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6 Prozessmodellierung Anregungs- und der Messstelle stark erhöht. So ist, wie in Abschnitt 6.4.2 bereits dargestellt, davon auszugehen, dass der frei ausschwingende Rundtisch und die Translation des z-Schlittens das gemessene Übertragungsverhalten dominieren, wenn kein Kontakt von Werkzeug und Spannwinkel herrscht. Durch den Kraftschluss des Spannwinkels mit dem Maschinenständer über das Werkzeug und die Spindel hat sich das durch das Modell abzubildende mechanische System stark verkompliziert. Den durch Federelemente abgebildeten Steifigkeiten von Spindellagerung, Spindelwelle etc. kommt nun eine viel stärkere Bedeutung zu. In den Eigenschwingungsformen des Systems ohne Kraftfluss durch das Werkzeug kommen diese praktisch nicht zum Tragen. Die höhere Anzahl an Steifigkeiten, gepaart mit der immer vorhandenen Unsicherheit hinsichtlich der korrekten Steifigkeitswerte, erschwert die korrekte Modellierung stark. Zusätzlich dazu konnte das sich zwischen Spindelmotor und Spindelwelle befindende Getriebe der Versuchsmaschine mangels entsprechender Datenlage nur durch seine Masse abgebildet werden. Zum anderen ist zu beachten, dass Werkzeugmaschinen kein exakt lineares Verformungsverhalten aufweisen. Nach WECK (1996) nimmt die Steifigkeit von Werkzeugmaschinen nach der Überwindung von Losen in Lagerungen, Führungen und Verschraubungen aufgrund von nicht-linearen Kontaktverhältnissen mit zunehmender Belastung zu. Da sich die Maschine während der beschriebenen Messung unter Vorspannung befand, die im Modell nicht abgebildet werden kann, waren entsprechende Abweichungen zu erwarten. Trotz dieser Ergebnisse wird das Modell für die weiteren Teile dieser Arbeit verwendet. So zeigt sich, dass das entsprechende mechatronische Gesamtmodell der Maschine im Frequenz- und im Zeitbereich durchaus gute Ergebnisse liefert (siehe Abbildung 6-39, Abbildung 6-40 und Abbildung 6-41). Zum Vergleich der gemessenen und berechneten Lage- und Geschwindigkeits-Istwerte wurde nur ein Lagesollsprung von 0,02 mm betrachtet, um die Maschine im vorgespannten Zustand nicht zu überlasten. Ebenfalls wird sich herausstellen, dass sich auch mit diesem Modell der Einfluss des Rührreibschweißprozesses zumindest qualitativ abbilden lässt (siehe Abschnitt 6.4.4). 130
Phase Amplitude 10 dB -10 6.4 Modell zur Abbildung des Einflusses der Prozesszone -20 Messung Simulation -30 1 10 Hz 1000 180 Grad 0 -90 -180 1 10 Hz 1000 Frequenz Abbildung 6-39: Führungsfrequenzgang des Drehzahlregelkreises der z-Achse, Vorspannung 4,7 kN (Messung) bzw. Werkzeug im Kraftfluss (Simulation) Phase Amplitude 10 dB -40 -65 Messung Simulation -90 1 10 Hz 1000 0 Grad -180 -270 -360 -450 -540 1 10 Hz 1000 Frequenz Abbildung 6-40: Führungsfrequenzgänge des Lageregelkreises der z-Achse, Vorspannung 4,7 kN (Messung) bzw. Werkzeug im Kraftfluss (Simulation) 131
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TECHNISCHE UNIVERSITÄT MÜNCHEN Le
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Forschungsberichte IWB Band 253 Zug
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Vorwort Die vorliegende Dissertatio
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Inhaltsverzeichnis 4.2 Aufbau und F
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Inhaltsverzeichnis 7.2.2 Voraussage
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1 Einleitung 1.1 Grundlagen des Rü
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1.2 Ausgewählte Anwendungen des R
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2.6 Modellierung der Prozesskräfte
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Bedienterminal NC-Programm NC-Steue
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4.4 Messung des dynamischen Verhalt
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5.1 Statische Verformung während d
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Kraft Fx Kraft FFy y Kraft Fz 200 N
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