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PreciGrind - Präzisionsschleifmaschine mit Magnetlagerspindel zur integrierten Prozessanalyse

Abschlussbericht zum InnoNet-Projekt IN-4055. Berichtszeitraum: 1. März 2004 - 30. September 2007. Förderkennzeichen BMBF 16IN0256.
 
: Schäfer, C.; Zunke, R.; Brecher, C.

:
Volltext (PDF; )

Aachen: Fraunhofer IPT, 2008, 71 S.
Deutsch
Bericht, Elektronische Publikation
Fraunhofer IPT ()
Präzisionswerkzeug; Schleifmaschine; Magnetlager; Schleifspindel; Prozessanalyse; optisches Bauelement; Fertigungsgenauigkeit; optische Oberflächeneigenschaft; Digitalsteuerung; Digitalregelung; Mechatronik; ntelligente Regelung; Lageregelung; Maschinensteuerung; Kraftregelung; Führungsgröße; Vorschubgeschwindigkeit; Bahnkurve; Standzeit; Feinschleifen; Prozesstechnik; Bearbeitungsgenauigkeit; Kinematik; Verschleißfestigkeit; Qualitätserhöhung; optische Linse

Abstract
Übergeordnetes Ziel dieses Verbundvorhabens war die Entwicklung und der Aufbau einer Maschine zur Schleifbearbeitung von Optikkomponenten mit höchsten Genauigkeits- und Oberflächenanforderungen. Einsatzgebiete der Maschine werden die direkte formgebende Bearbeitung von Gläsern, Keramiken, Stählen oder Hartmetallen sein. Als Werkzeugantrieb wird eine digital geregelte Magnetlagerspindel eingesetzt, um die spezifischen Vorteile eines solchen mechatronischen Systems für den Schleifprozess nutzen zu können. Die aus der Regelung der magnetischen Spindellager extrahierten Signale der Prozesskraftkomponenten werden genutzt, um eine Prozesskontrolle und Überwachung sowie eine intelligente Maschinensteuerung umzusetzen. Die Daten der anliegenden Prozesskräfte werden rückführend genutzt, um der Lageregelung der Schleifmaschinensteuerung eine hochgenaue Kraftregelung zu superponieren. Während der Bearbeitung lassen sich somit u.a. Werte oder Grenzen maximal zulässige Bearbeitungskräfte als Führungsgrößen vorgeben, die Bahngeschwindigkeiten (Vorschub) werden im Verlauf der Trajektorie automatisch adaptiert. Durch die Vorgabe von Grenzwerten ermöglichen somit neben dem optimierten Einsatz auch eine Standzeitüberwachung des Schleifwerkzeugs. Mit diesem Systemkonzept lässt sich die beim Feinschleifprozess optischer Komponenten problematische Randzonenschädigung des Werkstücks maschinenseitig reduzieren. Als Ergebnis der Entwicklungsarbeiten konnten mit dem vorgestellten Maschinenprototyp optimierte prozesstechnologische Bearbeitungsstrategien zur schleifenden Bearbeitung hochgenauer Optikkomponenten umgesetzt werden. Durch den Einsatz der magnetisch gelagerten Bearbeitungsspindel in Kombination mit der hochgenauen Kinematik des entwickelten Bearbeitungszentrums wurde der Verschleiß der Schleifwerkzeuge gesenkt und die Qualität der Bearbeitungsprodukte (Formgenauigkeit, Randzonenschädigung) im Vergleich zu konventionellen Maschinenanlagen deutlich gesteigert.

: http://publica.fraunhofer.de/dokumente/N-101669.html