Autonome Berechnung von Stabilitätsgrenzen auf Basis sensorischer Strukturkomponenten eines Fräszentrums

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Berend Denkena
• Fachliche Zuordnung: Spanende und abtragende Fertigungstechnik
• Förderung: Förderung von 2019 bis 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 416001186

Bei der Bearbeitung auftretende Ratterschwingungen führen zu einer hohen Belastung von Maschine und Werkzeug sowie ggf. zur Fertigung von Ausschussteilen. Zur Vermeidung von Ratterschwingungen werden daher aktuell die Prozessparameter reduziert oder geeignete Prozessparameter für das jeweilige Werkzeug in der Maschine experimentell ermittelt. Daraus resultiert entweder eine Reduktion der Produktivität oder ein hoher Aufwand in der Arbeitsvorbereitung.Hauptziel des Vorhabens ist daher die Erforschung eines Systems zur autonomen Berechnung von Stabilitätsgrenzen. Dazu wird mit dem quasistatischen Prozesskraftanteil ein Zerspankraftmodell angelernt. Mit diesem Zerspankraftmodell können nun Zeitverläufe für die Zerspankräfte berechnet werden. Mit den berechneten Zerspankräften als Eingangsgröße und den mit sensorischen Strukturkomponenten gemessenen Prozesskräften als Ausgangsgröße ist es möglich die Systemdynamik der Kombination Werkzeug-Werkzeughalter-Maschine zur bestimmen. Mit dem angelernten Zerspankraftmodell und dem ermittelten Systemmodell werden in einem ersten Schritt Stabilitätskarten berechnet. Wenn Prozessdaten von unterschiedlichen Bearbeitungssituationen (ae, ap, vc, ..) zur Verfügung stehen, wird in einem zweiten Schritt ein Optimierungsalgorithmus eingesetzt, um die Modellfehler zu reduzieren.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen