Dynamiksteigerung von Kugelgewindetrieben durch modellbasierte Lageregelung der nachgiebigen Mechanik

Abstract

Vorschubachsen sind wesentliche bewegungserzeugende Elemente von Maschinen. Für kurze und mittlere Vorschublängen werden hauptsächlich Kugelgewindetriebe eingesetzt, da sie präzise, effizient und spielfrei sind. Die Steigerung der dynamischen Genauigkeit von Kugelgewindetrieben ist ein Ziel der Fertigungsindustrie, um genauere Prozesse, bessere Störunterdrückung und kürzere Durchlaufzeiten zu ermöglichen. Allerdings beeinflussen die nachgiebige Mechanik der Achse und der Maschinenstruktur bei höherer Dynamik das Regelungsverhalten und die Gesamtmaschinenleistung. Die vorliegende Arbeit untersucht den Einsatz alternativer, modellbasierter Lageregler für Kugelgewindetriebe, wobei neben der Dynamiksteigerung auch die industrielle Einsetzbarkeit, Robustheit und einfache Parametrierung im Fokus stehen. Das vorgestellte Verfahren ermöglicht eine Steigerung der dynamischen Genauigkeit bei Kugelgewindetrieben mit geringer Inbetriebnahmekomplexität.