Stuttgarter unikurier
Nr. 89 April 2002 |
Kinematik sorgt für mehr Dynamik:
Neues Werkzeug für die Holzbearbeitung |
Eine hochdynamische Holzbearbeitungsmaschine wurde am Institut für Werkzeugmaschinen
entwickelt und als Prototyp fertiggestellt. Seitdem die ersten parallelkinematischen Werkzeugmaschinen 1994 auf einer Fachmesse in Chicago vorgestellt wurden,
beschäftigen sich zahlreiche Forschungsinstitute und Industrieunternehmen des Werkzeugmaschinenbaus mit der Entwicklung neuer Maschinenkonzepte.
|
|
|
|
Gegenüber dem kartesischen Standardaufbau führen geringere bewegte Massen und parallel angeordnete Antriebe bei Parallelkinematiken zu hohen Geschwindigkeiten und hohen Beschleunigungen. Das Institut für Werkzeugmaschinen (IfW) hat in enger Zusammenarbeit mit namhaften Industrieunternehmen einen l-förmigen Kinematikaufbau entwickelt und optimiert, sowie den Aufbau in eine seriennahe Werkzeugmaschine überführt. Die Anordnung der bewegten Komponenten entspricht von oben betrachtet einem griechischen Lambda. Der in der Abbildung dargestellte geknickte Hauptarm mit seiner Arbeitsspindel unter der gelben Abzugshaube stellt den langen Schenkel des Lambda Symbols dar. Die rohrförmige Verbindungsstrebe entspricht dem kurzen Schenkel. Die in dem Vordergrund der Abbildung dargestellten Lineardirektantriebe und die zwei parallel auf der Führungsbahn bewegten Fachwerkschlitten bilden die Grundlage für die hohe Dynamik. Die dargestellte Skizze zeigt die Schwenkbewegung mit den zwei möglichen Endpositionen des Hauptarms. Mit dem Aufbau der Parallelkinematik konnte gegenüber einer vergleichbaren kartesischen Werkzeugmaschine die Geschwindigkeit und Beschleunigung der relevanten Hauptachsen um fast 100 Prozent gesteigert werden. Die sechs Meter lange und zwei Meter breite Maschine ist mit einer Hochleistungs-Bearbeitungsspindel mit
einer maximalen Drehzahl von 30.000 1/min ausgerüstet. Die Werkzeugmaschine wird zur Zeit für Versuche zur Optimierung der Hochleistungszerspanung von Holz eingesetzt.
KONTAKT
Prof. Dr.-Ing. Dr. h.c. mult. Uwe Heisel,
Dipl.-Ing. Walther Maier
Tel. 0711/121 3860, -2791
heisel@po.uni-stuttgart.de,
walther.maier@po.uni-stuttgart.de
|