Trajektorienfolgeregelung fur aktive magnetische Lager und Fuhrungen ausgewahlter spanabhebender Werkzeugmaschinen

In zwei Anwendungsfeldern werden aktive magnetische Aktuatoren in der industriellen Praxis eingesetzt, um spanabhebende Werkzeuge zu lagern bzw. zu fhren. Die beschriebenen Anwendungsflle zeigen anschaulich die Vorteile der expliziten Verwendung der Modelle zur Beschreibung der Kraftentstehung an magnetischen Aktuatoren in der Regelung. Die Verwendung der Modelle ermglicht die Einhaltung hoher Genauigkeitsanforderungen. Lagerkrfte knnen relativ schnell und betragsgenau erzeugt werden, auch wenn das zu lagernde Teil sich nicht in Nominallage befindet.
Bei magnetisch gelagerten Spindeln fr die spanende Unrundbearbeitung von Werkstcken werden Magnetlager verwendet, um den Rotor mikrometergenau, synchron zur Rotation entlang einer vorgegebenen Bahn zu bewegen. Um dies zu erreichen, werden fr 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 Strbeschleunigungen werden vorgestellt. Die Messergebnisse von bearbeiteten Werkstcken belegen, dass die hohen Anforderungen bzgl. der Positioniergenauigkeit auch bei anspruchsvolleren Sollpositionsverlufen und trotz auf die Spindel wirkender Bearbeitungskrfte erfllt werden.
Das Bandsgeblatt, das beim Schneiden bspw. aufgrund von Inhomogenitten im Holz seitlich verluft, wird mit Hilfe einer aktiven magnetischen Fhrung entgegen der
gemessenen Verlaufsrichtung gezogen bzw. gezielt ausgelenkt. Ein mit Hilfe von Netzwerkmethoden entworfenes Modell des Stromstrke-Positions-Kraft-Zusammenhangs,
das Streuflsse und Sttigungserscheinungen bercksichtigt, dient als Grundlage fr den Entwurf einer Trajektorienfolgeregelung. Der Einsatz unter realen Praxisbedingungen zeigt, dass die magnetische Fhrung des Sgeblatts die Schnittqualitt des Holzes deutlich erhht und gleichzeitig hhere Vorschubgesch