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Verfahren zur Erkennung von instabilen Bearbeitungsprozessen

Ref-Nr: TA-14270


Kurzfassung

Die Technologie betrifft ein Verfahren zum Erkennen von Rattern bei einem Zerspanprozess.


Hintergrund

Bekannte Systeme tasten elektrische Größen, z. B. den Ankerstrom der Antriebsspindel, mit hoher Abtastfrequenz ab und führen anschließend eine Fouriertransformation durch. Da die Ratterschwingung in der Nähe der Eigenfrequenz der Werkzeugmaschine liegt, kann dann aus einem Auftreten eines Frequenzanteils in der Nähe der bekannten Eigenfrequenz auf ein Rattern geschlossen werden. Hieran ist nachteilig, dass mit einer hohen Abtastfrequenz abgetastet werden muss, was eine große Prozessorleistung sowie hochfrequente Signale erforderlich macht. Nachteilig ist zudem, dass bestehende Werkzeugmaschinen damit nicht nachgerüstet werden können.


Problemstellung

Beim regenerativen Rattern kommt es zu einer Rückkopplung zwischen einer ungleichförmigen Bearbeitung des Werkstücks und einer Schwingung der Werkzeugmaschine. Dies kann zu Bauteilen minderer Qualität führen und Werkzeugbrüche sowie Maschinenschäden hervorrufen.


Lösung

Das erfindungsgemäße Verfahren zum Erkennen von Rattern bei einem Zerspanprozess ermittelt im ersten Schritt eine Drehzahl der Werkzeugmaschine und erfasst eine elektrische Größe, die mit einer Prozesskraft des Zerspanprozesses korreliert. Anschließend wird die elektrische Größe mit einer Abtastfrequenz digitalisiert, so dass man ein zeitabhängiges digitales Gesamtsignal erhält. Daraufhin wird ein drehzahlkorrelierter Anteil im digitalen Signal stochastisch geschätzt, der vom Gesamtsignal abgezogen wird, so dass man ein Prozesssignal erhält. Abschließend wird aus dem Prozesssignal ein Instabilitätsparameter ermittelt, der eine Signalstärke des Prozesssignals kodiert und ggf. ein Warn-Signal ausgibt, wenn der Instabilitätsparameter einen voreingestellten Stellenwert überschreitet.


Vorteile

  • sicheres Erkennen von Rattern
  • Fahren mit maximalem Vorschub möglich
  • Erhöhung des Zeitspanvolumens

Service

Lizenz zur gewerblichen Nutzung


Entwicklungsstand

Prototyp


Patentsituation

  • DE 10 2010 019 419 B4 erteilt

Stichworte

Abtastfrequenz, instabil, Instabilitätsparameter, Rattern, Zeitspanvolumen, Zerspanprozess

Angebot Anbieter-Website


Kontakt | Geschäftsstelle

TransferAllianz e. V.
Christiane Bach-Kaienburg
(Geschäftsführerin)

c/o TransMIT GmbH
Kerkrader Straße 3
D-35394 Gießen