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Steuerungskonzept für Werkzeugmaschinen mit überbestimmter Kinematik

  • Reimund Neugebauer und Thomas Schröder
Veröffentlicht/Copyright: 23. März 2017
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Zeitschrift für wirtschaftlichen Fabrikbetrieb
Aus der Zeitschrift Zeitschrift für wirtschaftlichen Fabrikbetrieb Band 103 Heft 5

Kurzfassung

Werkzeugmaschinen mit überbestimmter Kinematik sind eine Sonderform parallelkinematischer Systeme, bei denen eine oder mehrere redundante kinematische Ketten existieren. Während diese Systeme aus kinematischer Sicht Vorteile bieten, wie zum Beispiel die Vermeidung von Singularitäten, führt die Anwendung eines Steuerungskonzepts nach dem Stand der Technik auf Grund der strukturellen Abhängigkeiten zu Problemen. In der Literatur wurde bisher der Ansatz einer Lageregelung der NC gekoppelt mit einer Geschwindigkeitsreglung im Einzelachsregler mit all ihren Nachteilen verfolgt. Im vorliegenden Artikel wird ein Steuerungskonzept vorgestellt, mit dem die NC die Lagesollwerte ausgibt und im Einzelachsregler eine gewöhnliche kaskadierte Lageregelung realisiert wird. Alle Modifikationen werden an der Transformationsschnittstelle der NC implementiert.

Abstract

Machine tools with over-conditioned kinematics are a special type of parallel kinematics systems, which have one or more redundant kinematics chains. While these systems have advantages from its kinematics (e.g. avoid singularities), the application of a usual control concept is problematic because of the structural conditions of the machine. Papers about this topic almost always present an approach (with all its disadvantages) with a NC that realizes the position control loop and a drive control which implements a velocity control loop. In this article a control concept is presented that consists of an NC which generates position command values and a drive control that implements a usual cascaded position control loop. All modifications are sited in the transformation interface of the NC.

Prof. Dr.-Ing. habil. Reimund Neugebauer, geb. 1953 in Thüringen, studierte Maschinenbau an der Technischen Universität Dresden, wo er 1984 promovierte und 1989 habilitierte. Nach leitender Tätigkeit in der Industrie wurde er 1989 als Hochschullehrer an die TU Dresden berufen. Seit 1992 ist Prof. Neugebauer Leiter des Fraunhofer-Institutes für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik IWU mit Standorten in Chemnitz und Dresden. 1993 erhielt er einen Ruf als Ordinarius für Werkzeugmaschinenkonstruktion und Umformtechnik an die TU Chemnitz und seit 2000 ist er geschäftsführender Direktor des Universitätsinstituts für Werkzeugmaschinen und Produktionsprozesse. Prof. Neugebauer ist Mitglied der Arbeitsgemeinschaft Umformtechnik (AGU), Mitglied der Wissenschaftlichen Gesellschaft für Produktionstechnik e.V. (WGP), Aktives Mitglied (Fellow) der Internationalen Akademie für Mechanische Produktionstechnik (CIRP) und Mitglied der Deutschen Akademie der Technikwissenschaften (acatech).

Dr. Ing. Dipl.-Inf. Thomas Schröder, geb. 1977, studierte Informatik an der Technischen Universität Chemnitz mit dem Schwerpunkt Künstliche Intelligenz. Nach Abschluss seines Studiums 2002 nahm er seine Tätigkeit als Mitarbeiter am Fraunhofer-Institut für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik in Chemnitz auf. Dort bearbeitete er das Themenfeld NC-Steuerungstechnik mit den Schwerpunkten Bahnplanung, Funktionserweiterung NC-Steuerungen, redundante und parallelkinematische Transformationen. Er wurde 2007 mit einem Thema zur Steuerung von kinematisch redundanten Werkzeugmaschinen promoviert. Seit 2008 ist er in der Systementwicklung der Bosch Rexroth Electric Drives and Controls GmbH tätig.

References

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Online erschienen: 2017-03-23
Erschienen im Druck: 2008-05-29

© 2008, Carl Hanser Verlag, München

Artikel in diesem Heft

  1. Editorial
  2. Die Rolle der Führungskraft
  3. Inhalt/Contents
  4. Inhalt
  5. Leitartikel
  6. Psychotechnisches Management als Erfolgsfaktor
  7. WGP-Mitteilungen
  8. Aktuelle Informationen und Veranstaltungen
  9. acatech-Mitteilungen
  10. acatech – Deutsche Akademie der Technikwissenschaften
  11. Berliner Kreis-Mitteilungen
  12. Berliner Kreis-Mitteilungen
  13. Personalmanagement
  14. Alternde Belegschaften – Bereits heute für morgen planen
  15. Globalisierungsstrategien
  16. Produktion in Hochlohnländern – Das Unmögliche möglich machen
  17. Gestaltung globaler Produktionsnetzwerke
  18. Anlagenwirtschaft
  19. Ökonomische Relevanz von Strategien der komplexen Anlagenwirtschaft
  20. Kostenminimierung
  21. Objektorientierter Ansatz zur Kostenbeeinflussung in den Frühphasen der Produktentstehung
  22. Reduktion der Komplexität
  23. Vielfaltsinduzierte Komplexität in Ingenieurprozessen
  24. Fertigungsflexibilität
  25. Overall Equipment Flexibility
  26. Produktionssysteme
  27. Kriterien für die Exzellenz der Produktion
  28. Produktionsorganisation
  29. Wandlungsfähige Produktionssysteme – Fit sein für die Produktion von morgen
  30. NC-Technik
  31. Steuerungskonzept für Werkzeugmaschinen mit überbestimmter Kinematik
  32. Neue Technologiefelder
  33. Entwicklung leistungsfähiger Zerspantechnologien
  34. Digitale Fabrikplanung
  35. Ansatz für eine kollaborative Umgebung in der Fabrik- und Prozessplanung
  36. Projektmanagement
  37. Weiche Faktoren im harten Wettbewerb
  38. Software-Lösungen
  39. Globalisierungsstrategien deutscher Software-Anbieter
  40. Vorschau/Preview
  41. Vorschau
https://doi.org/10.3139/104.101286

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  6. Psychotechnisches Management als Erfolgsfaktor
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  8. Aktuelle Informationen und Veranstaltungen
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  10. acatech – Deutsche Akademie der Technikwissenschaften
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  13. Personalmanagement
  14. Alternde Belegschaften – Bereits heute für morgen planen
  15. Globalisierungsstrategien
  16. Produktion in Hochlohnländern – Das Unmögliche möglich machen
  17. Gestaltung globaler Produktionsnetzwerke
  18. Anlagenwirtschaft
  19. Ökonomische Relevanz von Strategien der komplexen Anlagenwirtschaft
  20. Kostenminimierung
  21. Objektorientierter Ansatz zur Kostenbeeinflussung in den Frühphasen der Produktentstehung
  22. Reduktion der Komplexität
  23. Vielfaltsinduzierte Komplexität in Ingenieurprozessen
  24. Fertigungsflexibilität
  25. Overall Equipment Flexibility
  26. Produktionssysteme
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  28. Produktionsorganisation
  29. Wandlungsfähige Produktionssysteme – Fit sein für die Produktion von morgen
  30. NC-Technik
  31. Steuerungskonzept für Werkzeugmaschinen mit überbestimmter Kinematik
  32. Neue Technologiefelder
  33. Entwicklung leistungsfähiger Zerspantechnologien
  34. Digitale Fabrikplanung
  35. Ansatz für eine kollaborative Umgebung in der Fabrik- und Prozessplanung
  36. Projektmanagement
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