SPP 1156:  Adaptronics for Machine Tools

• Subject Area: Mechanical and Industrial Engineering
• Term: from 2003 to 2009
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 5471969

In the centre of the Priority Programme is the increase of efficiency of machine tools. An efficient machine tool is characterized by a high production quality and fast machining speeds, reliability and flexibility when different tools or materials are used. Although sub-assemblies (structures, actuators, measuring systems, etc.) are at the moment continuously improved, improvements in efficiency can be expected only through fundamental innovative optimization ideas. An example are "smart structures", also called adaptronics, which until now were developed predominantly for aerospace techniques. With adaptronic components, like piezoelectric multilayer ceramics, which can be completely integrated in a structure, it is possible to measure vibrations and structure-born noise of structures, as well as to damp or completely eliminate them. Thus new modular machine components are developed, through which the structure can be laid out either as a whole or as optimal stand-alone machine components. Through adaptronic components can be compensated as well thermal deformations with long-time effects or other (quasi-)static effects that also affects in a negative way the production quality. For theoretical and experimental researches on adaptronic sub-assemblies for various manufacturing processes with different machine and process related questions, engineers of the structural mechanics field, control engineers and production engineers have to work together. This interdisciplinary synergy is an indispensable foundation for a successful fundamental development of optimal mechanical structure systems for machine tools with structure-integrated actuators and sensors combined with adaptive control algorithms.

• DFG Programme: Priority Programmes

Projects

• Active reduction of vibrations at clamping devices for the processing of wood (Applicant Hoffmeister, Hans-Werner )
• Adaption des mechanischen Übertragungsverhaltens elektromechanischer Vorschubantriebe unter regelungstechnischen Gesichtspunkten zur Optimierung des dynamischen Verhaltens unter gleichzeitiger Minimierung des Verschleißes (Applicant Pritschow, Günter )
• Adaptive Reibflächen zur Schwingungsreduktion in Werkzeugmaschinen (Applicant Gaul, Lothar )
• Adaptronic spindle system for milling machines (Applicant Denkena, Berend )
• Adaptronically controlled hydrostatic pocket based on new actors for active guiding systems (Applicant Fleischer, Jürgen )
• Adaptronische Genauigkeitssteigerung von Hochgeschwindigkeits-Werkzeugmaschinen mit kontaktlosen Antriebs- und Führungseinheiten (Applicant Denkena, Berend )
• Adaptronische, hybridgelagerte Motorspindel zur prozessicheren und ratterfreien HPC-Fräsbearbeitung (Applicants Abele, Eberhard ;  Nordmann, Rainer )
• Adaptronische Kompensation von geometrischen Maschinenfehlern unter Berücksichtigung von Prozesslast und Position im Arbeitsraum (Applicant Wauer, Jörg )
• Adaptronische Kompensation von Winkelverlagerungen an Werkzeugmaschinen-Hauptspindeln (Applicant Uhlmann, Eckart )
• Adaptronische Komponenten zur Tilgung und Isolation von Schwingungen in Werkzeugmaschinen (Applicant Janocha, Hartmut )
• Adaptronische Schwingführungen für Vorschubantriebssysteme (Applicant Verl, Alexander )
• Adaptronische Schwingungsdämpfung in Präzisionsmaschinen (Applicant Pritschow, Günter )
• Adaptronischer - Präzisions- Werkstückhalter für die Erhöhung der statischen und dynamischen Prozessgenauigkeiten zur universellen aktiven Kompensation von Bearbeitungsfehlern an vertikalen Bearbeitungszentren (Applicants Abele, Eberhard ;  Hanselka, Holger )
• Aktive Dämpfung von Ratterschwingungen beim Einlippentiefbohren (Applicant Weinert, Klaus D. )
• Boring tool with integrated high dynamic feed and oscillation and form error compensation (Applicant Brecher, Christian )
• Brandbreitenerhöhung von Kugelrollspindelantrieben durch Adaption des mechanischen Übertragungsverhaltens unter gleichzeitiger Minimierung des Verschleißes (Applicant Pritschow, Günter )
• Compensation of positioning errors with smart structures (Applicants Fleischer, Jürgen ;  Wauer, Jörg )
• Damping of machine tools with hybrid electro-mechanical networks and piezo-electric components (Applicant Breitbach, Elmar )
• Design, simulation and experimental investigation of a sensor/actuator unit for the compensation of axially directed oscillations in mechanical drives of machine tools (Applicant Neugebauer, Reimund )
• Dynamiksteigerung adaptronische Strebe zur Kompensation geometrischer Maschinenfehler (Applicants Munzinger, Christian ;  Seemann, Wolfgang )
• Experimentelle Schädigungsanalysen und Entwicklung numerischer Modelle zur Vorhersage der Lebensdauer von Piezoaktuatoren in Werkzeugmaschinen (Applicant Thielicke, Bärbel )
• Ganzheitliche, rechnergestützte Konfigurationsoptimierung adaptronischer Komponenten für Werkzeugmaschinen (Applicant Zäh, Michael Friedrich )
• Konzeptionierung und Auslegung strukturintegrierter adaptronischer Kompensationsmodule für den Einsatz in Strukturbauteilen spanender Werkzeugmaschinen (Applicant Brecher, Christian )
• Modulare, autonom-adaptive Schwingungskompensation an Werkzeugmaschinen (Applicants Eberhard, Peter ;  Heisel, Uwe )
• Modulare, autonom-adaptive Schwingungskompensation an Werkzeugmaschinen mit Fachwerkkomponenten (Applicant Eberhard, Peter )
• Schleifmaschine mit adaptronisch erhöhter statischer und dynamischer Steifigkeit (Applicant Hesselbach, Jürgen )
• Untersuchungen zu den Grenzwerten des Einsatzes adaptronischer Komponenten zur Impulsentkopplung von linearmotorgetriebenen Werkzeugmaschinenachsen unter veränderlichen strukturmechanischen Umgebungsbedingungen (Applicants Drossel, Welf-Guntram ;  Jungnickel, Günter )
• Untersuchungen zu den Grenzwerten des Einsatzes adaptronischer Komponenten zur Impulsentkopplung von linearmotorgetriebenen Werkzeugmaschinenachsen unter veränderlichen strukturmechanischen Umgebungsbedingungen (Applicant Drossel, Welf-Guntram )

• Spokesperson: Professor Dr.-Ing. Jürgen Hesselbach