Ausgangssituation

Um in Dynamiksimulationen von Werkzeugmaschinen eine hohe Prognosegenauigkeit erreichen zu können, ist neben Berücksichtigung der Massen- und Steifigkeitsverteilung auch eine Modellierung der Dämpfung notwendig. In der mechanischen Struktur von Werkzeug-maschinen setzt sich diese aus der lokalen Energiedissipation der eingesetzten Materialien und Kontaktstellen sowie dem Einfluss der Linearantriebskomponenten zusammen. Nach dem derzeitigen Stand der Technik erfolgt die Modellierung von Dämpfung mit globalen Ansätzen für das Gesamtsystem, deren Parameter im Rahmen von Messungen bestimmt werden. Die Nachbildung des Verhaltens von Werkzeugmaschinen gelingt durch den Gegensatz zwischen lokaler Dämpfungswirkung in der Realität und globaler Dämpfungsmodellierung in der Simulation jedoch nicht ausreichend genau.

Ziel der Forschergruppe FOR 1087

Ziel der von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) geförderten Forschergruppe "Dämpfungseffekte in Werkzeugmaschinen" (FOR 1087) ist es, diese Defizite zu beheben, indem eine lokale Abbildung der einzelnen Dämpfungseinflüsse angestrebt wird. Besonderes Augenmerk liegt dabei auf einer einfachen und allgemeingültigen Modellierung. Es werden parametrierbare Modelle für Werkzeugmaschinenkomponenten, wie Gestellbauteile, Linearführungen, Kugelgewindespindeln und die dazwischenliegenden Fugen entwickelt, welche mit messtechnisch abgesicherten Vertrauensbereichen hinterlegt werden sollen.

Vorgehensweise im Teilprojekt 3 am iwb

Für die Bestimmung dieser Vertrauensbereiche wird am iwb ein Versuchsträger aufgebaut und vermessen. Um die Relevanz für die industrielle Anwendung sicherzustellen, handelt es sich bei dem Versuchsträger um ein Drei-Achs-Horizontal-Bearbeitungszentrum mit hoher Marktdurchdringung. Der Dämpfungseinfluss der Strukturkomponenten wird ermittelt, indem diese jeweils einzeln und dann in verschiedenen Montagezuständen vermessen werden. So kann identifiziert werden, welcher Anteil der Dämpfung aus der Komponente selbst und welcher aus z.B. Kontaktfugen resultiert. Parallel dazu werden Simulationsmodelle für die vermessenen Zustände erstellt, welche mit der Messung abgeglichen werden. Die Teilsimulationsmodelle werden anschließend zu einem Gesamtmodell zusammengesetzt, in welchem das Verhalten von Werkzeugmaschinen durch eine lokale Modellierung der Dämpfung abgebildet wird.

Status

laufend

Laufzeit

01/2010-01/2013

Letzte Aktualisierung

15.07.2011

Partner

WZL, RWTH Aachen

IWM, TU Dresden

Förderer

DFG

Weiterführende Links

Seite der Forschergruppe 1087 bei der DFG