Kompensation der Verlagerung an nachgiebigen Werkzeugmaschinengestellen am Beispiel von Fräsmaschinen für die Mikrobearbeitung

Zur Sicherung von Wettbewerbsvorteilen kann mit hochdynamischen Werkzeugmaschinen eine Produktivitätssteigerung erreicht werden. Daher wurden in den vergangenen Jahrzehnten die elektrischen und elektromechanischen Antriebssysteme dahingehend weiterentwickelt. Spätestens seitdem Lineardirektantriebe für den industriellen Einsatz zur Verfügung stehen, rückt aber zunehmend die dynamikgerechte Gestaltung des Maschinengestells in den Blickpunkt. Die vorliegende Arbeit befasst sich daher mit der Fragestellung, inwiefern durch eine nachgiebige Gestaltung der Maschinengestelle eine leichte und kompakte Bauweise realisiert werden kann, ohne die Arbeitsgenauigkeit in nicht hinnehmbaren Maße zu reduzieren. Am Beispiel der Mikrofräsbearbeitung wurden die Anforderungen an die dynamikgerechte Gestaltung der Maschinengestelle ermittelt, um dann mit einer gezielten Kompensation der nachgiebigkeitsbedingten Verlagerung die Arbeitsgenauigkeit sicherzustellen. An einem Versuchsstand wurde nachgewiesen, dass mit einer modellbasierten Kompensationsstrategie eine hinreichende Arbeitsgenauigkeit für Präzisionswerkzeugmaschinen erzielt werden kann. Damit ist prinzipiell eine Abkehr von der traditionellen Vorgehensweise zur steifen Auslegung von Maschinengestellen möglich.