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3 Zielsetzung und Vorgehensweise gung der Antriebssysteme verwendet werden. Beispielhaft wird hier eine Kraftregelung entworfen und in die Versuchsmachine integriert. Messung Grundlagen Modellierung Anwendung 4 Grundlagen der Vermessung und Modellierung von Werkzeugmaschinen Kapitel Messung des Verhaltens einer Werkzeugmaschine 5 während des Rührreibschweißens Identifizierung des Einflusses des Prozesses Kapitel auf das dynamische Verhalten einer Werkzeugmaschine Prozesskraftmodell Modellierung der Maschine 6 + (FEM) Modellierung der Prozesszone = Kapitel Abbildung des Verhaltens der verwendeten Werkzeugmaschine für das Rührreibschweißens Vorhersage der dynamischen Maschinenbelastung7 beim Rührreibschweißen Auslegung einer Kraftregelung für das Rührreibschweißen Kapitel Abbildung 3-1: Vorgehensweise und Arbeitspakete der Arbeit 30
31 4.1 Allgemeines 4 Grundlagen der Vermessung und Modellierung von Werkzeugmaschinen 4.1 Allgemeines Das vorliegende Kapitel gibt einen Überblick über die heute gängigen Werkzeuge zur Vermessung und Modellierung des statischen und dynamischen Verhaltens von Werkzeugmaschinen. Nach einer kurzen Einführung zu deren Aufbau und Funktionsweise wird beschrieben, mit welchen Methoden die verschiedenen Komponenten in Simulationsmodellen abgebildet werden können. Dabei wird sowohl auf die mechanische Struktur als auch auf die Antriebs- und Regelsysteme eingegangen. Im Anschluss wir erläutert, wie das dynamische Verhalten von Werkzeugmaschinen messtechnisch erfasst werden kann. 4.2 Aufbau und Funktionsweise von Werkzeugmaschinen Abbildung 4-1 zeigt den prinzipiellen Aufbau von Werkzeugmaschinen am Beispiel eines Horizontal-Bearbeitungszentrums mit vier Vorschubachsen. Das Maschinengestell, das aus Maschinenbett und Aufbauten, wie z. B. dem Maschinenständer, besteht, stellt das Grundgerüst dar. Es nimmt die Bearbeitungskräfte auf, sichert die Lage der einzelnen Baugruppen zueinander und legt die kinematischen Randbedingungen der Werkzeugmaschine fest. Baugruppen können mithilfe von Vorschubantrieben über Führungen relativ zueinander entlang der Maschinenachsen bewegt werden. Abbildung 4-2 zeigt den schematischen Aufbau eines CNC-gesteuerten, elektromechanischen Vorschubantriebs. Die vom Bediener in einem NC-Programm spezifizierten Verfahrbewegungen werden vom Interpolator der NC-Steuerung in Sollwertvorgaben für die Maschinenachsen umgesetzt. Für jede Achse bedeutet dies die Vorgabe des zeitlichen Verlaufs des Lage-Sollwertes. Die Antriebsregler der Achsen setzen diese <strong>Info</strong>rmationen in Sollgrößen für die Vorschubmotoren um, die ein Drehmoment erzeugen, das über mechanische Übertragungselemente in die Vorschubkraft umgesetzt wird. Die Wandlung des vom Motor erzeugten Drehmoments in die Vorschubkraft erfolgt meist über einen Kugelgewindetrieb, bestehend aus Kugelgewindespindel und einer an der zu bewegenden Baugruppe befestigten Kugelgewindemutter.
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TECHNISCHE UNIVERSITÄT MÜNCHEN Le
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Seite 37 und 38: 2.4 Anlagentechnik für das Rührre
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Seite 49 und 50: 2.6 Modellierung der Prozesskräfte
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Seite 53 und 54: 2.7 Zusammenfassung und Bewertung d
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Seite 75 und 76: 4.4 Messung des dynamischen Verhalt
Seite 77 und 78: 4.4 Messung des dynamischen Verhalt
Seite 79 und 80: 5.1 Statische Verformung während d
Seite 81 und 82: 5.1 Statische Verformung während d
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Seite 105 und 106: 6.2 Theoretisches Prozesskraftmodel
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6.2 Theoretisches Prozesskraftmodel
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Kraft Amplitude Magnitude 8000 N 40
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Wert des aufsummierten Volumens in
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Kraft 500 N 0 6.2 Theoretisches Pro
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6.3 Empirisches Prozesskraftmodell
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Kraft Fx Fx 6.3 Empirisches Prozess
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Ohne Kraftfluss durch Werkzeug 6.4
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6.4 Modell zur Abbildung des Einflu
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212,7 Hz (M4) 236,4 Hz (M5) 331,6 H
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Phase Amplitude 10 dB -10 6.4 Model
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7 Anwendung der Modelle 7.1 Allgeme
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Fstör, x(t) Fstör, y(t) Fstör, z
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7.2 Voraussage von dynamischen Masc
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Vorschub Vorschub Vorschub 0,6 mm 0
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7.2 Voraussage von dynamischen Masc
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F z (dyn. Anteil) 1200 N 800 600 40
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7.3 Auslegung und Integration einer
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I soll Verstärkungsfaktor für Bah
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8 Zusammenfassung und Ausblick 8.1
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