Fraunhofer-Gesellschaft

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Modellierung und Optimierung von Werkzeugmaschinen mit parallelkinematischen Strukturen

 
: Hensel, S.

Zwickau: Verlag Wissenschaftliche Scripten, 2008, 145 S.
Zugl.: Chemnitz, TU, Diss., 2008
Berichte aus dem IWU, 45
ISBN: 978-3-937524-66-5
Deutsch
Dissertation
Fraunhofer IWU ()
Parallelkinematik; Optimierung; Übertragungsgüte; Werkzeugmaschine; Finite Elemente Methode

Abstract
Parallelkinematiken bestehen aus geschlossenen kinematischen Ketten; im Allgemeinen trägt kein Antrieb den Anderen. Auf Grund dieser Eigenschaft können die bewegten Massen gering gehalten werden, was zu einer hohen Dynamik führt. Ihre stabwerkartige Konstruktion lässt außerdem eine hohe Steifigkeit zu. Diese Eigenschaften lassen sich jedoch nur bei optimaler Konstruktion erreichen. Zur Bewertung und Optimierung der kinematischen Aspekte von Parallelkinematiken wird die Übertragungsgüte (Transmission Quality) herangezogen, die auf der Auswertung der Jacobimatrix sowie deren Inversen beruht. Es wird ein schneller und numerisch stabiler Weg dazu vorgestellt. Die Optimierung geschieht mit Hilfe des Broyden-Fletcher-Goldfarb- Shanno-Verfahrens. Es kommt ohne die Berechnung der zweiten Ableitungen aus, ist aber in den sonstigen Eigenschaften dem Newtonverfahren ähnlich. Zum Finden einer guten Grundlage für eine Auskonstruktion einer Parallelkinematik, hat sich die Finite-Elemente-Methode bewährt. Dazu muss ein kinematisch funktionierendes und parametrisiertes FEM-Modell der Struktur erstellt und optimiert werden. Durch verschiedene Zielfunktionstypen kann das Optimieren bezüglich einer optimial-steifen oder optimal-dynamischen Parallelkinematik durchgeführt werden.

: http://publica.fraunhofer.de/dokumente/N-76276.html