antriebstechnik 9/2018

Antriebskonzept für unstetige
Vorschubbewegungen mit
trägheitsbasiertem Impulsaktor
Am Institut für Steuerungstechnik der Werkzeugmaschinen und Fertigungseinrichtungen (ISW)
der Universität Stuttgart wird ein Verfahren erforscht, welches sprungartige
Geschwindigkeitsänderungen bei Vorschubantrieben ermöglicht. Hierzu wird die aus der
klassischen Mechanik bekannte Impulsübertragung beim Stoß ausgenutzt. Mittels eines
zusätzlichen Aktors können unstetig ausgelegte Bahnprofile mit konstanter
Bahngeschwindigkeit und ohne Geometriefehler durchfahren werden. Dabei reduziert sich die
Anregung der Maschinenstruktur, was für Fertigung und Handhabung Vorteile bringt.
Dipl.-Ing. Peter Zahn ist wissenschaftlicher
Mitarbeiter am Institut für Steuerungstechnik
der Werkzeugmaschinen und Fertigungseinrichtungen
(ISW) der Universität Stuttgart
Der Link zum Video
Ein Video zum Projekt finden Sie unter:
www.youtube.com/watch?v=pjKDaIYcjTw
Vorschubantriebe ermöglichen eine definierte Relativbewegung
zwischen Werkzeug und Werkstück innerhalb von Produktionsanlagen.
Die verfügbare Antriebskraft begrenzt jedoch das Beschleunigungsvermögen,
folglich sind nur kontinuierliche Änderungen
der Geschwindigkeit möglich. Zur Fertigung von Werkstücken
mit einer nicht-stetigen Kontur ist dabei ein Kompromiss
zwischen einer konstanten Bahngeschwindigkeit sowie einer
hohen Konturgenauigkeit notwendig. Außerdem wirken hohe Beschleunigungen
in den Antrieben gleichzeitig als unerwünschte
Anregung auf die Maschinenstruktur zurück.
Ein heute übliches Verfahren zur synchronisierten Bewegung
mehrerer Achsen stellt das Überschleifen von Unstetigkeiten, z. B.
Ecken eines Werkstücks, dar. Eine Verletzung der Kontur wird in
Kauf genommen, um eine möglichst konstante Bahngeschwindigkeit
zu halten. Eine Alternative ist der Genauhalt – hier bleibt die
Geometrie exakt erhalten, da erst wieder beschleunigt wird, wenn
die Antriebe komplett zum Stillstand gekommen sind. Der Ein­
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