Kraftsensitiver Spindelschlitten zur online Detektion und Kompensation der Werkzeugabdrängung in der Fräsbearbeitung

Durch Kenntnis der Prozesskräfte können Anwendungen zur Prozessregelung und Fehlerkompensation in Zerspanprozessen entwickelt werden. In dieser Arbeit wurde ein sensorischer Spindelschlitten für eine Fräsmaschine zur maschinen-integrierten Kraftmessung entwickelt und erforscht. Die Kraftmessung wurde durch die Integration von Dehnungsmessstreifen in die Schlittenstruktur realisiert. Hierfür wurden Methoden zur Sensorintegration und zur Sensitivitätssteigerung erarbeitet. Es konnte gezeigt werden, dass durch den Einsatz von Dehnungsmessstreifen eine genaue Kraftmessung ohne Beeinträchtigung der Struktursteifigkeit prinzipiell möglich ist. Anschließend wurde das Einsatzpotenzial des realisierten Kraftmesssystems anhand einer Online Detektion und Kompensation der kraftbedingten Werkzeugabdrängung in der Fräsbearbeitung erforscht. Es konnte gezeigt werden, dass durch die entwickelten Kompensationsansätze eine signifikante Verbesserung der Fertigungsqualität möglich ist.