Hochintegriertes hydraulisches, aktives Antriebsmodul für die Mikrobearbeitung mit günstigem Verhältnis von Bau- zu Arbeitsraum

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Jürgen Fleischer
• Fachliche Zuordnung: Produktionsautomatisierung und Montagetechnik ; Spanende und abtragende Fertigungstechnik
• Förderung: Förderung von 2010 bis 2017
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 172403840

Heutige Mikrobearbeitungsmaschinen, beispielsweise für die spanende Bearbeitung von Formeinsätzen für Spritzgiessprozesse, zeichnen sich durch eine für den Anwendungsfall ausreichende Genauigkeit aber ein ungünstiges Verhältnis von Bauraum zu Arbeitsraum aus. Da heutige Maschinen auf der Skalierung konventioneller Konstruktionsprinzipien basieren, ist für eine signifikante Weiterentwicklung ein Bruch mit diesen Paradigmen erforderlich. Aufsetzend auf umfangreichen Vorarbeiten der letzten Jahre ist es Gesamtziel des vorliegenden Antrags, auf Basis eines parallelkinematischen Konzepts mit wirkstellennaher Positionsmessung, Methoden und Ansätze zu erarbeiten, die bei heute mindestens üblichen Kennwerten hinsichtlich Beschleunigung, Verfahrgeschwindigkeit und Genauigkeit eine erhebliche Verbesserung des Verhältnisses von Bauraum zu Arbeitsraum erlauben. Ziel der ersten Förderperiode ist es, unter multifunktionaler Nutzung hydraulischer Wirkprinzipien ein funktional hochintegriertes Antriebsmodul für die Mikrobearbeitung zu erarbeiten. Konkret wird dabei die extrem große Kraftdichte hydraulischer Antriebe für einen hochdynamischen Vorschubantrieb kompakter Bauart genutzt. Gleichzeitig bzw. simultan wird das hydraulische Wirkmedium für die Darstellung einer Stick-Slip-freien, steifen und sehr gut dämpfenden hydrostatischen Führung eingesetzt. Die zentrale wissenschaftliche Herausforderung ist dabei in der erforderlichen Funktionsintegration sowie der multifunktionalen bzw. smarten Nutzung von Systemkomponenten zu sehen. Im Verlauf der ersten Förderperiode wird das Antriebsmodul konzipiert, simulativ untersucht, umgesetzt und eingehend getestet. Zum Abschluss der Förderperiode wird das erarbeitete System in eine Beispielkinematik integriert und ersten Tests unterzogen. Auf Basis dieser Erkenntnisse wird im Verlauf der zweiten Förderperiode eine parallelkinematische Maschinenkinematik mit wirkstellennaher Positionsmessung und Festkörpergelenken umgesetzt. Zur Erreichung des Gesamtziels wird in einer Kooperation mit dem Institut für Technische Mechanik (itm) sowie dem Institut für Hochfrequenztechnik und Elektronik (ihe) zusammen gearbeitet.

• DFG-Verfahren: Schwerpunktprogramme
• Teilprojekt zu: SPP 1476: Kleine Werkzeugmaschinen für kleine Werkstücke