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

Kraftsensitiver Spindelschlitten zur online Detektion und Kompensation der Werkzeugabdrängung in der Fräsbearbeitung von Boujnah,  Haythem, Denkena,  Berend
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.
Aktualisiert: 2020-01-17
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Kraftsensitiver Spindelschlitten zur online Detektion und Kompensation der Werkzeugabdrängung in der Fräsbearbeitung

Kraftsensitiver Spindelschlitten zur online Detektion und Kompensation der Werkzeugabdrängung in der Fräsbearbeitung von Boujnah,  Haythem, Denkena,  Berend
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.
Aktualisiert: 2020-01-17
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Kompensation von Durchmesserabweichungen beim Zirkulärfräsen von seriellen Verbunden aus CFK und Titan

Kompensation von Durchmesserabweichungen beim Zirkulärfräsen von seriellen Verbunden aus CFK und Titan von Dege,  Jan Hendrik, Denkena,  Berend
Die primären Herausforderungen bei der Zirkularfräsbearbeitung heterogener serieller Werkstoffverbunde aus CFK und Titan sind Bohrungsdurchmesser-abweichungen in den einzelnen Verbundpartnern und die hieraus resultierende Erhöhung der Form- und Maßfehler. Maßgebliche Ursache hierfür ist die von Werkstoff, Werkzeug und Prozessstellgrößen abhängige Werkzeugabdrängung. Um die Durchmesserabweichungen bereits bei der ersten Bohrung zu kompensieren, ist ein Modell zur Vorhersage der Prozesskräfte beim Zirkularfräsen erforderlich. Hierzu wird zunächst der komplexe Zirkularfräsprozess nach dem Dekompositions-prinzip in einen Bohr- und einen Fräsanteil zerlegt. Beide Anteile werden durch eigenständige Kraftmodelle beschrieben. Die sich anschließende Superposition der Modelle ermöglicht die Vorhersage der Prozesskräfte beim Zirkularfräsen. Basierend auf den Kraftberechnungen wird sowohl eine Methode zur Auslegung belastungs-angepasster Zirkularfräswerkzeuge als auch zur Vorhersage der Durchmesser-abweichungen entwickelt. Die Kombination beider Methoden ermöglicht die Fer-tigung zylindrischer Bohrungen in serielle CFK-Titan Verbunde unter Minimierung der Durchmesserabweichungen.
Aktualisiert: 2019-10-17
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