Adaptronik für Werkzeugmaschinen am iwb
Der Einsatz aktiver Komponenten zur Reduktion unerwünschter Schwingungen an spanenden Werkzeugmaschinen bietet enormes Potential zur Steigerung der Bearbeitungsgeschwindigkeit und -präzision. Hierfür werden geeignete Sensoren und Aktoren, welche durch ein Regelungssystem verbunden sind, an der Maschinenstruktur angebracht bzw. in diese integriert. Für derartige Systeme wurde in den letzten Jahren der Begriff „Adaptronik“ geprägt. Trotz der hervorragenden Perspektiven, welche die adaptronische Optimierung von Werkzeugmaschinen bietet, findet eine industrielle Anwendung noch kaum statt. Ein wesentlicher Grund hierfür ist das Fehlen einer durchgängigen Auslegungssystematik. So müssen die optimale Position der Aktoren und Sensoren sowie die Parameter des Dämpfungsreglers bislang nach der Trial-and-Error-Methode ermittelt werden. Auch das Fehlen eines Werkzeugs zur Vorhersage der mit einem aktiven Dämpfungssystem erreichbaren Qualitäts- und Geschwindigkeitssteigerung wirkt als Markteintrittsbarriere. Die Erarbeitung einer sytematischen, rechnergestützten Vorgehensweise zur Auslegung adaptronischer Dämpfungssysteme ist daher das Ziel eines Forschungsvorhabens und wird im Rahmen des Schwerpunktprogramms 1156: „Adaptronik für Werkzeugmaschinen“ durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) gefördert.
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Forschungsverbund ForWerkzeug
Im Oktober 2004 wurde unter Leitung von Professor M. F. Zäh mit dem Forschungsverbund ForWerkzeug ein Netzwerk aus Forschungseinrichtungen der Universität Erlangen-Nürnberg und der Technischen Universität München sowie dem Bayerischen Laserzentrum gemeinsam mit Unternehmen aus der bayerischen Wirtschaft zur Entwicklung neuer Technologie- und Maschinenkonzepte für den Werkzeug- und Formenbau gegründet. Innerhalb des Förderzeitraums von drei Jahren bestand die Zielsetzung darin, Technologien und Methoden zu erarbeiten, mit deren Hilfe qualitativ hochwertige Werkzeug- und Formeinsätze flexibel und wirtschaftlich hergestellt werden können. Inhaltlich gliederten sich die Arbeitsgebiete dabei in die Bereiche „Herstellung von Werkzeugen“, „Konstruktion und Auslegung von Werkzeugen“ und „Integrierte Optimierung von Prozess und Bauteil“.
Im Projektbereich A „Auslegung und Konstruktion von Werkzeugen und Formeinsätzen“ wurden innerhalb von drei Teilprojekten die funktionalen und geometrischen Eigenschaften flexibler Werkzeuge entwickelt, die wiederum in anderen Bereichen die Basis für die Werkzeugherstellung bzw. deren Optimierung sind.
Im Projektbereich B „Herstellung von Werkzeugen und Formeinsätzen“ war mit vier Teilprojekten beabsichtigt, neue Verfahren zu entwickeln, mit denen solche flexiblen Werkzeugsysteme hergestellt werden können.
Den drei Teilprojekten im Projektbereich C „Integrierte Qualitätssicherung und Optimierung von Prozess und Bauteil“ wurde eine Schlüsselrolle zugeordnet, da hier die Verknüpfung zwischen dem späteren Prozess und den mit den Werkzeugen herzustellenden Bauteilen erfolgt und zudem die Qualitätssicherung als Querschnittsaufgabe enthalten ist.
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