1 Einführung.- 1.1 Allgemeine Problembeschreibung.- 1.2 Unterschiedliche Antriebskonzepte.- 1.3 Anforderungen an Servoantriebe von NC-Systemen.- 1.4 Aufgabenstellung und Arbeitsschwerpunkte.- 2 Untersuchungsobjekte — Theoretische Ableitungen und Vorversuche.- 2.1 Elektrische Antriebskonzepte.- 2.1.1 Permanenterregter Gleichstrommotor.- 2.1.1.1 Linearverstärker.- 2.1.1.2 Gleichstromsteller.- 2.1.1.3 Netzgeführte Stromrichter.- 2.1.2 Bürstenlose Antriebe.- 2.1.2.1 Der bürstenlose Gleichstrom motor.- 2.1.2.2 Der Synchronmotor mit rotorwinkelabhängiger Speisung.- 2.1.2.3 Der Asynchronmotor.- 2.1.3 Tachogeneratoren.- 2.2 Mechanische Baugruppen.- 2.2.1 Zahnriemen.- 2.2.2 Kugelgewindespindeln.- 2.2.3 Führungen.- 3 Modellbildung elektrischer Vorschubantriebe.- 3.1 Numerische Verfahren zur Berechnung der Eigen- schaften von Vorschubantrieben.- 3.1.1 Berechnung linearer, zeitinvarianter Systeme im Zeit- und Frequenzbereich.- 3.1.2 Digitale Simulationsverfahren.- 3.1.3 Berechnung des mechanischen Eigenschwingungs- verhaltens.- 3.2 Beschreibung elektrischer Antriebsstrukten mit starrer Mechanik.- 3.3 Mathematische Modelle für mechanische Über- tragungsglieder von Vorschubantrieben.- 3.3.1 Aufstellen eines linearen mechanischen Ersatz- modells.- 3.3.2 Betrachtung nichtlinearer Systeme im Zeitbereich.- 3.4 Beschreibung elektrischer Antriebsstrukuren mit schwingungsfähiger Mechanik.- 4 Experimentelle Untersuchungen.- 4.1 Versuchsstände.- 4.1.1 Motorenprüf stand.- 4.1.2 NC-Drehmaschinentisch als Versuchsstand.- 4.1.3 Zahnriemenversuchsstand.- 4.2 Meßtechnik.- 4.2.1 Erfassung von Zeitverläufen.- 4.2.2 Frequenzgangmessung.- 4.2.3 Lasermeßtechnik zur Weg-, Geschwindigkeits- und Schwingungsmessung.- 4.3 Versuchsergebnisse.- 4.3.1 Elektrische Antriebe.- 4.3.1.1 Konventionelle Gleichstromantriebe.- 4.3.1.2 Bürstenlose Gleichstrommotoren.- 4.3.1.3 Synchronmotor mit rotorwinkelabhängiger Speisung.- 4.3.1.4 Asynchronmotor.- 4.3.2 Ergebnisse am Drehmaschinenversuchstisch.- 4.3.3. Ergebnisse der Zahnriemenuntersuchungen.- 4.3.3.1 Statische Untersuchungen.- 4.3.3.2 Dynamische Untersuchungen.- 5 Analyse der Eigenschaften und Auswirkungen elektrischer Antriebe an einer NC-Maschine.- 5.1 Analytische Ermittlung der Eigenschaften des Vorschubantriebs.- 5.2 Experimentelle Betrachtung der Auswirkungen unterschiedlicher elektrischer Antriebs-konzepte an einer NC-Fräsmaschine.- 6 Zusammenfassung.- 7 Literatur.
Die vorliegende Arbeit entstand wahrend meiner Tatigkeit als akademischer Rat a.Z. am Lehrstuhl fUr Werkzeugmaschinen und Betriebswissenschaften der Technischen Universitat Miinchen. Herrn Professor Dr. -Ing. Karl G. MUller, dem ehemaligen Leiter des Instituts, danke ich fUr die Anregung des Themas und seine UnterstUzung bei der Durch fiihrung der Arbeit. Danken mOchte ich Herrn Professor Dr. -Ing. Joachim Milberg fUr die konti nuierliche und wohlwollende FOrderung meiner Forschungsaktivitaten und fUr seine wertvollen Hinweise, die wesentlich zum Gelingen der Arbeit beigetra gen haben. Ebenso gilt mein Dank Herrn Professor Dr. -Ing. G. Duelen fUr die Ubernahme des Korreferats und das Interesse, das er dieser Arbeit entgegengebracht hat. Bei allen Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern des Lehrstuhls, die mich bei meiner Arbeit in vielfaltiger Weise unterstUtzt haben, bedanke ich mich recht herzlich. Des weiteren gilt mein Dank Herrn Prof. Dr. -Ing. R. D. MUller fUr die Durch sicht der Arbeit und seine wertvollen Anregungen.
