FWF Project P20237-N14
Runtime: 01.01.2008–31.12.2010

Project Team

Project Abstract

Das Ziel des Forschungsvorhabens ist die Entwicklung eines übergeordneten Modells zur Beschreibung der erreichbaren Bauteilqualität (Topographie, Formtreue etc.) als Funktion des Wuchtzustandes und der Strukturkonfiguration am Beispiel der spanenden Ultrapräzisionsbearbeitung. Zur spanenden Fertigung von Komponenten in optischer Qualität sind hochgenaue Werkzeugmaschinen und Diamantwerkzeuge eine notwendige Voraussetzung. Aus Unwuchten resultie-rende Schwingungen können maßgeblich zu einer signifikanten Verringerung der Oberflächenqualität führen. Derzeit wird die jeweils bestmögliche Wuchtung realisiert und anschließend die erreichte Bauteilqualität überprüft, unabhängig davon, ob der hohe Aufwand für die hochgenaue Wuchtung gerechtfertigt ist. Hier besteht ein erhebliches Potenzial zur Steigerung der Wirtschaftlichkeit des Prozesses, zum einen, wenn eine Prognose der erreichbaren Bauteilqualität in Abhängigkeit des Systemzustandes durch übergeordnete integrierte Parameter bereits während der Prozessauslegung möglich wäre, zum anderen durch das Verkürzen des Auswuchtprozesses durch die Berechnung von Ausgleichsgewichten. Abstrakt lässt sich der Zusammenhang von Unwuchten eines rotierenden Systems und den daraus resultierenden Schwingungen über eine (u.U. nichtlineare) Differentialgleichung beschreiben. Die Berechnung der Unwucht bzw. die Bestimmung von Auswuchtsetzungen aus Schwingungsmessdaten erfordert die Lösung eines inversen schlechtgestellten Problems. In diesem Projekt sollen Methoden entwickelt werden, die eine mathematische Bestimmung von Unwuchten aus Schwingungsdaten auf der Grundlage eines Modells der betrachteten Werkzeugmaschine ermöglichen. Bei vorgegebenen Wuchtebenen soll zusätzlich eine bestmögliche Auswuchtempfehlung gegeben werden. Darüber hinaus soll der Zusammenhang zwischen den verbliebenen Restschwingungen und der erreichbaren Oberflächenqualität bestimmt werden. Dieses Forschungsprojekt erfolgt in Kooperation mit dem Labor für Mikrozerspanung (LFM) an der Universität Bremen (Prof. Brinksmeier, separater Antrag). Vom LFM werden einerseits die zur Systemanalyse notwendigen Daten geliefert. Andererseits können die am RICAM und am ZeTeM berechneten Prognosen am LFM experimentell überprüft werden.

Keywords and AMS Classification

  • Precision - Machining