Antriebskonzept für unstetige Vorschubbewegungen
Alexander Schulte | Institut für Steuerungstechnik der Werkzeugmaschinen und Fertigungseinrichtungen (ISW), Universität Stuttgart
Die Dynamik von Vorschubachsen wird durch die verfügbare Antriebskraft der Antriebe und die Struktursteifigkeit begrenzt. Für Konturen mit unstetigem Geschwindigkeitsverlauf wie beispielsweise abrupten Richtungsänderungen an einer Ecke ist ein Kompromiss zwischen einer konstanten Bahngeschwindigkeit und der Konturtreue notwendig. Hohe Beschleunigungen und Rucke regen darüber hinaus die Maschinenstruktur an, was sich negativ auf Verschleiß und Genauigkeit auswirkt. Übliche Ansätze sind das Verwenden von Beschleunigungs- und ruckbegrenzten Profilen und das definierte Überschleifen von Kanten. Durch Einsatz zusätzlicher Aktoren an den Vorschubachsen sollen diese Begrenzungen überwunden werden. Mit einer am Aktor befestigten Masse können definierte Impulse übertragen werden, um die Geschwindigkeit schlagartig zu ändern. Die dafür vorgesehenen Kontaktflächen stellen sicher, dass der übertragene Impuls und die dadurch erzielte Geschwindigkeitsänderung wiederholbar und somit steuerbar ist. Gleichzeitig wird die Beschleunigung des Maschinengestells entkoppelt, was die Schwingungsanregung deutlich reduziert.