Einsatz magnetischer Aktor- und Führungseinheiten zur Erhöhung der Bahngenauigkeit von Hochgeschwindigkeitsfräsmaschinen

Autor: Franz Kallage

ISBN: 978-3-939026-62-4

Dissertation, Leibniz Universität Hannover, 2007

Herausgeber der Reihe: Berend Denkena

Band-Nr.: IFW 09/2007

Umfang: 152 Seiten, 97 Abbildungen

Schlagworte: Werkzeugmaschine, Hochgeschwindigkeitsbearbeitung, Antriebsregelung, Magnetführung, Feinpositionierung

Kurzfassung: Die Hochgeschwindigkeitsbearbeitung kann die Mengenleistung und Qualität der spanenden Fertigung erhöhen. Zum Erreichen der dabei benötigten Achsdynamik sind jedoch schnelle Werkzeugmaschinenantriebe erforderlich. Mit dem Einsatz redundanter Zusatzantriebe als hochdynamische Feinpositioniersysteme können die Dynamik und Genauigkeit eines Basisantriebs erhöht werden. In dieser Arbeit werden zwei Feinpositioniersysteme, basierend auf Elektromagneten als Aktoreinheiten, vorgestellt. Ein Magnetaktor mit einem Freiheitsgrad dient als Zusatzsystem für bestehende Werkzeugmaschinenachsen. An einer entwickelten Hochgeschwindigkeits-Werkzeugmaschine mit Magnetführung in der Spindelachse wird die Möglichkeit zur Feinpositionierung in mehreren Freiheitsgraden gezeigt. Die in die Struktur des weltweit einmaligen Bearbeitungszentrums integrierte Magnetführung wird als Stellaktor mit fünf Freiheitsgraden verwendet. Zur Nutzung der Feinpositioniereinrichtungen werden Strategien zur Bahnvorgabe und Regelung für das Mehrgrößensystem, bestehend aus Basis- und Feinpositionierantrieb, generiert. Anhand von Zerspanversuchen wird gezeigt, dass durch die Verwendung der Feinpositioniersysteme eine Steigerung der Bearbeitungsgenauigkeit bei hohen Bahngeschwindigkeiten erreicht werden kann.