CFK-Module zur adaptronischen Kompensation thermisch induzierter Winkelverlagerungen an Werkzeugmaschinen.
Philipp Marcks, Eckart Uhlmann
Auch heute noch führt die Auswahl einer geeigneten Werkzeugmaschine immer zu einer Abwägung zwischen unterschiedlichen Anforderungen. Abhängig von der gewählten Bearbeitungsaufgabe treten dabei häufig auch prozessbedingte Einflüsse mehr oder weniger in den Vordergrund. Direkt auf die erzielbare Bauteilqualität wirkende Einflüsse sind im Zuge der Bearbeitung auftretende thermische Verformungen einzelner Bauteile und daraus resultierende Verlagerungen ganzer Baugruppen. Besonders schwer und oft nicht durch entsprechenden Steuerungseingriff zu kompensierende Winkelverlagerungen müssen hierbei häufig als Qualitätsverringerung akzeptiert werden. Die vorliegende Arbeit befasst sich mit der Entwicklung eines Ansatzes zur gezielten Kompensation von Winkelverlagerungen an Fräsmaschinen ohne Eingriff in die Maschinensteuerung. Für die Kompensation findet eine adaptronisch wirkende Struktur, bestehend aus kohlenstofffaserverstärkten Zugelementen und als Wärmepumpe fungierende Peltier-Elemente Anwendung. Eine auf das Spindelgehäuse der Fräsmaschine abgestimmte, modellbasierte Regelung übernimmt dabei die Auswahl von Ort und Stärke des regulatorischen Eingriffs. Dies ermöglicht die zielgerichtete Kompensation auftretender Winkelverlagerungen im gewählten Anwendungsfall.
