Robuste Lageregelung von Werkzeugmaschinen unter Berücksichtigung von Störeinflüssen und variantem Streckenverhalten

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Christian Brecher
• Fachliche Zuordnung: Produktionsautomatisierung und Montagetechnik
• Förderung: Förderung von 2017 bis 2020
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 394205384

Zur Sicherung der Wettbewerbsfähigkeit müssen Unternehmen immer produktiver arbeiten, weshalb Produktions- und Werkzeugmaschinen ebenfalls zunehmende Anforderungen an Produktivität und Genauigkeit erfüllen müssen. Die als dynamisches System zu betrachtende Maschinenstruktur begrenzt durch ihre Dämpfung die erreichbare Produktionsgeschwindigkeit. Als Abhilfe lassen sich einerseits die mechanischen Komponenten durch höherwertigere, aber teurere Varianten ersetzen. Andererseits können steuerungstechnische Maßnahmen ergriffen werden, welche die Schwingungsneigung bei erhöhten Verfahrgeschwindigkeiten gezielt berücksichtigen und ggf. reduzieren. Dabei sind die Parameter der Regelung von Maschinenvorschubantrieben für den einzugehenden Kompromiss zwischen Produktivität und Genauigkeit einer Vorschubachse maßgeblich. Erschwe-rende tritt bei Vorschubachsen mit Kugelgewindetrieb ein positionsabhängiges Verhalten auf, was dazu führt, dass die konventionelle Lageregelung der Vorschubachsen für das schlechteste Übertragungsverhalten im Arbeitsraum parametriert wird. In diesem Projekt wird deshalb ein neuer Ansatz verfolgt, die Lageregelung unter Kenntnis der Variation des Maschinenverhaltens und einwirkenden Störeinflüssen wie Prozesskräfte robust auszulegen. Das Ziel des Projekts ist die Entwicklung einer Methodik zur Auslegung von robusten Lagereglern, um die Dynamik der Vorschubachse bei gleichbleibender Werkstückqualität zu steigern. Hierzu werden mehrere Varianten robuster Regler untersucht und eine allgemeine Methodik zur Auslegung einer robusten Lageregelung entwickelt. Abschließend wird die Wirksamkeit der Methodik durch experimentelle Versuche an einer Versuchsmaschine geprüft.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen