Charakterisierung des dynamischen Verhaltens einer Fräsmaschine

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Diplomarbeit aus dem Jahr 2002 im Fachbereich Ingenieurwissenschaften - Maschinenbau, Note: 1, 0, Universität Karlsruhe (TH) (Institut für Werkzeugmaschinen und Betriebstechnik), 27 Quellen im Literaturverzeichnis, Sprache: Deutsch, Abstract: Voraussetzung für eine rationell geführte Fertigung ist unter anderem genaue Kenntnis quantitativer Angaben über Genauigkeit und Grenzen der eingesetzten Werkzeugmaschinen und Fertigungsmittel. Dies gewinnt zunehmend unter dem Aspekt der zunehmenden Automatisierung und der sich dadurch ergebenden geringeren direkten Eingriffe des Menschen in den Fertigungsprozeß an Bedeutung. Im Vordergrund des Interesses stehen dabei die optimale Anpassung an die Fertigungsaufgabe und die wirtschaftliche Nutzung. Produktivitätssteigerung und Kostenreduzierung sind demnach vorrangige Ziele moderner Produktionsunternehmen. Dabei erlangen Schlagworte wie "cost-of-ownership" und "life-cycle-cost" für die Unternehmen stetig wachsende Relevanz. Die Kosten, hervorgerufene Verzögerung der Inbetriebnahme und Produktionsausfälle, Forderung nach besserer Qualität und die Verschärfung gesetzlicher Vorschriften führen zu einer Verschiebung der Akzente der Beurteilung. Sehr häufig ist die erreichbare hohe Absolut- und Wiederholgenauigkeit bei NC-Maschinen von Interesse und ausschlaggebend für deren Einführung, respektive Anschaffung. Sie reduzieren die für Kontrollen und Messungen erforderlichen Aufwendungen ganz erheblich, festgestellte Abweichungen lassen sich einfach korrigieren. Die Genauigkeit einer NC-Maschine wird nach verschiedenen Gesichtspunkten beurteilt. Dazu stehen mehrere DIN und VDI/DGQ-Richtlinien zur Verfügung. Voraussetzung ist zunächst die geometrische Genauigkeit, das heißt die einzelnen Achsen müssen exakt zueinander ausgerichtet sein. Eine gute Steifigkeit des Maschinenkörpers ist Voraussetzung dafür, daß beim Verfahren der Achsen und beim Bearbeiten die Genauigkeit der Maschine erhalten bleibt. Die Genauigkeit einer NC-Maschine wird zusätzlich beurteilt nach der erreichbaren Einfahrtoleranz, die sich aus der systemfehlerbedingten Positionsabweichung und der auf zufälligen Fehlereinflüssen beruhenden Positionsstreubreite zusammensetzt Im Rahmen der Diplomarbeit wird nun die dynamische Charakteristik der Fräsmaschine erfaßt und beurteilt. Darüber hinaus werden die Daten typischen Vergleichsgrößen konventioneller 3-Achs-Fräsmaschinen gegenübergestellt. Zudem sollen Potentiale und Optimierungsstrategien in Bezug auf Antriebe und Steuerung aufgezeigt und identifiziert werden.