Verbesserte Berechnung von statischen und dynamischen Steifigkeiten an Werkzeugmaschinen

Bei der Auslegung von Werkzeugmaschinen ist die statische und dynamische Steifigkeit ein entscheidendes Bewertungskriterium, welches schon während des Konstruktionsprozesses Berücksichtigung finden muss. Die dynamische Steifigkeit wird dabei wesentlich von der Regelung bestimmt, da sich der 'mechatronische Steifigkeitspfad' über die Messsysteme und Antriebe mit Regelung schließt. Die statische Genauigkeit einer Maschinenachse wird dagegen hauptsächlich von der Auflösung der Messsysteme und der mechanischen Steifigkeit beeinflusst. Im Beitrag wird gezeigt, wie FEM (Finite-Elemente-Methode)-Modelle für die Berechnung der statischen Steifigkeit geregelter Vorschubachsen genutzt werden können und wie mechatronische Modelle für die verbesserte Ermittlung der statischen und dynamischen Steifigkeit eingesetzt werden. Ziel ist es, aufzuzeigen, wie der Einsatz beider Varianten zur Ermittlung der statischen Steifigkeit an Werkzeugmaschinen unter Beachtung der speziellen Eigenschaften geregelter Vorschubachsen dienen kann. Dem Anwender soll bewusst werden, dass eine ausschließliche Untersuchung der Mechanik nicht ausreicht.