Die Analyse des Verhaltens von Werkzeugmaschinen umfasst die messtechnische Erfassung, die simulative Abbildung und die Steuerung mit den Bereichen Regelung und Führungsgrössengenerierung. Seitens Messtechnik steht eine breite Palette von Systemen zur Messung von Beschleunigungen und Verlagerungen zur Verfügung. Simulationsseitig bietet u.a. die im eigenen Haus entwickelte ANSYS-basierte Simulationsumgebung MORe ein vielseitiges Werkzeug zur numerischen Analyse des statischen und dynamischen Verhaltens von Werkzeugmaschinen.
Maschinensimulation
Die effiziente Simulation von Werkzeugmaschinen erfordert den Einsatz von Werkzeugen, die den spezifischen Gegebenheiten, wie sie bei Werkzeugmaschinen vorliegen, Rechnung tragen: Kleine Deformationen, Veränderungen der Maschinenkonfiguration, Wandern der Schnittstellen und ein eingeschränktes Anregungsspektrum durch Anregung und Prozess. Die Simulationsumgebung MORe entspricht diesen Gegebenheiten und ermöglicht so eine effiziente Untersuchung des statischen und dynamischen Verhaltens von Maschinen. Für die Industrie steht MORe als interne Anwendung oder als Dienstleistung zur Verfügung.
Steuerung und Regelung
Die Anforderungen an die statische Steifigkeit, die Bahngenauigkeit und die Produktivität von Werkzeugmaschinen sind in den vergangenen Jahren stetig gestiegen. Mit einer neuen Mess- und Regelstrategie wird die geforderte Erhöhung der Bahngenauigkeit des Werkzeugbezugspunkts (TCP) auf dem Werkstück durch Steigerung der dynamischen und statischen Reglersteifigkeit bei gegebener dynamischer Struktur erreicht. Durch die dynamische Messung der Bahn am TCP inkl. geeigneter Parametrierung der Regelung kann dieser Optimierungsprozess unterstützt werden.
Physikalische Simulation des Verhaltens von Teilen bei der Montage
Hochproduktive, flexible Montagesysteme sind heute in der Lage, ein breites Teilespektrum flexibel durch Kombination eines Vision-Systems und einem pick & place-Roboter zuzuführen. Hierfür ist eine für das Greifen des Teils geeignete Teile-Lage erforderlich. Das physikalische Verhalten der zugeführten Teile zeigt sich bislang erst bei praktischen Versuchen. Physikalische Simulation liefert das spezifische Verhalten der Teile auf Basis von CAD-Daten und erlaubt somit, die Teile vorab bzgl. Zuführverhalten zu Optimieren
Messtechnik
Der Bereich der Messtechnik hat im Zusammenhang mit der Fertigung und speziell für den Bereich der Werkzeugmaschinen eine wichtige Bedeutung. Hierbei geht es um die Prüfung von Bauteilspezifikationen, die Beurteilung des Bewegungsverhaltens (statisch und dynamisch) am Werkzeug, am tool center point (TCP), aber auch um die Erfassung des Schwingungsverhaltens der Maschinen im Rahmen experimenteller Modal- resp. Betriebsschwingungs- Analysen. Die so gewonnenen Ergebnisse erlauben die Lokalisierung von Schwachstellen aber liefern ggf. die Basis zur Validierung von Simulationsmodellen.
Verzahnungsberechnung
Bei Kronenrädern wird das Laufverhalten, anders als bei Kegelrädern, durch ein achsiales Verschieben der Ritzelwelle, z.B. durch Wärmeeinfluss, nicht beeinträchtigt. Eine im Rahmen eines Projekts entwickelte Software erlaubt die geometrische Auslegung von Kronenrädern unter Berücksichtigung unterschiedlicher Fertigungsverfahren, des kinematischen Übertragungsverhaltens und der Beanspruchungen im Betrieb. Die geometrische Vermessung von Kronenrädern wird ebenfalls unterstützt. Aktuell sind die Kräfte beim Stossen von Kronenrädern sowie das Reibungsverhalten einer Getriebestufe Kern der Arbeiten.
Simulation der Kronenrad-Herstellung (Animation)