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Schwerpunktprogramm 1099

Das Forschungsprogramm wird von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) gefördert und vom Institut für Werkzeugmaschinen (IfW) der Universität Stuttgart koordiniert.

Fertigungsmaschinen mit Parallelkinematiken


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Zielsetzung


In den letzten Jahren hat sich die Werkzeugmaschinenbranche durch den Kosten- und Qualitätsdruck ihrer Kunden verstärkt mit der Suche nach neuen Maschinenkonzepten beschäftigt. Maschinen mit Parallel- und Hybridkinematik kam dabei eine besondere Bedeutung zu. Gegenüber konventioneller Maschinen können Parallelkinematiken Vorteile in der Steifigkeit und Dynamik besitzen. Weiterhin erfolgt keine Superposition der in den Achsen entstehenden Fehler. Durch eine Verwendung von Gleichteilen reduzieren sich die Fertigungskosten. Die bisher erarbeiteten Ergebnisse basieren größtenteils auf Untersuchungen einzelner Maschinen. Bei allgemeinen Grundlagen und Untersuchungen besteht jedoch ein erhebliches Defizit. Für eine erfolgreiche Entwicklung von Parallelkinematiken ist es jedoch notwendig, aufgrund einer Vielzahl von möglichen Varianten und einer großen Anzahl von unterschiedlichen sich gegenseitig beeinflussenden Faktoren, eine Reihe von wissenschaftlichen Fragen zu beantworten. Ziel des Schwerpunktprogramms ist es deshalb, das Gesamtverhalten von Parallel- und Hybridkinematiken in Theorie und Praxis mit den Methoden des Werkzeugmaschinebaus zu untersuchen und mit dem Stand der konventionellen Technik zu vergleichen. Für die Umsetzung der Ziele im Schwerpunktprogramm arbeiten deshalb Strukturmechaniker, Mathematiker, Informatiker, Regelungstechniker und Fertigungstechniker zusammen.

Laufzeit: 2000 - 2006

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Forschungsprojekte


Alle Forschungsprojekte im Schwerpunktprogramm 1099

Regelungskonzepte für eine Umformmaschine auf Basis einer Parallelstruktur und simulative Ermittlung von prozeßgerechten Maschinenparametern

Analyse, Simulation und Korrektur fertigungsrelevanter Eigenschaften an Parallelkinematiken einfacher Bauart

Modellgestützte Steuerung und Kraftregelung von Parallelkinematiken

Entwicklung eines Modellierungstools für die dynamisch optimierte Auslegung von Fertigungsmaschinen mit Parallelkinematiken

Grundlagenuntersuchungen zum thermischen Einfluß auf das dynamische Verhalten von parallelen Kinematiken und zu Möglichkeiten der Optimierung

Optimale Dimensionierung von Parallelkinematiken für Fertigungsmaschinen

Entwicklung eines Syntheseverfahrens für fehler- und strukturoptimierte Parallelkinematikmaschinen

Einsatzmöglichkeiten von Hybridkinematiken zur Hochgeschwindigkeitsbearbeitung von Integralbauteilen der Luft- und Raumfahrtindustrie

Einbeziehung des Bearbeitungsprozesses in die Modellbildung zum Betriebsverhalten von Fertigungsmaschinen mit Parallelkinematiken

Analyse und Optimierung des Genauigkeitsverhaltens hydraulisch angetriebener Streben für Parallelstrukturen unter den Besonderheiten von Fertigungsmaschinen

Systematisierung, Optimierung und Bewertung von Getriebestrukturen mit geschlossenen kinematischen Ketten für parallelkinematische Fertigungsmaschinen

Entwicklung von Werkzeugmaschinen mit Parallelkinematik unter Verwendung von Seilantrieben

Parallelkinematiken mit integrierten kraftflussfreien Messketten und optimalen Reglerstrukturen

Prädikative Schwingungskompensation bei Maschinen mit paralleler Kinematik

Rechnergestützte Werkzeuge zur automatisierten Optimierung paralleler Kinematiken für Produktionsmaschinen

