Erhöhung der Bandbreite von Vorschubantrieben mit ungünstigem Massenträgheitsverhältnis

• Antragsteller: Dr.-Ing. Armin Lechler
• Fachliche Zuordnung: Spanende und abtragende Fertigungstechnik
• Förderung: Förderung von 2015 bis 2018
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 280448906

Bei modernen Werkzeugmaschinen ist ein Trend zu Antriebssystemen mit niedriger Getriebeübersetzung zu erkennen, um eine hohe Eilganggeschwindigkeit zu erreichen. Allerdings führt die niedrige Getriebeübersetzung zu einem ungünstigeren Verhältnis der Trägheitsmomente zwischen Abtrieb und Antrieb, was sich negativ auf die Regelbarkeit auswirkt. Im Rahmen des beantragten Forschungsvorhabens soll eine Erweiterung der klassischen Kaskadenregelung für Vorschubantriebe in Produktionsmaschinen erarbeitet und umgesetzt werden, welche eine verbesserte Regelgüte bietet, sobald die abtriebsseitige die antriebsseitige Masse deutlich übersteigt. Das neue Regelverfahren kombiniert einen schwach eingestellten Drehzahlregler mit einem zusätzlichen Geschwindigkeitsregelkreis der abtriebsseitigen Istgeschwindigkeit. Die erste mechanische Eigenschwingung, welche in den meisten Fällen die Bandbreite des lagegeregelten Antriebssystems beschränkt, wird durch den schwach eingestellten Drehzahlregler des Motors gedämpft. Der übergeordnete zusätzliche Geschwindigkeitsregelkreis mit der Rückführung der abtriebsseitigen Istgeschwindigkeit bewirkt wiederum eine Phasen- und Amplitudenanhebung im relevanten Frequenzbereich, so dass sich letztlich eine höhere Bandbreite und ein verbessertes Regelverhalten unter Nutzung der vorhandenen Sensorik erreichen lässt. Im Rahmen von Vorarbeiten wurden bereits erste messtechnische Untersuchungen zur Funktionsweise des Verfahrens durchgeführt.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen