Modellbasiertes Verfahren zur Kompensation thermoelastischer Verlagerungen von Werkzeugmaschinen

Autor: Karl-Heinz Scharschmidt

ISBN: 978-3-943104-28-8

Dissertation, Leibniz Universität Hannover, 2012

Herausgeber der Reihe: Berend Denkena

Band-Nr.: IFW 10/2011

Umfang: 158 Seiten, 86 Abbildungen

Schlagworte: Werkzeugmaschine, Bearbeitungsgenauigkeit, Wärmeausdehnung, Kompensation, Finite-Elemente-Methode

Kurzfassung: In dieser Dissertation wird ein Verfahren zur Kompensation thermischer Verlagerungen von Werkzeugmaschinen vorgestellt. Dieses basiert auf einer Kombination von thermomechanischen Finite-Elemente-Simulationen und einer modifizierten kinematischen Transformation. Dadurch wird der messtechnische Aufwand zur Modellerstellung reduziert. Der Einfluss der thermischen und mechanischen Randbedingungen auf das Simulationsergebnis wird untersucht. Die thermischen Verlagerungen der Maschine werden aus den Messwerten von zehn an der Maschine installierten Temperatursensoren berechnet. Dabei wird die Positionsabhängigkeit des thermischen Fehlers berücksichtigt. Die positionsabhängigen thermischen Abweichungen der einzelnen Achsen werden durch 21 Fehlerarten beschrieben und an die Steuerung übermittelt. Das Kompensationsverfahren wird für ein horizontales Bearbeitungszentrum umgesetzt. Zur Validierung des Verfahrens werden umfangreiche messtechnische Untersuchungen durchgeführt.