Aktive, modellbasierte Verschleißbeeinflussung beim Außenrundeinstechschleifen mittels elektromagnetischer Aktoren

verfasst von

Markus Ahrens

betreut von

Tobias Ortmaier

Abstract

Als geometrisch unbestimmtes Bearbeitungsverfahren stellt das Schleifen einen abschließenden und qualitätsbestimmenden Fertigungsschritt dar. Im Prozess auftretende Schwingungen, wie sie beispielsweise durch den Regenerativeffekt verursacht werden, können die Prozesssicherheit und die Werkstückqualität deutlich senken. Dabei treten insbesondere in Rundschleifprozessen mit konventionellen Schleifmitteln (\zB Korund, Siliziumkarbid) selbsterregte, produktivitätsbegrenzende Schwingungen auf. Diese entstehen durch die Wechselwirkung zwischen dem Prozess und der dynamischen Nachgiebigkeit von Schleifmaschine und Werkstück. Schwingungen, hervorgerufen durch Welligkeiten auf dem Werkstück, kommen in Rundschleifprozessen nur in sehr niedrigen Frequenzbereichen vor und können deshalb durch passende Wahl der Prozessstellgrößen vermieden werden. Hingegen können Schwingungen, die zu einer Konturänderung der Schleifscheibe führen, in hohen Frequenzbereichen auftreten. Der vorgenannte Regenerativeffekt entsteht, verglichen mit dem werkstückseitigen Regenerativeffekt, langsam und führt erst nach längerem Fortschritt zu einer Reduktion der Oberflächenqualität des Werkstücks. Die Prognose und Vermeidung dieses werkzeugseitigen Regenerativeffektes stellt die Fertigung dennoch vor große Herausforderungen und kann nur durch häufige Abrichtzyklen oder reduzierte Zeitspanvolumina vermieden werden, was jedoch die Produktivität vermindert. Da das Schleifen am Ende der Wertschöpfungskette angesiedelt ist, kommt dem frühzeitigen Erkennen von regenerativen Prozessschwingungen eine besondere Bedeutung zu, um Ausschuss zu vermeiden und Durchlaufzeiten zu verringern. In dieser Arbeit werden Methoden zur frühzeitigen Erkennung dieser Schwingungen entwickelt und untersucht, welche die Realisierung von teil- oder vollautomatisierten Schleifprozessen ermöglichen. Darüber hinaus soll der Regenerativeffekt mithilfe einer modellbasierten Verschleißregelung und elektromagnetischer Aktoren derart beeinflusst werden, dass eine Bildung von Welligkeiten auf der Schleifscheibe vermieden wird.

Organisationseinheit(en)

Institut für Mechatronische Systeme

Typ

Dissertation

Anzahl der Seiten

131

Publikationsdatum

2023

Publikationsstatus

Veröffentlicht

Elektronische Version(en)

https://doi.org/10.15488/13260 (Zugang: Offen)