Ganzheitliche, rechnergestützte Konfigurationsoptimierung adaptronischer Komponenten für Werkzeugmaschinen

• Applicant: Professor Dr.-Ing. Michael Friedrich Zäh
• Subject Area: Metal-Cutting and Abrasive Manufacturing Engineering
• Term: from 2005 to 2010
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 12734357

Ziel des beantragten Vorhabens ist die Erarbeitung eines Verfahrens zur optimalen Platzierung und zum gleichzeitigen Entwurf der Reglerstruktur für Aktuatoren zur aktiven Schwingungsreduktion an Werkzeugmaschinen. Ausgehend von modalen Maschinenmodellen und einer Auswahl unterschiedlicher Aktuator-Varianten und Regelstrategien soll das dynamische Verhalten von Maschinenstrukturen optimiert werden. Eine adaptive Regelung soll die optimale Funktionsweise der Konfiguration sicherstellen. Neben modalen Strukturmodellen, die experimentell ermittelt werden, soll der Schwerpunkt auf Finite-Elemente-(FE)-Modelle gelegt werden, um die Integration von Adaptronik in frühen Entwicklungsphasen zu ermöglichen. Das Optimierungspotential ist unter Verwendung von FE-basierten Modellen aufgrund ihrer hohen Knotenanzahl bedeutend höher als bei experimentell ermittelten modalen Modellen. Dazu sollen Aktuator-Varianten, wie beispielsweise aktive Aufstellelemente oder aktive Führungsschuhe, integriert werden. Quantitative Aussagen über das zu erreichende Verbesserungspotential hinsichtlich aktiver Schwingungsdämpfung sollen abgesichert und darüber hinaus die geeignete Regelstrategie mit optimalen Parametern abgeleitet werden. Um diese Ziele zu erreichen, muss auf die erarbeiteten Erkenntnisse des derzeitigen Antragszeitraums aufgebaut werden. In das bestehende Werkzeug, in dem die Möglichkeit der optimalen Positionierung von Stapel-Aktuatoren realisiert ist, müssen ausgewählte Aktuator-Modelle integriert werden. Insbesondere stellt sich dabei die Herausforderung der adaptiven Regelung des ganzheitlichen Systems bezüglich des gesamten Arbeitsraums.

• DFG Programme: Priority Programmes
• Subproject of: SPP 1156: Adaptronics for Machine Tools