Zugl.: Aachen, Techn. Hochsch., Diss., 2008

Zugl.: Karlsruhe, Univ., Diss., 2009

Techn. Hochsch., Diss., 2004--Aachen.

Zugl.: Aachen, Techn. Hochsch., Diss., 2008. / Hergestellt on demand.

Der Werkzeugmaschinenbau wendet sich zunehmend der Entwicklung von Maschinen für die Trockenbearbeitung zu. Gründe dafür sind die ökologisch und betriebswirtschaftlich vorteilhafte Einsparung des Kühlschmiermittels und die eventuelle Einsparung von nachgeschalteten Waschgängen. Der breiten Anwendung der Trockenbearbeitung in der Großserienfertigung steht die noch fehlende Prozesssicherheit entgegen. Große Mengen Späne, die bei der Nassbearbeitung durch das Kühlschmiermittel weggespült wurden, müssen nun auf andere Art und Weise abtransportiert werden, um den Bearbeitungsprozess nicht zu gefährden. Ein erfolgsversprechender Ansatz besteht darin mit dem Strömungsmedium Luft die Späne aus dem Prozess zu entfernen. Dieser Problemstellung widmet sich die vorliegende Arbeit. Die Strömung und der Spantransport durch Luftströmungen wurden mit Hilfe von moderner FEM/ CFD- Software simuliert. Die Ergebnisse werden mit zahlreichen Versuchen und Messungen verifiziert. Erstmalig wird in dieser Arbeit die Strömungssimulation auf Arbeitsräume von komplex gegliederten Werkzeugmaschinen angewendet. Die getroffenen zur Simulation nötigen Vereinfachungen werden untersucht und geprüft. Aus den Simulationsergebnissen werden praktische Konstruktionshinweise abgeleitet und das gesamte Vorgehen in den Konstruktionsprozess eingeordnet.

Eine der wichtigsten Eigenschaften einer Werkzeugmaschine ist ihre Dynamik. Agilere Maschinen benötigen weniger Zeit für den Bearbeitungsprozess und verursachen damit geringere Stückkosten. Maschinen, die große Bauteile bearbeiten sollen, müssen jedoch selbst auch groß sein. Aufgrund des 2. Newtonschen Gesetzes (F=m*a) implizieren schwerere Maschinenstrukturen geringere Beschleunigungen bei konstanten Antriebskräften. Durch überlagerte Kinematiken ist es möglich, Werkzeuge in großen Arbeitsbereichen hochdynamisch zu bewegen. Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit verschiedenen Konzepten und den daraus resultierenden Algorithmen, um die Bewegung für die redundanten Achsen zu zerlegen. Ziel der Dissertation ist es, Algorithmen und Konzepte zur Bewegungszerlegung für redundante Achsen zu entwickeln und in Bezug auf Praxistauglichkeit und Realisierbarkeit in aktuellen Steuerungen vergleichend zu evaluieren. / One of the most important features of machine tools is its dynamics. Fast machines mean less time for the working process and lower running costs. However, a machine tool for working on large workpieces, has to be big, too. Because of the Newton's 2nd axiom (F=m*a), heavy structures imply low accelerations to keep the driving force constant. This doctoral thesis refers to an approach using more drives than the applied degrees of freedom, which means redundancy. In this way, it is possible to build up hierarchical drive structures with different dynamics and specialized tasks. For example, small, lightweight 5DOF structures can be supported by additional large, heavy machine structures. Long travels are done by the large machine structure and high acceleration and jerk are provided by the small unit. Several algorithms have been developed and evaluated to split a trajectory for a machine tool with hierarchical drive structures.

Zugl.: Braunschweig, Techn. Universiẗat, Diss., 2009.

Zugl.: Aachen, Techn. Hochsch., Diss., 2007.

Zugl.: Aachen, Techn. Hochsch., Diss., 2008.

Zugl.: Darmstadt, Techn. Univ., Diss., 2007