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Eberhard Seminar

What
When 2007-05-14
from 17:00 to 18:00
Where MTZ room 4.02, Pauwelsstr. 19
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Modeling, Control and Dynamic Stability of Tools and Machines

Prof. Dr. Peter Eberhard, Institut für Technische und Numerische Mechanik, Universität Stuttgart

Manipulatoren in parallelkinematischer Bauweise, wie z.B. Hexapod Roboter, können effizient modelliert werden und zeichnen sich durch relativ hohe Steifigkeiten bei gleichzeitig geringer bewegter Masse aus, was in einem hohen Beschleunigungsvermögen resultiert. Beides möchte man sich bei Parallelkinematik-Werkzeugmaschinen zunutze machen, um Maschinen zu erhalten, die sowohl großen Genauigkeitsanforderungen gerecht werden, als auch durch Reduktion von Nebenzeiten eine hohe Wirtschaftlichkeit aufweisen.
Charakteristisch für viele Zerspanungsprozesse, wie etwa das Fräsen, ist aber, dass sie dynamisch instabil werden können. Dies beruht im Wesentlichen auf dem sog. Regenerativeffekt, der die Anregung des Werkzeugs durch das wiederholte Schneiden auf der gleichen Oberfläche beschreibt. Systemdynamisch betrachtet handelt es sich hier um totzeitbehaftete periodisch zeitvariante Differentialgleichungen. Sowohl für die Konstruktion und Auslegung von Maschinen als auch für eine sichere Prozessführung ist es wichtig, die Stabilitätsgrenze eines Prozesses an der Maschine zu kennen. Aufgrund der poseabhängigen dynamischen Eigenschaften von Parallelkinematiken kann sich diese Grenze jedoch während des Durchlaufens einer Bearbeitungstrajektorie stark verschieben.
Anhand der in Simpack modellierten Hexapod Werkzeugmaschine Paralix wird gezeigt, wie sich die poseabhängige Stabilitätsgrenze beim Durchlaufen einer Bearbeitungstrajektorie auf Basis eines elastischen Mehrkörpermodells berechnen lässt. Neben der Modellierung der Werkzeugmaschine gehen wir dabei auch auf die Verfahren ein, die zur effizienten Erstellung der Stabilitätsgrenze verwendet werden.