Aktive Beeinflussung des Werkzeugverschleißes beim Außenrundeinstechschleifen

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Berend Denkena; Professor Dr.-Ing. Tobias Johannes Ortmaier
• Fachliche Zuordnung: Spanende und abtragende Fertigungstechnik
• Förderung: Förderung von 2011 bis 2020
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 174838673

Das Schleifen nimmt als abschließende Bearbeitung und qualitätsbestimmenden Platz in der Prozesskette zur Fertigung vergüteter Stahlbauteile ein. Im Prozess auftretende Schwingungen, können die Werkstückqualität und die Prozessfähigkeit deutlich senken. Dabei treten insbesondere in Rundschleifprozessen mit konventionellen Schleifmitteln durch die dynamische Nachgiebigkeit der Maschinenstruktur und den Prozess selbsterregte Schwingungen auf, die die Produktivität begrenzen. Schwingungen treten durch welligen Verschleiß auf der Schleifscheibe in hohen Frequenzbereichen auf. Die Prognose und Vermeidung des werkzeugseitigen Regenerativeffektes stellt die Fertigung vor große Herausforderungen und kann nur durch verminderte Produktivität oder häufige Abrichtzyklen sicher vermieden werden. Dieser Regenerativeffekt entsteht langsam und ist erst nach längerem Fortschritt negativ am Werkstück bemerkbar. Deshalb ist bei der Endbearbeitung am Ende der Wertschöpfungskette ein frühzeitiges Erkennen von regenerativen Prozess¬schwingungen von großem Interesse. Um den Fortschritt des Regenerativeffektes zu prognostizieren, ist eine exakte Kenntnis über den Einfluss des Schleifscheibenverschleiß auf das Stabilitätsverhalten erforderlich. Am Institut für Fertigungstechnik und Werkzeugmaschinen (IFW) wird dieser Effekt modelliert. Die phasentreue Detektion und Klassifizierung von Werkzeugwelligkeiten ist für diese Modellbildung unerlässlich. Deshalb wird der wellige Werkzeugverschleiß modellbasiert identifiziert. Aufgrund des Übertragungsverhaltens der Maschinenstruktur im relevanten Frequenzbereich ist dabei die Eignung von prozessfernen Sensoren ausführlich zu erforschen. Mit dem übergeordneten Ziel häufige Abrichtzyklen zu vermeiden, wird aktive Kompensation der Werkzeugwelligkeit weiterhin erforscht und für variierende Prozesse eingesetzt. Am Institut für Mechatronische Systeme (imes) wird dabei eine magnetisch aktuierte aktive Lünette entwickelt. Durch diesen Aktoren wird der Regenerativeffekt gestört, der Fortschritt der Welligkeit wird vermindert. Durch eine geeignete, zu entwickelnde Idendifikation der Wirkung auf den Prozess wird der Prozess stabilisiert. Somit kann der Prozess produktiver gestaltet werden.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen