Analyse dynamischer Störungen in Präzisionsmaschinen auf Basis nichtlinearer Verfahren

Dynamische Störungen in Präzisionsmaschinen bestimmen oft die Grenze der Bearbeitungsqualität. Ziel der hier vorgestellten Arbeit ist es, diese Störungen mit nichtlinearen Analysemethoden zu untersuchen, um ein tieferes Verständnis über die Eigenschaften der Phänomene zu erhalten. Eine Beschreibung der Probleme, die im Präzisionsmaschinenbau auftreten, gibt einen Einblick in die behandelte Thematik. Insbesondere sind dabei störende Schwingungen von Werkzeug und Werkstück, sowie Spindelrundlauffehler von Bedeutung. Um die Ausgangssituation darzulegen, wird der Stand der Technik in bezug auf die lineare Analyse dieser Störungen erläutert. Dabei liegen die Schwerpunkte auf der Analyse im Frequenzbereich und den dabei eingesetzten Filtern. Anschließend werden die Sensorprinzipien und technischen Umsetzungen in der Maschine dargestellt, die zur Meßaufnahme der dynamischen Störungen dienen. Dies sind im besonderen kapazitive Wegsensoren und Kraftsensoren. Durch den Vergleich verschiedener Se nsortypen werden die jeweiligen Grenzen der erreichbaren Meßqualität dokumentiert. Die zur Analyse eingesetzten Algorithmen aus dem Bereich der nichtlinearen Datenanalyse werden vorgestellt und die Anpassung an die hier vorliegenden Problemstellungen erläutert. Anschließend werden die Ergebnisse vorgestellt, die mit diesen adaptierten Methoden der nichtlinearen Datenanalyse aus den Messungen gewonnen wurden. Dabei werden die Resultate mit linearen Modellen verglichen (Surrogat-Analyse)