Thema

Titel: Sollwertgenerierung für einen hochdynamischen Zusatzaktor für Vorschubantriebe
Typ:
  • Studienarbeit
  • Bachelorarbeit
  • Masterarbeit
Betreuer:
Status: offen

Hintergrund

Herkömmliche Vorschubantriebe, beispielsweise für Werkzeugmaschinen, können lediglich stetige Veränderung ihrer Bewegungsgrößen ausführen, welche durch das Beschleunigungsvermögen der Antriebe und das dynamische Verhalten der Mechanik limitiert sind. Entsprechend können bestimmte Bahnverläufe, beispielsweise Ecken, nur mit eingeschränkter Genauigkeit bzw. reduzierter Bahngeschwindigkeit abgefahren werden, da ein hierzu notwendiger Sprung der Vorschubgeschwindigkeit vom Antrieb nicht aufgebracht werden kann.

Problemstellung

Im Rahmen eines Forschungsprojektes am ISW wird untersucht, ob basierend auf dem physikalischen Prinzip der Impulsübertragung mittels einer zusätzlichen, gegenüber dem Tisch angetriebenen Impulsmasse eine sprungförmige Änderung der Tischgeschwindigkeit in der Praxis erreichbar ist. Entsprechende simulative Vorarbeiten werden aktuell experimentell validiert um dabei eine erste Abschätzung der Tauglichkeit des Verfahrens unter Laborbedingungen zu gewinnen. Für einen verallgemeinerten Einsatz in Vorschubantrieben muss jedoch die bisher übliche Strategie zur Sollwertgenerierung deutlich verändert werden.

Aufgabe

Ein am ISW vorhandener Versuchsstand mit einer LDA-Vorschubachse und einem entsprechenden Zusatzaktor wird derzeit aufgebaut und in Betrieb genommen. Hierzu soll ein entsprechender Sollwertgenerator aufgebaut werden, welcher Verfahrprofile für Grundachse sowie Zusatzantrieb erzeugt. Eingabedaten sind dabei die Geometriedaten des Werkstücks, welche eine Bahn mit stetigen wie unstetigen Krümmungsverläufen beinhalten. Diese wird in zweckmäßige Segmente zerlegt und synchrone Sollwertprofile für beide Antriebe daraus erzeugt. Dies beinhaltet einen nicht-Echtzeit-Teil zur Planung der Bewegung sowie einen Echtzeit-Teil zur für die synchronisierte Bereitstellung der Sollwerte an die Antriebsregler.

Im Rahmen dieser Arbeit soll ein entsprechender Sollwertgenerator konzipiert und innerhalb einer echtzeitfähigen Prototyping-Plattform implementiert und getestet werden. Notwendige dynamische Kenngrößen sollen dabei als Parameter frei einstellbar sein. Anhand von zweckmäßig gewählten Muster-Profilen sollen die Algorithmen simulativ wie experimentell validiert werden. Die Anfertigung einer schriftlichen Ausarbeitung und die Präsentation im Studierendenkolloquium schließen die Arbeit ab.

Anforderung

  • Erfahrung mit MATLAB/SIMULINK
  • Idealerweise Erfahrung im Umgang mit Echtzeit-Plattformen (z.B. dSPACE)
  • Grundverständnis der Regelung von Vorschubachsen in Werkzeugmaschinen sowie zum Aufbau numerischer Steuerungen
  • Eine selbständige, systematische und eigenverantwortliche Arbeitsweise
  • Sehr gute Deutsch- bzw. Englischkenntnisse

Die Arbeit kann zeitnah begonnen werden, bei Interesse können nähere Details zur Aufgabenstellung gerne besprochen werden.