Mehr Info - iwb

6.2 Theoretisches Prozesskraftmodell für das Rührreibschweißen
Die aus den Rundlaufabweichungen entstehenden Kraftschwankungen können
ebenfalls durch mathematische Gleichungen abgebildet und in die Prozesskraftgleichungen
integriert werden. Dies kann über die aus der Rundlaufabweichung k
und der Drehzahl n berechenbare Vorschubgeschwindigkeit vr des umlaufenden
Werkzeugs erfolgen. vr zeigt tangential zur Kreisbewegung, die das Werkzeug
durch die Abweichung beschreibt (siehe Abbildung 6-18):
·· (6-10)
Wie auch in der programmierten Schweißrichtung wirken in diesem Fall statische
Prozesskräfte tangential (Ft,rund) und normal (Fr,rund) zur Bewegungsrichtung
auf das Werkzeug. Ist die Abhängigkeit der statischen Prozesskräfte Fx und Fy
von der Schweißgeschwindigkeit bekannt, können die Kräfte Ft,rund und Fr,rund
entsprechend bestimmt werden. Diese können dann über den Drehwinkel φ in
Prozesskräfte in (Fx1,rund und Fx2,rund) und senkrecht (Fy1,rund und Fy2,rund) zur Vorschubrichtung
umgerechnet werden. Dadurch entstehen in diese Richtungen Prozesskraftanteile,
die mit der Drehfrequenz schwanken.
F x1,rund
F x2,rund
F y1,rund
φ Ft,rund
F y2,rund
F r,rund
v r = k·π·n
φ
v
Abbildung 6-18: Resultierende Kraftkomponenten durch Rundlaufabweichung
des Werkzeugs
Wie in Abbildung 6-15 ebenfalls zu erkennen ist, kommt neben den Kraftschwankungen
in Drehfrequenz bei hoher Rundlaufabweichung auch ein Anteil
in dreifacher Drehfrequenz zum Kraftsignal hinzu, dessen Amplitude jedoch im
Vergleich sehr niedrig ist. Dies mag auf die Tatsache zurückzuführen sein, dass
aus der hohen Rundlaufabweichung eine vergleichsweise hohe Geschwindigkeit
tangential zur Kreisbewegung resultiert. In dieser Bewegung würde entsprechend
99
k
2
Werkzeugbahn aufgrund
Rundlaufabweichung k
(überzeichnet dargestellt)
y x