Strukturbasierte Modellierung des drehzahlabhängigen Übertragungsverhaltens eines Spindel/Werkzeug-Systems

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Knut Großmann (†)
• Fachliche Zuordnung: Produktionssystematik, Betriebswissenschaften, Qualitätsmanagement und Fabrikplanung
• Förderung: Förderung von 2005 bis 2012
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 5440741

Für die rechnerische Ermittlung von Ratterkarten beim Fräsen ist sowohl eine möglichst exakte Abbildung des dynamischen Übertragungsverhaltens der Maschine bezüglich der Wirkstelle des Zerspanprozesses als auch des Übertragungsverhaltens des Zerspanprozesses notwendig. Bei HSC-fähigen Maschinen bestimmen die hochtourigen Spindelsysteme das stabilitätsbeeinflussende dynamische Übertragungsverhalten der Maschine wesentlich. Das dynamische Verhalten dieser Spindeln ändert sich jedoch mit steigender Drehzahl erheblich. Dieser Effekt hat einen starken Einfluss auf die sich einstellende Stabilitätsgrenze. Es ist also unumgänglich, diese Drehzahlabhängigkeit in den der Berechnung zugrundeliegenden Modellen zu berücksichtigen. In der Praxis erweist sich aber insbesondere die messtechnische Erfassung der Verlagerung des rotierenden Werkzeugs und somit die Ermittlung von Nachgiebigkeitsfrequenzgängen (NF-Gängen) als schwierig. Im Antragszeitraum soll daher ein Modell erstellt werden, das nicht nur die Wirkung (drehzahlabhängiges Übertragungsverhalten) abbildet, sondern auch die Ursachen dieser Drehzahlabhängigkeit berücksichtigt. Dies soll erreicht werden, indem das Modell die physikalische Struktur des realen Systems beibehält. Der Arbeitsschwerpunkt wird - neben Untersuchungen zur Modellstruktur - darin bestehen, geeignete Strategien für die Parametrierung der einzelnen Modellkomponenten zu finden. Dieses Modell soll dann als Baustein für Stabilitätsuntersuchungen durch Simulation im Zeitbereich dienen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen