6ACMB 2.Fet Test

-          Exaktheit d. Führungen & Spindeln

-          thermische, statische & dynamische Stabilität der Werkzeugmaschine

Gestell, Schlitten und Tische, Führungen,  Antriebe, Messsysteme

Z-Achse läuft in bzw. parallel zur Hauptspindelachse. Sie ist positiv zu sehen, wenn man vom Werkstückspindelstock in Richtung Werkzeug sieht.

-          Arbeitsraum X, Y, Z

-          Spindelleistung und Drehzahl

-          Werkzeugsystem

-          Maschinendynamik

-          Eilgang

-          Beschleunigung

-          Werkzeugwechselzeit

-          Span-zu-Span-Zeit (<5 sek.)

-          Werkstückwechselzeit

-          Genauigkeit

Maschinendynamik befasst sich mit dem Verhalten von Maschinen unter dynamischen Bedingungen.

-> Analyse von Schwingungen, kinetischen und kinematischen Aspekten sowie die Stabilität und Kontrolle von Maschinen.

-> Ziel ist es, die Funktionsweise, Effizienz und Zuverlässigkeit von Maschinen zu optimieren und sicherzustellen.

-          große Oberflächen-, Maß- und Formgenauigkeiten

-          statische & dynamische Steifigkeit

-          thermische Stabilität

Materialkosten, Wirtschaftliche Herstellung, Bearbeitbarkeit, Schweiß- und Gießbarkeit

Um Schwingungen und Vibrationen während des Betriebs zu dämpfen

-          Spänefall

-          Kühl- und Schmiermitteltransport

-          Einbau von Spindeln, Riementrieben, etc.

Eine Führung hat die Aufgabe, fünf von sechs Freiheitsgraden eines starren Körpers zu binden und nur noch die Bewegung in einem einzigen Freiheitsgrad zuzulassen.

-           Bewegungsführungen (z. B. Wergzeugschlitten bei einer Schleifmaschine)

-          Verstellführungen (z. B. Tischführung einer Säulenbohrmaschine).

• Gleitführungen: Trennung mittels flüssigem oder gasförmigem Medium

• Wälzführungen:  Trennung mittels relativ zueinander bewegten Wälzkörper

• Hydrodynamische Gleitführung: Der Ölfilm wird aufgebracht & erst beim Anfahren baut sich langsam die Schmierung auf. (Stick-Slip-Effekt)

• Hydrostatische Gleitführung: Ölfilm wird künstlich (durch Hydraulik o. Pneumatisch) beibehalten

Durch das zwischenzeitliche aussetzen des Ölfilms.

Gleichmäßiger Schmierfilm, realisiert durch Hydraulik & Pneumatik. Genau definierter Schmierfilm (kein Stick-Slip-Effekt).

Weil es dadurch zu maßlichen Ungenauigkeiten kommt.

Vorteile von Wälzführungen:

-          leichter, ruckfreier Lauf und geringer Verschleiß

-          gute Reibwerte zwischen μ = 0,001 bis 0,004

-          Käufliches Standardelement

-          kein Stick-Slip

-          Spielfreiheit durch Vorspannung möglich

Nachteile:

-          geringe Dämpfung normal und parallel zur Bewegungsrichtung

-          Fremdkörper kritischer als bei Gleitführungen

-          wegen der hohen Anzahl an Tragelementen ist die Führung in der Regel statisch überbestimmt

Wälzlager mit Kugeln -> größerer Einfederung

Wälzlager mit Rollenkörpern -> geringere Einfederung

Verringerung möglich durch Vorspannung

Antriebe in Werkzeugmaschinen werden benötigt für:

-          Hauptantriebe Fräs-, Drehspindel,…

-          Nebenantriebe Vorschubantriebe x,y,z,A,B,

-          Hilfsantriebe Wst. oder Wz-Transport (Eilgänge), Spannen des Wst., Kühler, etc

-          Motoren

-          Messsysteme

-          Getriebe

-          Übertragungselemente (Riemen, Kugelgewindespindeln, etc.)

Gleichstrommotor, Synchronmotor, Asynchronmotor

• Vergrößerung der Klemmenspannung bei konst. Moment

• Feldschwächung bei konst. Leistung und vermindertem Drehmoment

Vorteile des Gleichstrommotors:

-          Relativ gute Dynamik

-          Hohe Gleichlaufgüte

-          Geringe Geräuschentwicklung

-          Großer Drehzahlstellbereich

-          Einfache Ansteuerung

Nachteile des Gleichstrommotors:

-          Wartungsaufwand der Bürsten

-          Drehzahlbegrenzung durch mechanische Kommutierung

• Schenkelpolläufer -> nur für Drehzahlen bis 1000 min^-1

• Vollpolläufer -> für höhere Drehzahlen

Schenkelpolläufer -> haben auf dem Läufer einzelne Magnetpole, die paarweise auf dem Umfang angeordnet sind.

Aufgrund des Platzbedarfs für die Einzelpole haben die Läufer einen großen Durchmesser. -> langsame Drehzahlen

Mittels Frequenzumrichter

Als Maßverkörperung dient eine spielfreie Kugelrollspindel mit einer spielfrei eingestellten Mutter. Wegmessung -> indirekt über Drehgeber, der meist am Antriebsmotor angebaut ist.

Vorteil: 

-           geringe Kosten

-          unempfindlich

Nachteil:  

-           Temperaturdehnung, 

-           Fertigungsungenauigkeiten der Spindel

-           das Spiel von Spindel zu Mutter,welches für das Umkehrspiel bei Bewegungsumkehr verantwortlich ist

Bei der direkten Wegmessung wird die Messgröße unmittelbar mit der Bezugsgröße (z.B. Maßstab) verglichen.

Vorteil:

-           kein Umkehrspiel

-           sehr hohe Genauigkeit

Nachteil:

-           Preis

-           Abbesches Komperatorprinzip

Durch Winkelfehler der WZM, ergeben sich Positionsfehler des Werkzeuges im

Arbeitsraum. Je größer der Abstand (Abbe-Offset) vom Messsystem, desto größer

wird auch die Positionsabweichung.

a) Absolut

Ein absolutes Bezugssystem verwendet einen festen Referenzpunkt, zu dem alle Positionen oder Bewegungen gemessen werden.

b) Inkremental

Ein inkrementales Bezugssystem misst Positionen oder Bewegungen relativ zu einer vorherigen Position oder einem letzten Messpunkt.

Sie erzeugen Signale, die eine schrittweise Vergrößerung oder Verminderung des Messwertes in der angeschlossenen Elektronik bewirken

Analoge Messwerterfassung erfolgt durch Potentiometer, lineare Messwerterfassung.

Digitale Messwerterfassung mit Strichwertmaßstab, Messwerterfassung mittels Impuls.

• Asynchronmaschine mit Schleifringmotor -> Kranmotoren oder Antriebsmotoren für Druckereipressen.

• Asynchronmotor mit Kurzschlussläufer -> Werkzeugmaschinen, Hebezeuge, Gebläse, Aufzüge