Modellbildung und Simulation zur prozesskettenorientierten Optimierung der fünfachsigen Fräsbearbeitung auf Hexapodfräsmaschinen

Entwicklung einer geschlossenen Auslegungsmethodik zur Modellierung und Optimierung des statischen, dynamischen und thermischen Verhaltens von Parallelkinematiken

Kalibrierung von Parallelkinematiken

Untersuchung der dynamischen Maschineneinflüsse bei Werkzeugmaschinen mit Parallelkinematiken auf die Prozesssicherheit bei der HSC Bearbeitung

Auslegung der Bauteilstruktur von Parallelkinematiken unter Berücksichtigung des mechanischen Gesamtsystemverhaltens

Maschinenkomponenten zur Steigerung der Fertigungsgenauigkeit von Hexapod-Werkzeugmaschinen

Untersuchung eines parallelkinematischen Konzepts für die stationäre Hochleistungsbearbeitung an Holzbearbeitungsmaschinen

Einsatz eines kombinierten Simulationswerkzeugs zur prozesskettenorientierten Optimierung des fünfachsigen Fräsens auf einer Werkzeugmaschine in Hexapodbauweise

Potenziale zur Genauigkeitssteigerung aus der direkten Wegmessung bei Parallelkinematiken

Effiziente Kalibrierung von Parallelkinematiken einfacher Bauart mit dem Double-Ball-Bar

Integrierte Modellbildung und Simulation von Steuerung und Mechanik unter Berücksichtigung des Bearbeitungsprozesses für Parallelkinematiken mit Seilantrieben

Parallelkinematiken hoher Positioniergenauigkeit durch Absolutmessung- Systemanalyse, Reglerentwurf, Realisierung

Kalibrierverfahren für Hybride Parallelkinematiken

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Projektpartner


Prof. Dr.-Ing. Eckart Doege, Hannover
Prof. Dr.-Ing. Jürgen Hesselbach, Braunschweig
Prof. Dr.-Ing. Knut Großmann, Dresden
Prof. Dr.-Ing. Dr. h. c. mult. Uwe Heisel (Koordinator), Stuttgart
Dr.-Ing. Hanfried Kerle, Braunschweig
Prof. Dr.-Ing. habil. Manfred Hiller, Duisburg
Prof. Dr.-Ing. Günter Pritschow, Stuttgart
Prof. Dr.-Ing. Bernd Kuhfuß, Bremen
Prof. Dipl.-Ing. Reimund Neugebauer, Chemnitz
Prof. Dr.-Ing. Hans-Kurt Tönshoff, Hannover
Prof. Dr.-Ing. Berend Denkena, Hannover
Prof. Dr. Volker Mehrmann, Berlin
Prof. Dr.-Ing. Bodo Heimann, Hannover
Prof. Dr.-Ing. Eckart Uhlmann, Berlin
Prof. Dr.-Ing. Wolfgang Adam, Berlin
Prof. Dr.-Ing. Manfred Weck, Aachen
Prof. Dr.-Ing. Klaus Weinert, Dortmund
Prof. Dr.-Ing. Hartmut Weule, Karlsruhe
Prof. Dr.-Ing. Dr. h.c. Albert Albers, Karlsruhe
Prof. Dr.-Ing. Heinz Wörn, Karlsuhe
Prof. Dr.-Ing. Werner Schiehlen, Stuttgart
Prof. Dr.-Ing. Christian Brechner, Aachen
Prof. Dr.-Ing. Jürgen Fleischer, Karlsruhe
Prof. Dr.-Ing. Peter Eberhard, Stuttgart
Prof. Dr.-Ing. Gert Goch, Bremen

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Termine und Veranstaltungen


Bisher stattgefundene Treffen:

  • Arbeitskreis 1: 22.02.2001 in Aachen
  • Kolloquium (Arbeitskreis 1 und 2): 18.09.2003 in Stuttgart
  • Arbeitskreis 2: 2 Treffen
  • Kolloquium (Arbeitskreis 1 und 2): 03.11.2005 in Stuttgart
  • Berichtskolloquium: 27.04.2006 in Chemnitz

Aktuelle Treffen:

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Veröffentlichungen


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