Der Beitrag gibt einen \u00dcberblick \u00fcber die technischen M\u00f6glichkeiten, das thermo-elastische Verhalten von Werkzeugmaschinen hinsichtlich der Arbeitsgenauigkeit und Energieeffizienz zu verbessern. Im Wesentlichen werden die Forschungsergebnisse des SFB\/TR96 \u201eThermo-energetische Gestaltung von Werkzeugmaschinen\u201c pr\u00e4sentiert. Der SFB\/TR96 verfolgt prinzipiell zwei Handlungsstrategien. Das sind konstruktive M\u00f6glichkeiten zur Kompensation und steuerungsbasierte Methoden f\u00fcr die Korrektur thermisch bedingter Fehler. Alles in allem steht ein umfangreicher Methodenkasten bereit, der nach den Einsatzbedingungen ausgew\u00e4hlt und angewendet werden muss. Der Beitrag schlie\u00dft mit Empfehlungen f\u00fcr die anwendungsgerechte Auswahl der L\u00f6sungsmethoden.<\/div><\/div>\n\n\n\n
Vom Teilmodell zur Gesamtmaschinensimulation – Modellierungsmethoden und Kopplungsstrategien<\/strong>
Lukas Topinka, Steffen Brier, Joachim Regel, Martin Dix, Hui Liu, Marc Bredthauer, Thomas Bergs, Stefan Sauerzapf, Michael Beitelschmidt, Julia Vettermann, Quirin Aumann, Jens Saak, Peter Benner, Thorsten Helmig, Andreas Naumann, Roland Herzog<\/p>\n\n\n<\/span>abstract<\/div>Physikalisch basierte mathematische Modelle bilden die Grundlage der Beschreibung technischer Systeme und dienen dem Verst\u00e4ndnis der inneren Zusammenh\u00e4nge dieser. Die prim\u00e4r im SFB\/TR 96 eingesetzten Modelltypen zur Beschreibung des thermo-elastischen Maschinenverhaltens sowie Effizienzsteigerungsmethoden, wie die Modellordnungsreduktion, werden diskutiert. Aufbauend auf diesen Grundlagen werden M\u00f6glichkeiten zur Modellzusammenf\u00fchrung mit Fokus auf Modellbeschreibungen sowie Schnittstellen thematisiert. Exemplarisch wird eine modell\u00fcbergreifende Kooperation vorgestellt, in der unter Ber\u00fccksichtigung der K\u00fchlschmierstoffzufuhr und des Zerspanungsprozesses die W\u00e4rmestromausbreitung von der Kontaktzone zwischen Schneide und Werkst\u00fcck bis zum Werkzeughalter bestimmt wird. Ein kurzer \u00dcberblick zu den im Sonderforschungsbereich eingesetzten Kopplungsmethoden f\u00fcr die Erstellung von Gesamtmaschinenmodellen runden den Beitrag ab<\/div><\/div>\n\n\n\n
Eigenschaftsmodellbasierte Korrekturans\u00e4tze im praktischen Einsatz <\/strong>
Mathias Dehn, Alexander Steinert<\/p>\n\n\n<\/span>abstract<\/div>Bei eigenschaftsmodellbasierten Ans\u00e4tzen zur Korrektur thermo-elastischer Fehler an Werkzeugmaschinen handelt es sich um Greybox-Modelle, die auf einfachen ph\u00e4nomenologischen Zusammenh\u00e4ngen der W\u00e4rmelehre aufbauen. Sie zeichnen sich deshalb durch einen guten Kompromiss aus Parametrierungsaufwand in der Aufbauphase und Rechenaufwand in der Betriebsphase aus. Die genannte Charakteristik pr\u00e4destiniert diesen Modelltyp f\u00fcr den praktischen Einsatz im industriellen Umfeld. Dieser Vortrag legt daher den Schwerpunkt auf Fragestellungen rund um den Aufbau und den Einsatz eigenschaftsmodellbasierter Korrekturverfahren in der Praxis. Anhand verschiedener Beispiele wird gezeigt, wie anwendungsnahe Herausforderungen mit neuartigen L\u00f6sungsans\u00e4tzen wirkungsvoll bew\u00e4ltigt werden k\u00f6nnen.<\/div><\/div>\n\n\n\n
Vorgehensweise f\u00fcr die Umsetzung der strukturmodellbasierten Korrektur<\/strong>
