Geplante Vorgehensweise

Das integrierte Simulationssystem wird in drei unterschiedlichen Ausprägungen umgesetzt:

1. Detailliertes, nicht echtzeitfähiges Maschinenmodell (1. Ebene)
   
   Maschinenmodell mit Modell der Achsreglung, ohne Sollwerteinkoppelung, für Berechnungen im Frequenzbereich, um eine prognosefähige Aussage über die Stabilität der Maschine zu erreichen. Dafür müssen Kräfte aus dem Zerspanungsprozess wie auch Regelungselemente in die FEM-Systeme integriert werden. Unter Brücksichtigung dieser Einflüsse werden Optimierungsmethoden bei Simulationen im Frequenzbereich angewendet. An Produkten werden die Simulations und Optimierungsmethoden verifiziert.
   
   
2. Abstrahiertes, nicht echtzeitfähiges Maschinenmodell (2. Ebene)
   
   Für Simulationen und Optimierungen, die im Zeitbereich durchgeführt werden, müssen die Maschinenmodelle (FEM/MKS/MKS+FEM) derart vereinfacht werden, dass auch Simulationen über längere Zeitabschnitte effizient durchgeführt werden können. Eine angekoppelte Simulations-NC versorgt dabei die simulierten Maschinenachsen mit Sollwerten, die in den integrierten Achsreglern zu Stellgrößen gewandelt werden. Dem Maschinenmodell werden Bearbeitungskräfte eingeprägt und vorrangig Untersuchungen auf Basis von FEM und MKS-Modellen durchgeführt.
   
   
3. Abstrahiertes, echtzeitfähiges Maschinenmodell (3. Ebene)
   
   Die Arbeiten an einer Echtzeit-Simulation lassen für Anwender längerfristiges Potential erkennen. Allerdings besteht momentan noch erheblicher Forschungsbedarf. In dieser letzten Implemetationsstufe soll die Möglichkeit geschaffen werden, eine reale Steuerung mit der Simulation zu koppeln. Um die Steuerung unter realen Bedingungen, so wie sie an der Maschine zum Einsatz kommt, betreiben zu können, ist eine echtzeitfähige Simulationsumgebung notwendig. Die Daten zwischen Steuerung und Simulation werden über den Profibus ausgetauscht. Die dabei verwendeten Maschinenmodelle sollen aus der 2. Ebene direkt abgeleitet werden können, um den Modellierungsaufwand zu minimieren. Ziel ist es, die reale Steuerung mit Hilfe der Simulationstechnik zu verifizieren, zu validieren und zu optimieren.
   

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