Steigerung der Genauigkeit von elektrisch verspannten Zahnstange-Ritzel-Antrieben durch modellbasierte Kompensation der Gleichlauffehler

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Alexander Verl
• Fachliche Zuordnung: Produktionsautomatisierung und Montagetechnik
• Förderung: Förderung seit 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 521502188

Von modernen Fertigungsanlagen wird eine hohe Fertigungsqualität bei gleichzeitig hoher Dynamik erwartet. Beide Eigenschaften werden maßgeblich von den installierten Antriebssystemen bestimmt. Insbesondere für Maschinen mit langen Verfahrwegen und hohen Beschleunigungs- und Vorschubkräften werden bevorzugt Zahnstange-Ritzel-Antriebe (ZRA) verwendet. Um die negativen Auswirkungen des Umkehrspiels der Verzahnung zu unterbinden, werden häufig elektrisch verspannte Antriebe eingesetzt. In der Folge stellt der nicht ideale Gleichlauf, der sich aus fertigungs- und montagebedingten Kinematikfehlern sowie steifigkeitsbedingten Strukturverformungen zusammensetzt, eine dominierende Fehlerquelle dar. Im Rahmen des Vorhabens soll untersucht werden, wie die Genauigkeit von elektrisch verspannten ZRA durch eine Kompensation der Gleichlauffehler gesteigert werden kann. Hierfür soll das nichtideale Gleichlaufverhalten elektrisch verspannter ZRA zunächst umfassend experimentell untersucht werden. Darauf aufbauend soll ein Vorgehen zur Identifikation und Modellierung von Gleichlauffehlern sowie die Einbindung einer Fehlerkompensation in die Achsregelung von elektrisch verspannten ZRA entwickelt werden. Der erarbeitete Ansatz soll zum Abschluss des Projektes an einem Versuchsstand implementiert und validiert sowie auf Robustheit geprüft sein.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Mitverantwortlich: Dr.-Ing. Armin Lechler