Parallelkinematiken hoher Positionsgenauigkeit durch Absolutmessung - Systemanalyse, Reglerentwurf und Realisierung

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Gert Goch
• Fachliche Zuordnung: Produktionssystematik, Betriebswissenschaften, Qualitätsmanagement und Fabrikplanung
• Förderung: Förderung von 2003 bis 2004
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 5387664

Bekannter Maßen sind Parallelkinematiken (PKM) hinsichtlich ihrer Dynamik, ihrer Struktursteifigkeit und ihrer relativen Nutzlatz seriellen Strukturen überlegen. Allerdings wird ihr industrieller Einsatz in Bereichen mit hohen Genauigkeitsanforderungen durch eine geringere Lagegenauigkeit behindert. Trotz der Erfolge numerischer Fehlerkorrekturen sind Positionsunsicherheiten unterhalb von 10µm derzeit nicht zu erreichen. Begründet ist dies sowohl in der antriebsseitigen Messung der Achslänge, welche beispielsweise Abweichungen in den Gelenken nicht erfasst, als auch in nicht korrigierbaren Modellfehlern bei der Transformation von Raum- in Gelenkkoordinaten. Im geplanten Vorhaben werden die Grundlagen für ein optisches Messverfahren zur absoluten Messung von Position und Orientierung realisiert. Analog zu den parallelen Antriebsachsen einer PKM werden dazu drei Laserstrahlen zwischen Arbeitstisch und Bezugssystem genutzt. Die hierfür notwendigen Komponenten sollen an verschiedenen Kinematiken erprobt werden, um die angestrebte Genauigkeit von weniger als 10 µm Abweichung nachzuweisen. Zukünftig werden damit neue Kalibrierverfahren für Parallelkinematiken und eine direkte Lageregelung in den Koordinaten des Arbeitsraumes möglich, die dann alle im Regelkreis liegenden Störeinflüsse berücksichtigt und dynamisch kompensieren kann.

• DFG-Verfahren: Schwerpunktprogramme
• Teilprojekt zu: SPP 1099: Fertigungsmaschinen mit Parallelkinematiken
• Beteiligte Person: Professor Dr.-Ing. Christoph Ament