Entwicklung einer wirtschaftlichen Einmeßmethodik und geeigneter Kompensationsansätze zur Korrektur von statischen und thermoelastischen Verformungen an Hexapod-Maschinen

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Manfred Weck
• Fachliche Zuordnung: Produktionssystematik, Betriebswissenschaften, Qualitätsmanagement und Fabrikplanung
• Förderung: Förderung von 1998 bis 2004
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 5103740

Steigende Anforderungen an Werkzeugmaschinen in Bezug auf die Bearbeitungsdynamik, die Erhöhung der Steifigkeit und Genauigkeit sowie der Kostenreduzierung bei der Entwicklung und Herstellung der Maschinen erfordern neue Lösungsansätze. Auf der Basis paralleler Kinematiken wurden in den letzten Jahren sog. Hexapod-Maschinen entwickelt, die den o. g. Anforderungen Rechnung tragen sollen. Der Unterschied des Hexapod-Prinzips gegenüber konventionellen Werkzeugmaschinen besteht darin, daß die Bewegung des Werkzeugs über sechs längenveränderliche Aktoren erfolgt, die mit Kugel- oder Kardangelenken an der bewegten Plattform bzw. am Gestell befestigt werden. Die Arbeitsgenauigkeit derartiger Parallelkinematiken hängt wesentlich davon ab, wie genau das in der Steuerung hinterlegte und zur Koordinatentransformation genutzte kinematische Modell das reale Maschinenverhalten abbildet. Hierzu sind unter anderem die geometrische Lage aller Gelenkmittelpunkte sowie die Offsetlängen der direkten Wegmessysteme als Modellparameter exakt zu ermitteln. Im Rahmen des ersten Antragszeitraumes wurden hierzu Kalibrierverfahren entwickelt und untersucht, mit denen diese Geometrieparameter in zusammengebautem Zustand der Maschine mit geringem messtechnischem Aufwand ermittelt werden können. Weitere signifikante Ursachen für Maschinenungenauigkeiten sind Verformungen durch Gewichts- und Beschleunigungskräfte sowie thermische Einflüsse. Daher ist es Ziel des Forschungsvorhabens, entsprechende Kompensationsalgorithmen zu entwickeln, mit denen thermoelastische Verformungen sowie Verformungen durch Gewichtskraft steuerungstechnisch kompensiert werden können.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen