Ziele

Erklärtes Gesamtziel des Projektes ist es, eine integrierte Simulationsumgebung zu schaffen, mit der das dynamische Verhalten von Werkzeugmaschinen durch rechnerbasierte virtuelle Modelle ganzheitlich abgebildet wird. Dadurch kann das reale Verhalten der Werkzeugmaschinen im Frequenz- und Zeitbereich und sogar in Echtzeit simuliert werden, was die Grundlage für die Optimierung von einzelnen Bauteilen bis hin zum Gesamtsystem bildet.

In die Simulationsumgebung sollen geeignete Prozesskraftmodelle eingebettet werden, um den Zerspanungprozess bei der Optimierung berücksichtigen zu können. Desweiteren müssen das Reglerverhalten und die Antriebssysteme im Modell abgebildet sein, weil die Steifigkeit des Antriebes maßgeblich zum Gesamtverhalten der Maschine beiträgt. Ferner muss die Prognosefähigkeit der eingesetzten Maschinenmodelle für den Einsatz im industriellen Entwicklungsprozess abgesichert werden, was durch Messungen an realen Prototypen erfolgt. Ebenso muss die Validierung der zu integrierenden Antriebsregler-Struktur-Simulation erfolgen.

Abschließend sollen durch Datenreduktion echtzeitsimulationsfähige Modelle erzeugt werden, die durch die Kopplung mit einer realen NC-Steuerung für die Untersuchung des Zeitverhaltens der Maschinen tauglich sind.

Alle Maßnahmen münden in einen ganzheitlichen Optimierungsansatz, wobei die Anforderungen hieran noch zu definieren sind. Fragestellungen sind insbesondere, welche Optimierungsmethoden am geeignesten sind, in welcher Detailtreue die komplexen Wechselwirkungen zwischen Kinematik, Struktur, Reglerauslgegung und Fertigungsprozess abzubilden sind, und die Robustheit des Optimierungsprozesses.

Wesentliche Qualitätsmerkmale für eine erfolgreiche Simulation und Optimierung sind die Anwenderfreundlichkeit der benutzten Softwaretools, die Kompatibilität und die Durchgängikeit der Modelle zwischen verschiedenen Softwaresystemen und Plattformen, die Güte und Realitätstreue der Modelle und der eingesetzten Verfahren, welche durch Messungen an realen Prototypen immer wieder validiert werden muss, und letztlich auch die signifikanten Steigerungen der Produktqualität hinsichtlich Steifigkeit und dynamischem Verhalten bei gleichzeitig kostengünstigerer Entwicklung.




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