Millimeterwellen Radar-Sensorik zur hochgenauen Positionsmessung in kleinen Werkzeugmaschinen

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Nils Pohl; Professor Dr.-Ing. Thomas Zwick
• Fachliche Zuordnung: Spanende und abtragende Fertigungstechnik
• Förderung: Förderung von 2010 bis 2017
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 172672209

Die Entwicklung einer miniaturisierten Millimeter-Wellen Radar-Sensorik reiht sich ein in das Schwerpunktprogramm 1476 „Kleine Werkzeugmaschinen für kleine Werkstücke“. Um mit kleineren Werkzeugmaschinen eine ähnliche Genauigkeit erzielen zu können ist neben innovativen mechanischen Konzepten eine hochgenaue Positionsbestimmung des Werkstücks zwingend notwendig. Auf diese Weise können Ungenauigkeiten der mechanischen Antriebe durch eine Regelung beseitigt werden. Millimeter-Wellen Radar-Sensorik bietet sich aus verschiedenen Gründen als eine vielversprechende Technologie an. Durch die geringe Wellenlänge des Radarsignals im Frequenzbereich über 60 GHz (z.B. 2,5 mm bei 120 GHz) kann die Sensorik einerseits sehr kompakt realisiert werden, andererseits kann durch eine hochgenaue Phasenmessung eine Abstandsgenauigkeit von unter 1 μm erreicht werden. Im Vergleich zu optischen Laser-Messungen zeichnet sich eine Radar-Messung vor allem durch eine größere Flexibilität aus. Eine Radar- Messung kann im Gegensatz zu einer optischen Messung z.B. in einer ölgefüllten Messstrecke durchgeführt werden. Außerdem kann durch die Verwendung von gebogenen Wellenleitern eine kreisrunde Messstrecke realisiert werden um eine Winkelmessung vorzunehmen. Innerhalb dieses Forschungsprojekts sollen verschiedene Konzepte und Ansätze untersucht werden, die zum Ziel haben Millimeter-Wellen Radar-Sensorik in Werkzeugmaschinen zu integrieren. Auf diese Weise soll durch die hochgenauen Messungen eine Größenreduktion der Werkzeugmaschine bei gleichbleibenden Genauigkeiten ermöglicht werden.

• DFG-Verfahren: Schwerpunktprogramme
• Teilprojekt zu: SPP 1476: Kleine Werkzeugmaschinen für kleine Werkstücke