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Maschinendynamik und Regelung des Systemverhaltens

In diesem Seminar führen Sie am Beispiel einer Werkzeugmaschine strukturmechanische und thermische Berechnungen durch. Hierzu wird zunächst die Modellaufbereitung in ANSYS demonstriert, sowie die Definition von Verbindungselementen und deren Einfluss auf das statische und dynamische Verhalten des Gesamtsystems besprochen. Die aus diesen Simulationen resultierende statische Verlagerung des TCP (Tool Center Point) und des Werkstücks sowie die Amplitudenüberhöhung im Bereich von Eigenfrequenzen liefern eine gute Aussage darüber, wo die Struktur Schwachstellen aufweist und das Design überarbeitet werden muss. In einem weitergehenden Schritt erstellen Sie durch Modellordnungsreduktion ein Verhaltensmodell und überprüfen das Zusammenspiel von Mechanik und Regelalgorithmus im Rahmen einer Systemsimulation. Mit dieser Vorgehensweise ist eine frühzeitige Optimierung von Struktur und Regler möglich und damit eine signifikante Einsparung von Entwicklungskosten.


Am Beispiel eines Fräszentrums werden folgenden Punkte behandelt:


  • Definition von Verbindungselementen
    • Linearführungen
    • Kugelgewindespindeln
  • Steifigkeitsbewertung (Nachgiebigkeit Tool Center Point)
    • Ermittlung der nachgiebigsten Komponente durch Parametervariation
    • Untersuchung von thermisch induzierten Verformungen
  • Bestimmung kritischer Eigenfrequenzen
    • Theorie zur Modalanalyse
    • Bewertung der Relevanz auftretender Eigenfrequenzen
    • Ableitung konstruktiver Maßnahmen
  • Bestimmung des Nachgiebigkeitsfrequenzganges
    • Theorie zur modalbasierten Dynamik
    • Ermittlung eines Nachgiebigkeitsfrequenzganges
  • Systemreduktion mittels CMS (Component Mode Synthesis)
    • Theoretische Grundlagen zur CMS
    • Ermittlung eines Nachgiebigkeitsfrequenzganges mittels CMS
  • Stabilitätskarten
    • Einflüsse auf die Stabilität von Zerspanprozessen
    • Stabilitätskriterium und erweiterte Abbruchkriterien
    • Ermittlung der Zerspankräfte für Fräs- und Drehprozesse
    • Berechnung der Stabilitätskarte in ANSYS
  • Systemsimulation
    • Modellordnungsreduktion mittels APDL (SPMWRITE)
    • Ausblick auf Modellordnungsreduktion mit MOR for ANSYS
    • Implementierung des reduzierten Modells in ANSYS Simplorer
    • Simulation einer Kaskadenregelung mit ANSYS Simplorer

Schlüsselbegriffe:

Werkzeugmaschinen

Allgemeine Informationen
Veranstaltung
Seminar
Voraussetzungen
Grundwissen in ANSYS Mechanical
Empfohlene Software
ANSYS Mechanical
ANSYS Simplorer
Vortragssprache
Deutsch
Sprache Unterlagen
Deutsch
Referent
Mitarbeiter CADFEM
Dauer
3 Tag(e)

Termine und Anmeldung
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Uhrzeit
Tag 1: 09:00 - 17:00 Uhr
Tag 2: 09:00 - 17:00 Uhr
Tag 3: 09:00 - 17:00 Uhr

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