Thermo-energetische Gestaltung von Werkzeugmaschinen

Thermo-energetische Gestaltung von Werkzeugmaschinen

Dieses Buch beschreibt Maßnahmen zur Sicherstellung der Bearbeitungsgenauigkeit unter thermisch instationären Bedingungen bei gesteigerter Produktivität, ohne zusätzliche Energie für die Temperierung aufzuwenden. Es werden Forschungsergebnisse zu thermischen Einflüssen sowie deren Beeinflussung und Beherrschung vorgestellt. Die dargestellten Entwicklungsarbeiten wurden im Rahmen des Sonderforschungsbereich/Transregio 96 (SFB/TR 96) von der DFG gefördert und umfassen die Weiterentwicklung von Modellgrundlagen, Kompensationsmaßnahmen und steuerungsintegrierte Korrekturverfahren. Im Bereich der Modellgrundlagen werden die Modellierung von Baugruppen und Gesamtmaschinen, die Verhaltensanalyse, die Parametrierung und effizienzsteigernde Berechnungsmethoden behandelt. Die Kompensationsmaßnahmen umfassen Fluidkreisläufe und die aktive Steuerung von Wärmeflüssen. Die steuerungsintegrierten Korrekturverfahren beinhalten sowohl modellbasierte als auch messtechnisch basierte Ansätze. Zusätzlich werden die entwickelten Lösungsverfahren und Ergebnisse aus der praktischen Erprobung an Baugruppen und Gesamtmaschinen bewertet.

Das Open-Access-Buch richtet sich an Praktiker aus dem Bereich des Werkzeugmaschinenbaus.

Autorentext

Herausgeber: Prof. Dr.-Ing. Christian Brecher war Sprecher des SFB/TR 96 Thermo-energetische Gestaltung von Werkzeugmaschinen - Eine systemische Lösung des Zielkonflikts von Energieeinsatz, Genauigkeit und Produktivität am Beispiel der spanenden Fertigung.

Die Autoren des Buches bearbeiteten im Rahmen dieser transregionalen Gemeinschaftsforschung spezifische Fragestellungen an der TU Dresden, der TU Chemnitz, der RWTH Aachen sowie dem Fraunhofer-Institut für Umformtechnik IWU und dem Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie IPT.

Klappentext

Thermo-energetische Gestaltung von Werkzeugmaschinen

Dieses Buch beschreibt Maßnahmen zur Sicherstellung der Bearbeitungsgenauigkeit unter thermisch instationären Bedingungen bei gesteigerter Produktivität, ohne zusätzliche Energie für die Temperierung aufzuwenden. Es werden Forschungsergebnisse zu thermischen Einflüssen sowie deren Beeinflussung und Beherrschung vorgestellt. Die dargestellten Entwicklungsarbeiten wurden im Rahmen des Sonderforschungsbereich/Transregio 96 (SFB/TR 96) von der DFG gefördert und umfassen die Weiterentwicklung von Modellgrundlagen, Kompensationsmaßnahmen und steuerungsintegrierte Korrekturverfahren. Im Bereich der Modellgrundlagen werden die Modellierung von Baugruppen und Gesamtmaschinen, die Verhaltensanalyse, die Parametrierung und effizienzsteigernde Berechnungsmethoden behandelt. Die Kompensationsmaßnahmen umfassen Fluidkreisläufe und die aktive Steuerung von Wärmeflüssen. Die steuerungsintegrierten Korrekturverfahren beinhalten sowohl modellbasierte als auch messtechnisch basierte Ansätze. Zusätzlich werden die entwickelten Lösungsverfahren und Ergebnisse aus der praktischen Erprobung an Baugruppen und Gesamtmaschinen bewertet.

Das Open-Access-Buch richtet sich an Praktiker aus dem Bereich des Werkzeugmaschinenbaus.

Herausgeber: Prof. Dr.-Ing. Christian Brecher war Sprecher des SFB/TR 96 Thermo-energetische Gestaltung von Werkzeugmaschinen - Eine systemische Lösung des Zielkonflikts von Energieeinsatz, Genauigkeit und Produktivität am Beispiel der spanenden Fertigung.

Die Autoren des Buches bearbeiteten im Rahmen dieser transregionalen Gemeinschaftsforschung spezifische Fragestellungen an der TU Dresden, der TU Chemnitz, der RWTH Aachen sowie dem Fraunhofer-Institut für Umformtechnik IWU und dem Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie IPT.

Inhalt

Einführung.- Strukturmodelle von Werkzeugmaschinen.- Effiziente Verhaltensanalyse von Strukturbauteilen.- Untersuchung von Maschinenkomponenten.- Fluidische Kühlung.- Prozessmodellierung des Fräs- und Schleifprozesses.- Der Elektroantrieb als thermo-energetische Blackbox.- Modellierung von Kühlschmierstoffwirkung im Zerspanprozess.- Thermische Modellierung von Verbindungsstellen.- Modellierung von Umgebungseinflüssen.- Aufwandsarmer Abgleich parametrischer Maschinenmodelle: Parameterabgleich im Betrieb.- Datenassimilation und optimale Sensorplatzierung.- Rechenzeitsparende Modellierung.- Sicherheitsmechanismen des Cloud-Computings zur Verwendung in Korrekturverfahren.- Effiziente transiente thermo-elastische Simulation von Werkzeugmaschinen.- Energieeffiziente Systeme zur aktiven Steuerung von Wärmeflüssen.- Kompensationslösung fluidische Kühlung.- Optimierte Temperierung von Maschinengestellen für unsymmetrische Lasteinträge.- Eigenschaftsmodellbasierte Korrektur.- Strukturmodellbasierte Korrektur.- Kennfeldbasierte Korrektur.- Thermische Vorsteuerung.- Effiziente Parametrierung von Korrekturmodellen.- Online-Korrektur thermisch bedingter Verformungen mithilfe von integralen Verformungssensoren.- Photogrammetrisches Messmodell zur Erfassung thermisch bedingter Fehler an WZM.- Korrektur der thermischen Verlagerung rotierender Werkzeuge unter dem Einfluss verschiedener Kühlstrategien.- Demonstrator Motorspindel.- Bewertungsmethodik.- Anwendungsbeispiel DMU 80 eVo.