Xaver Thiem, Holger Rudolph, Siddharth Murali, Manfred Benesch, Steffen Ihlenfeldt, Jens M\u00fcller, Hajo Wiemer<\/p>\n\n\n<\/span>abstract<\/div>In diesem Vortrag wird die strukturmodellbasierte Korrektur thermisch bedingter Fehler an Werkzeugmaschinen vorgestellt. Mithilfe eines prozessaktuellen Maschinenmodells werden die thermisch bedingten Fehler am Tool Center Point (TCP) auf Basis von Informationen aus der Steuerung und Umgebungstemperaturen berechnet. Am Beispiel einer Demonstratormaschine wird gezeigt, wie die folgenden Ma\u00dfnahmen ineinandergreifen, um den thermisch bedingten Fehler zu korrigieren und somit die Maschinengenauigkeit zu steigern. Das Maschinenmodell beschreibt die physikalischen Zusammenh\u00e4nge und bildet auch die Struktur und die Strukturvariabilit\u00e4t infolge von Verfahrbewegungen der Vorschubachsen ab. Hierf\u00fcr werden Finite-Element-Modelle genutzt. Um eine prozessaktuelle Berechnung von hochaufgel\u00f6sten Modellen zu erm\u00f6glichen, werden Modellordnungsreduktionsverfahren verwendet. Die Genauigkeit der initial auf Basis von Literaturwerten parametrierten Modelle kann durch einen Parameterabgleich erh\u00f6ht werden. Das hierf\u00fcr entwickelte systematische Vorgehen sowie dessen Anwendung auf der Demonstratormaschine werden vorgestellt. Des Weiteren wird auf die Anbindung des Modells an die Maschinensteuerung und die Bestimmung des Startzustandes des Modells eingegangen. Zur effektiven Erfassung von thermischen Fehlern, die am TCP einer Werkzeugmaschine auftreten, hat sich die Photogrammetrie als guter Ansatz erwiesen. Diese Methode kann f\u00fcr die Verifizierung einer gro\u00dfen Anzahl Messpunkte im Arbeitsraum verwendet werden. In den bisher durchgef\u00fchrten Versuchen konnten die thermisch bedingten Fehler durch den Einsatz hochwertiger Bildgebungstechnik und Bildanalyse qualitativ erfasst werden.<\/div><\/div>\n\n\n\n
Hybride Korrektur Thermo-elastischer Fehler an komplexen Bearbeitungszentren<\/strong>
Naumann, A. Naumann, N. Bertaggia, J. Gl\u00e4nzel, M. Brand (DMG)<\/p>\n\n\n<\/span>abstract<\/div>Thermische Fehler an Werkzeugmaschinen sind nach wie vor eine der dominantesten Fehlerquellen in der spanenden Bearbeitung. Zur Reduzierung dieser Fehlerquellen wurden in den letzten Jahrzehnten zahlreiche Korrektur- und Kompensationsverfahren entwickelt, die von gezielten Temperierstrategien \u00fcber thermisch robuste Maschinenkonstruktion bis hin zu pr\u00e4zisen thermo-elastischen Finite-Elemente-Simulationen reichen. Dass es dennoch bislang noch keine Standardstrategie zum Umgang mit thermischen Fehlern gibt, h\u00e4ngt vor allem daran, dass jedes Verfahren St\u00e4rken und Schw\u00e4chen hat, die je nach Maschinentyp und Bearbeitungsart eine unterschiedliche Wirksamkeit der Verfahren verursachen. Eine m\u00f6gliche L\u00f6sung dieses Problems ist die Verbindung mehrerer Verfahren in hybriden Korrekturstrategien. Am Beispiel des 5-Achs-Bearbeitungszentrums DMU80 evo wird eine kennfeldbasierte Korrektur mit einer durch Sensitivit\u00e4tsanalyse optimierten messtechnikbasierten Korrektur verbunden, um bessere Korrekturergebnisse zu erm\u00f6glichen, als mit den Einzelverfahren m\u00f6glich w\u00e4ren.<\/div><\/div>\n\n\n\n
Adaptive Fluidsysteme zur energieeffizienten Temperierung von Werkzeugmaschinen <\/strong>
Christoph Steiert, Juliane Weber, Sarah Mater, Eric Wenkler, Arvid Hellmich, Janine Gl\u00e4nzel, Alexander Geist, J\u00fcrgen Weber, Steffen Ihlenfeldt<\/p>\n\n\n<\/span>abstract<\/div>Zur Temperierung von Komponenten und Strukturen in Werkzeugmaschinen werden oftmals fluidische Systeme eingesetzt, die ungeregelt mit voller K\u00fchlleistung agieren. Dieses Vorgehen ist eine Ursache f\u00fcr den hohen Energiebedarf und kann zu einem instation\u00e4ren Temperaturfeld in der Werkzeugmaschine f\u00fchren, da prozessbedingt dynamische Verluste nicht durch das statisch arbeitende K\u00fchlsystem kompensiert werden k\u00f6nnen. Ein simulationsgest\u00fctzter L\u00f6sungsansatz f\u00fcr die Verbesserung der existierenden Temperiersysteme ist deren Betrieb mit variablen