Höhere Prozessstabilität von Werkzeugmaschinen

Simulationsumgebung optimiert Maschinen gezielt auf geplante Prozesse hin

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Bild: Bezüglich der Zerspanleistung stellt die neue Software-Entwicklung für HELLER einen Quantensprung dar

 

Ein Konsortium aus Werkzeugmaschinenherstellern, Werkzeugherstellern, Forschungseinrichtungen und Softwarehäusern entwickelte im Rahmen des dreijährigen Forschungsvorhabens VispaB (www.VispaB.de) eine Lösung, um die Lücke zwischen der Simulation der Maschinendynamik und der Simulation des Zerspanprozesses zu schließen. Mit der nun vorliegenden durchgängigen Simulationsumgebung können Maschinen gezielt auf geplante Prozesse hin optimiert werden. Im Rahmen des Forschungsprojektes erstellte CADFEM in enger Kooperation mit der Gebr. HELLER Maschinenfabrik und dem Werkzeugmaschinenlabor (WZL) der RWTH Aachen die in ANSYS Software integrierte Lösung SK-Tool. Die von CADFEM erstellten ANSYS Routinen ermöglichen es den Anwendern, Maschinen bereits in der Konstruktionsphase auf geplante Prozesse hin zu optimieren. In derselben Weise lassen sich vorhandene Simulationsmodelle auch zur Prozessoptimierung bestehender Anlagen nutzen, so dass eine Werkzeugmaschine über ihren gesamten Lebenszyklus optimal eingesetzt werden kann.

Mit den Forschungsergebnissen ist es nun möglich, für konkrete Zerspanprozesse die maximale prozessstabile Spantiefe über die Werkzeug- bzw. Spindeldrehzahl direkt zu berechnen, unter Berücksichtigung der gesamten Prozess- und Maschinendynamik. Die Darstellung erfolgt mit einer sogenannten Stabilitätskarte. Gegenüber der in der Praxis schwierigen Interpretation von simulierten Nachgiebigkeitsfrequenzgängen bezüglich Zerspanleistung stellt diese Entwicklung für HELLER einen Quantensprung dar.

Um die Stabilitätskartenberechnung herum hat HELLER eine neue Simulationskette gebildet mit dem Ziel, aus den Simulationsergebnissen direkt die Maschinenkomponenten zu identifizieren, die eventuell für Ratterschwingungen verantwortlich sind. Weil die sich daraus ergebenden konstruktiven Maßnahmen bereits in einer frühen Entwicklungsphase einer Werkzeugmaschine berücksichtigt werden können, stellt dies eine sehr kostengünstige Möglichkeit dar, die technischen Maschineneigenschaften zu optimieren. Ebenso liefern die Simulationsdaten Hinweise für konkrete prozessstabilisierende Maßnahmen.

Kontakt:

www.heller.biz
www.cadfem.de