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5.3 Auswirkungen auf das dynamische Verhalten beim Rührreibschweißen
mit den bereits getätigten Versuchen zu sichern, musste jedoch in die Steuerungstechnik
der verwendeten Versuchsmaschine eingegriffen werden. Während
der positionsgeregelten Verfahrbewegungen von Werkzeugmaschinen wirkt der
Lageregler gegen Abweichungen der Ist-Position von der Soll-Position. Die Anregung
durch den Hammerschlag (Impuls) versetzt den Spannwinkel in Werkzeug-Achsrichtung
in Schwingung, was von den Regelsystemen der Maschine
als Positionsabweichung registriert wird. Die Lageregelung versucht, diese Abweichung
durch entsprechende Ansteuerung der Vorschubantriebe auszugleichen
und verringert dadurch die Schwingungsamplituden. Das so aufgezeichnete
Übertragungsverhalten beinhaltet somit nicht nur die strukturmechanischen Eigenschaften
an diesem Punkt, sondern zusätzlich das Übertragungsverhalten der
Regelsysteme. Dies verfälscht die Ergebnisse im Vergleich zum nicht vorgespannten
und vorgespannten Zustand, die mit aktivierten Achsbremsen und deaktivierter
Regelung untersucht wurden. Abhilfe würde das temporäre Klemmen
und die Deaktivierung der Lageregelung der z-Achse während des Schweißprozesses
liefern. Standardmäßig ist die speicherprogrammierbare Steuerung (SPS)
der Versuchsmaschine jedoch so konfiguriert, dass die Reglerfreigaben und
Achsklemmungen aller drei translatorischen Achsen auf Software- und Hardwareebene
gekoppelt sind und somit nicht einzeln deaktiviert oder aktiviert werden
können. Um dem zu begegnen, wurde ein zusätzlicher Schütz in die SPS integriert
und das SPS-Programm derart angepasst, dass der Entzug der
Reglerfreigabe für die z-Achse nur die Aktivierung der Bremse dieser Achse zur
Folge hatte. Dies ermöglichte die Durchführung der Versuche mit folgender
Vorgehensweise:
Eintauchen des Werkzeugs auf die programmierte Eintauchtiefe an der
Startposition der Schweißnaht
Entzug der Reglerfreigabe der z-Achse und Aktivierung der Bremse
Durchführung der Vorschubbewegung in x-Richtung und Anregung der
Maschine durch Hammerschlag
Setzen der Reglerfreigabe am Ende der Schweißnaht und Deaktivierung
der Bremse der z-Achse
Rückzug des Werkzeugs
Erschwerend kam während des Schweißprozesses außerdem hinzu, dass die aufgezeichneten
Schwingungsantworten nicht gänzlich durch den Hammerschlag
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