Grenzregelung an Werkzeugmaschinen: Beitrag zur Auslegung und Bewertung von ACC-Systemen

ISBN-13: 9783540068860 / Niemiecki / Miękka / 1974 / 143 str.

K. Maier

Opis

Die 16 Betriebsarten des Modells mit zwei Stellgrol3en fUr die Drehbearbei tung konnen durch Einrichtungen verwirklicht werden, die sich nach ihrem Aufbau fiinf verschiedenen Typen mit keiner, einer oder zwei aktiven Stell grol3en zuordnen lassen. Der Zweck der beiden BA mit jeweils zwei kon stanten Kenngrol3en wird auch durch BA mit nur einer zu uberwachenden Kenngrol3e erfiiilt. Die einzelnen Typen unterscheiden sich durch den not wendigen Aufwand fUr die Regelung. Zur Verwirklichung der einzelnen Betriebsarten muss en eine beliebige der drei Kenngrol3en sowie ggf. Drehradius und Spindeldrehzahl gemessen wer den. Mel3- und Regelgrol3en eines Systems sind nicht notwendigerweise identisch. Einige kennzeichnende Eigenschaften grol3enteils bereits ausge fiihrter Sensoren zur Erfassung der Primiirkenngrol3en werden dargestellt. Erforderlich sind femer als Stellglieder stetig verstellbare Vorschu- und/oder Hauptantriebe. Die Anforderungen an die Vorschubantriebe im Hinblick auf Nebenzeiteinsparungen beim Anfahren an das Werkstuck wer den aufgezeigt. Geeignete Vorschubantriebe sind fUr numerisch gesteuer te Maschinen entwickelt worden, sodal3 einige Betriebsarten von der An triebsseite her einfach realisiert werden konnen. Dagegen sind ausrei chend leistungsfiihige stetig verstellbare Hauptantriebe noch nicht verfUg bar, so dal3, wie eine Zusammenstellung ausgefiihrter Grenzregelungen zeigt, bislang allenfalls Betriebsarten mit Schnittgeschwindigkeitssteue rung durch Drehzahlverstellung zu verwirklichen sind."

