des ACC-Bahnschleifens

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Ziel der Arbeiten ist daher die Schaffung von Grundlagen für die simulationsgestützte Auslegung und Bewertung adaptiver Zerspanprozessregelungen auf Maschinenstrukturen mit im Arbeitsraum stark veränderlichen statischen und dynamischen Eigenschaften, um wirtschaftliche Lösungen für die automatisierte Fertigung zu erschließen. Als repräsentatives Beispiel mit besonders hohem Automatisierungspotenzial soll dafür eine adaptive Fräsprozessregelung zum Entgraten von Gussteilen auf einer am Institut vorhandenen Hexapod-Parallelkinematik dienen. Dazu wird im ersten Schritt die räumliche Maschinenstruktur des Hexapod mit Hilfe eines MKS-Systems modelliert. An das räumliche MKS-Modell werden Simulationsmodelle der Antriebsstrukturen gekoppelt, die eindimensionale geregelte Längenänderungen der Stabachsen abbilden. Mit diesem Modell der räumlichen Antriebs- und Maschinenstruktur werden die Eigenschaftsänderungen im Arbeitsraum analysiert. Im zweiten Schritt wird ein Fräsprozesskraftmodell für das Entgraten erstellt, getestet und mit dem Modell der Antriebs- und Maschinenstruktur gekoppelt. Das so entstehende Gesamtmodell der Regelstrecke kann das Übertragungsverhalten der Strecke detailliert abbilden. Im dritten Schritt wird das im laufenden Vorhaben erarbeitete Reglerkonzept erweitert um eine Bahnkorrektur in Normalenrichtung sowie um die Adaption an strukturbedingte Veränderungen des Streckenverhaltens. Diese adaptive Entgratprozessregelung wird unter Nutzung des Gesamtmodells der Regelstrecke simulationsgestützt entworfen, parametriert und getestet. Im vierten Schritt wird die adaptive Entgratprozessregelung beispielhaft in die offene Steuerung des Hexapod implementiert, getestet und in ihrer Anwendung labormäßig demonstriert.