Trajektorienfolgeregelung für aktive magnetische Lager und Führungen ausgewählter spanabhebender Werkzeugmaschinen

In zwei Anwendungsfeldern werden aktive magnetische Aktuatoren in der industriellen Praxis eingesetzt, um spanabhebende Werkzeuge zu lagern bzw. zu f hren. Die beschriebenen Anwendungsf lle zeigen anschaulich die Vorteile der expliziten Verwendung der Modelle zur Beschreibung der Kraftentstehung an magnetischen Aktuatoren in der Regelung. Die Verwendung der Modelle erm glicht die Einhaltung hoher Genauigkeitsanforderungen. Lagerkr fte k nnen relativ schnell und betragsgenau erzeugt werden, auch wenn das zu lagernde Teil sich nicht in Nominallage befindet. Bei magnetisch gelagerten Spindeln f r die spanende Unrundbearbeitung von Werkst cken werden Magnetlager verwendet, um den Rotor mikrometergenau, synchron zur Rotation entlang einer vorgegebenen Bahn zu bewegen. Um dies zu erreichen, werden f r die Krafterzeugung durch die Magnetlager unterschiedlich detaillierte Netzwerkmodelle hergeleitet und verifiziert. Die Herleitung einer flachheitsbasierten Trajektorienfolgeregelung wird gezeigt, und spezielle Algorithmen zur Rekonstruktion und Kompensation mehrerer harmonischer St rbeschleunigungen werden vorgestellt. Die Messergebnisse von bearbeiteten Werkst cken belegen, dass die hohen Anforderungen bzgl. der Positioniergenauigkeit auch bei anspruchsvolleren Sollpositionsverl ufen und trotz auf die Spindel wirkender Bearbeitungskr fte erf llt werden. Das Bands geblatt, das beim Schneiden bspw. aufgrund von Inhomogenit ten im Holz seitlich verl uft, wird mit Hilfe einer aktiven magnetischen F hrung entgegen der gemessenen Verlaufsrichtung gezogen bzw. gezielt ausgelenkt. Ein mit Hilfe von Netzwerkmethoden entworfenes Modell des Stromst rke-Positions-Kraft-Zusammenhangs, das Streufl sse und S ttigungserscheinungen ber cksichtigt, dient als Grundlage f r den Entwurf einer Trajektorienfolgeregelung. Der Einsatz unter realen Praxisbedingungen zeigt, dass die magnetische F hrung des S geblatts die Schnittqualit t des Holzes deutlich erh ht und gleichzeitig h here Vorschubgesch