Volumenstr\u00f6men. Damit kann die lastabh\u00e4ngig entstehende W\u00e4rme durch eine gezielte Temperaturregelung energieeffizient und bedarfsgerecht aus der Werkzeugmaschine abgef\u00fchrt werden. Der Beitrag beschreibt am Beispiel eines Werkzeugmaschinenbettes die simulationsgest\u00fctzte Entwicklung einer Mehrgr\u00f6\u00dfen-Temperaturregelung und deren anschlie\u00dfende Erprobung. Weiterhin wird eine thermische Vorsteuerung vorgestellt. Diese bestimmt die erwartbare Verlustleistung der einzelnen Komponenten, welche die Maschine in Folge einer NC-Aufgabe erf\u00e4hrt, modellbasiert mit zeitlichem Vorlauf. Durch diese Information kann ohne Temperatursensoren direkt auf Basis der Verlustprognosen, unter Ber\u00fccksichtigung des thermischen Verhaltens (FEM\/FVM), der notwendige Volumenstrom f\u00fcr das Temperiersystem bestimmt werden. Dies kann das thermodynamische Systemverhalten weiter verbessern. Mit dem vorgestellten Vorgehen kann ein Beitrag zur energieeffizienten Regulierung des Temperaturverhaltens von Werkzeugmaschinen geleistet werden.<\/div><\/div>\n\n\n\n
Energieeffiziente Gestaltungsma\u00dfnahmen moderner Werkzeugmaschinen zur zeitlichen und \u00f6rtlichen Reduzierung des thermischen Fehlers<\/strong><\/p>\n\n\n\n- Immanuel Voigt (SFB\/TR 96)<\/li>
- Daniel Reibert (IPT Aachen): Myzel als neuartiger D\u00e4mmstruktur in Werkzeugmaschinen<\/li>
- n.n. Droop&Rein (angefragt): Gestaltung von Gro\u00dfwerkzeugmaschinen<\/li><\/ul>\n\n\n\n
\n\n\n\nAnmeldung<\/h2>\n\n\n\n
F\u00fcr die Teilnahme am 8. und 9.6.2022 erheben wir eine Gesamt-Teilnehmergeb\u00fchr in H\u00f6he von 120 EUR inkl. Mwst.<\/p>\n\n\n\n[wd_contact_form id=“23″]\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
Der SFB\/TR 96 l\u00e4dt am 9. Juni 2022 Industrievertreter und Wissenschaftler zum Industriekolloquium ein. Im Mittelpunkt der Veranstaltung stehen Antworten auf die Herausforderungen durch thermische Fehler mit ihren negativen Konsequenzen f\u00fcr die Wirtschaftlichkeit der Fertigung. Die Wissenschaftler aus den Teilprojekten berich-ten in kompakter Form \u00fcber Forschungsergebnisse der letzten drei Jahre des SFB\/TR 96. Der Fokus liegt<\/p>\n
Weiterlesen<\/a><\/p>\n","protected":false},"author":2,"featured_media":0,"parent":0,"menu_order":0,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","template":"","meta":{"footnotes":""},"aioseo_notices":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/transregio96.webspace.tu-dresden.de\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/pages\/4682"}],"collection":[{"href":"https:\/\/transregio96.webspace.tu-dresden.de\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/pages"}],"about":[{"href":"https:\/\/transregio96.webspace.tu-dresden.de\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/types\/page"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/transregio96.webspace.tu-dresden.de\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/users\/2"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/transregio96.webspace.tu-dresden.de\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=4682"}],"version-history":[{"count":31,"href":"https:\/\/transregio96.webspace.tu-dresden.de\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/pages\/4682\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":4895,"href":"https:\/\/transregio96.webspace.tu-dresden.de\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/pages\/4682\/revisions\/4895"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/transregio96.webspace.tu-dresden.de\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=4682"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}
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