Modellierung des Abtragsverhaltens elastischer, by Gerhard Hammann

By Gerhard Hammann

Die vorliegende Arbeit entstand wahrend meiner Tatigkeit als wissenschaftlicher Mitarbeiter am Institut fur Steuerungstechnik der Werkzeugmaschinen und Fertigungseinrichtungen der Universitat Stuttgart. Herrn Prof. Dr.-Ing. Dr. h.c. G. Pritschow danke ich sehr herzlich fur seine wohlwollende Unterstutzung bei der Durchfuhrung meiner Arbeiten sowie fur die Ubernahme des Hauptberichts. Herrn Prof. Dr.-Ing. Dr. h.c E. Westkamper danke ich sehr herzlich fur die Bereitschaft zur Ubernahme des Mitberichts. Herrn Dr.-Ing. F. KrauB gilt mein besonderer Dank fur die grundliche Durchsicht des Manuskripts und seine wertvollen Anregungen. Die kollegiale Zusammenarbeit am Institut und den regen fachlichen Austausch habe ich sehr geschatzt. Dies gilt insbesonders fur meine "alten" Kollegen aus der Gruppe von K.-H. Wurst: Arrnin Horn, Bemd Renz, Roland Wagner, Wemer Schmid und Hans Gronbach sowie fur meine, jungen" Kollegen aus der Sensorgruppe: Peter Demei, Stephen McCorrnac und Karsten Haug. Zu Dank verpflichtet bin ich auch den vielen Studienarbeitern und Hiwis, allen voran Konstantin Baxivanelis, Tang lengthy Tran und Martin Schreck. Mein Dank geht nicht zuletzt auch an meine Ehefrau Birgit fur ihre Begleitung und moralische Unterstutzung.

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1 Abtragsmodellierung bei Werkzeugen mit geometrisch unbestimmter Schneide Für die Schleifbearbeitung mit starren Schleifwerkzeugen auf Werkzeugmaschinen existiert eine Vielzahl von Prozeßmodellen. Hier sei auf die umfassende Übersicht in /26, 27/ verwiesen. Diese mathematisch formulierten Prozeßmodelle beruhen im allgemeinen auf der Regression empirisch ermittelter Daten und beschreiben den Zusammenhang - 35 zwischen Maschinenstellgrößen, Prozeßparametern, Werkzeugeigenschaften und der erzeugten Werkstückkontur.

Die einfachste Möglichkeit zur Bestimmung der Abtragsleistung bietet die Messung des Motorstroms am Schleifantrieb. Zusätzliche Informationen über den Bearbeitungsvorgang enthalten die Kräfte und Momente, die auf das Werkzeug zurückwirken. Mit einem Kraft-lMomentensensor, der zwischen Roboter und Werkzeug angeordnet ist, läßt sich zusätzlich zur Regelung der Abtragsleistung eine Kollisionsüberwachung aufbauen /48,49/. Eine Verschleißüberwachung ist aus dem Verhältnis der Kraftkomponenten - Anpreßkraft zu tangentialer Schleifkraft - möglich.

Bei einer Tragkraft von mindestens 5 kg richtet sich der erforderliche Arbeitsraum nach den Werkstückabmessungen. Für die spanende Bearbeitung werden nach bisherigen Erfahrungswerten Vorschubgeschwindigkeiten von maximal 10 m1min benötigt. Die absolute Genauigkeit der Bahnbewegung kann aufgrund einer überlagerten sensorgestützten Korrekturbewegung weit unterhalb der geforderten Konturgenauigkeiten im Millimeterbereich liegen. Diese Forderungen werden von den heutigen Industrierobotern problemlos erfüllt.

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