Spis treści

Schrifttum.- Formelzeichen und Abkürzungen.- 1. Einführung und Aufgabenstellung.- 2. Adaptive-Control-Systeme an Werkzeugmaschinen.- 2.1 Aufgaben der Adaptive-Control-Einrichtungen.- 2.2 Definitionen und Benennungen der Adaptive-Control- Einrichtungen.- 2.2.1 Definitionen: Grenz- und Optimierregelungen.- 2.2.2 Definitionen: Geometrische und Technologische AC-Systeme.- 2. 3 Zusammenfassung.- 3. Möglichkeiten zur Führung des Bearbeitungsprozesses mit zwei Stellgrößen.- 3.1 Modell mit zwei Stellgrößen für den Bearbeitungs-prozeß Drehen.- 3. 2 Systematik von Betriebsarten.- 3. 3 Eigenschaften der Betriebsarten.- 3.3.1 Abhängigkeit der Modellgrößen von den Parametern.- 3.3.2 Fertigungstechnische Eigenschaften.- 3.3.2.1 Bearbeitungsqualität.- 3.3.2.2 Bearbeitungsgeschwindigkeit.- 3.3.2.3 Spanungsstrom.- 3.3.2.4 Spanungsve rhältnis.- 3.3.2.5 Werkzeugverschleißgeschwindigkeit.- 3.3.3 Fertigungskosten als fertigungstechnische Eigenschaft.- 3.3.3.1 Kostenanstieg.- 3.3.3.2 Volumkosten.- 3.4 Zusammenfassung.- 4. Möglichkeiten zur Realisierung der Betriebsarten.- 4.1 Einrichtungen zur Verwirklichung der Betriebsarten.- 4.1.1 Aufbau der Steuer- und Regeleinrichtungen.- 4.1.2 Übertragungsbeiwert der Regelstrecke Maschine — Zerspanvorgang.- 4.2 Meßgrößen und ihre Erfassung an der Drehmaschine.- 4.2.1 Meßgrößen und Bauartgruppen von Sensoren.- 4.2.2 Werkzeugseitige Zerspankraftsensoren.- 4.2.3 Werkstückseitige Zerspankraftsensoren.- 4.2.4 Sensoren an der Spindellagerung.- 4. 2. 5 Drehmomentsensoren an der Hauptspindel und im Getriebe.- 4.2.6 Sensoren am Antriebsmotor.- 4. 3 Stellgrößen und Stellglieder.- 4. 3.1 Stellgrößen und Ausführungsmöglichkeiten für Stellglieder.- 4.3.2 Anforderungen an die Stellglieder beim Anfahren an das Werkstück.- 4.4 Beispiele ausgeführter Grenzregelungen.- 4. 5 Zusammenfassung.- 5. Vergleich und Bewertung der Betriebsarten.- 5.1 Vergleich der Betriebsarten aufgrund der Veränder- i lichkeit der Kenn- und Bearbeitungsgrößen.- 5.2 Auswahl geeigneter Betriebsarten aufgrund fertigungs-technischer Eigenschaften.- 5. 3 Vergleich der Betriebsarten anhand der Schnittzeit für bestimmte Bearbeitungsfälle.- 5.3.1 Schnitt zeitvergleiche beim Längsdrehen.- 5.3.1.1 Bearbeitungselemente.- 5.3.1.2 Schnittzeit.- 5.3.1.3 Vergleichsbedingung.- 5. 3.1.4 Vergleich und Auswertung.- 5. 3.2 Schnittzeitvergleich beim Plandrehen.- 5. 3. 3 Einschränkungen für das Vergleichsverfahren.- 5.4 Vergleich der Betriebsarten anhand der Erfordernisse zu ihrer Realisierung.- 5. 5 Zusammenfassung.- 6. Weitere Möglichkeiten zur Führung des Bearbeitungs - Vorgangs anhand eines erweiterten Modells.- 6.1 Möglichkeiten zur Führung des Drehvorgangs mit drei Stellgrößen.- 6.1.1 Erweitertes Modell mit drei Stellgrößen.- 6.1.2 Systematik der Betriebsarten mit drei Stellgrößen.- 6.1. 3 Einige Eigenschaften der Betriebsarten.- 6.1.4 Bemerkungen zur Realisierung der Betriebsarten.- 6.2 Möglichkeiten zur Führung des Drehvorgangs mit Hilfe von Sekundärkenngrößen.- 6.2.1 Schnittemperatur.- 6.2.2 Werkzeugverschleiß.- 6. 3 Zusammenfassung.- 7. Sensoren für technologische Grenzregelungen.- 7.1 Zerspankraftsensoren an Fräsmaschinen.- 7.2 Einrichtung zum Messen von Drehmoment, Biegemoment und Axialkraft beim Messerkopffräsen.- 7.2.1 Aufgabenstellung und Konzeption der Meßeinrichtung.- 7.2.2 Zerspankraftkomponenten und Meßgrößen.- 7.2.3 Konstruktion und Wirkungsweise des Fräsmeßdorns.- 7.2.4 Eigenschaften der Meßeinrichtung.- 7.3 Einrichtung zum Messen des Spindeldrehmoments.- 7.3.1 Aufgabenstellung und Konzeption der Meßeinrichtung.- 7.3.2 Prinzip und Wirkungsweise des Dehnungsübersetzers.- 7.3.3 Konstruktion des Drehmomentsensors.- 7.3.4 Eigenschaften der Meßeinrichtung.- 7.4 Einrichtung zum Messen der Spinde lab drängung.- 7.4.1 Aufgabenstellung und Konzeption der Meßeinrichtung.- 7. 4. 2 Zerspankraftkomponenten und Meßgrößen.- 7.4. 3 Konstruktion und Wirkungsweise des Abdrängsensors.- 7. 4. 4 Eigenschaften der Meßeinrichtung.- 7. 5 Zusammenfassung und Vergleich der Sensoren.- 8. Zusammenfassung.