1 Einführung.- 1.1 Allgemeine Problembeschreibung.- 1.2 Unterschiedliche Antriebskonzepte.- 1.3 Anforderungen an Servoantriebe von NC-Systemen.- 1.4 Aufgabenstellung und Arbeitsschwerpunkte.- 2 Untersuchungsobjekte - Theoretische Ableitungen und Vorversuche.- 2.1 Elektrische Antriebskonzepte.- 2.2 Mechanische Baugruppen.- 3 Modellbildung elektrischer Vorschubantriebe.- 3.1 Numerische Verfahren zur Berechnung der Eigen- schaften von Vorschubantrieben.- 3.2 Beschreibung elektrischer Antriebsstrukten mit starrer Mechanik.- 3.3 Mathematische Modelle für mechanische Über- tragungsglieder von Vorschubantrieben.- 3.4 Beschreibung elektrischer Antriebsstrukuren mit schwingungsfähiger Mechanik.- 4 Experimentelle Untersuchungen.- 4.1 Versuchsstände.- 4.2 Meßtechnik.- 4.3 Versuchsergebnisse.- 5 Analyse der Eigenschaften und Auswirkungen elektrischer Antriebe an einer NC-Maschine.- 5.1 Analytische Ermittlung der Eigenschaften des Vorschubantriebs.- 5.2 Experimentelle Betrachtung der Auswirkungen unterschiedlicher elektrischer Antriebs-konzepte an einer NC-Fräsmaschine.- 6 Zusammenfassung.- 7 Literatur.
Prof. Walter Simon studierte Wirtschafts- und Sozialwissenschaften in Hamburg, Frankfurt und Tokio und ist heute als Professor für Human Resources Management an der Fachhochschule Wiesbaden tätig. Er ist Geschäftsführer des Beratungsinstitutes IPW Innovationsteam für Politik und Wirtschaft in Bad Nauheim. Seit mehr als 20 Jahren hat sich Prof. Simon durch Zeitschriftenartikel, Bücher sowie Funk- und Fernsehauftritte einen Namen gemacht.
Inhaltsverzeichnis
1 Einführung.- 1.1 Allgemeine Problembeschreibung.- 1.2 Unterschiedliche Antriebskonzepte.- 1.3 Anforderungen an Servoantriebe von NC-Systemen.- 1.4 Aufgabenstellung und Arbeitsschwerpunkte.- 2 Untersuchungsobjekte ¿ Theoretische Ableitungen und Vorversuche.- 2.1 Elektrische Antriebskonzepte.- 2.1.1 Permanenterregter Gleichstrommotor.- 2.1.1.1 Linearverstärker.- 2.1.1.2 Gleichstromsteller.- 2.1.1.3 Netzgeführte Stromrichter.- 2.1.2 Bürstenlose Antriebe.- 2.1.2.1 Der bürstenlose Gleichstrom motor.- 2.1.2.2 Der Synchronmotor mit rotorwinkelabhängiger Speisung.- 2.1.2.3 Der Asynchronmotor.- 2.1.3 Tachogeneratoren.- 2.2 Mechanische Baugruppen.- 2.2.1 Zahnriemen.- 2.2.2 Kugelgewindespindeln.- 2.2.3 Führungen.- 3 Modellbildung elektrischer Vorschubantriebe.- 3.1 Numerische Verfahren zur Berechnung der Eigen- schaften von Vorschubantrieben.- 3.1.1 Berechnung linearer, zeitinvarianter Systeme im Zeit- und Frequenzbereich.- 3.1.2 Digitale Simulationsverfahren.- 3.1.3 Berechnung des mechanischen Eigenschwingungs- verhaltens.- 3.2 Beschreibung elektrischer Antriebsstrukten mit starrer Mechanik.- 3.3 Mathematische Modelle für mechanische Über- tragungsglieder von Vorschubantrieben.- 3.3.1 Aufstellen eines linearen mechanischen Ersatz- modells.- 3.3.2 Betrachtung nichtlinearer Systeme im Zeitbereich.- 3.4 Beschreibung elektrischer Antriebsstrukuren mit schwingungsfähiger Mechanik.- 4 Experimentelle Untersuchungen.- 4.1 Versuchsstände.- 4.1.1 Motorenprüf stand.- 4.1.2 NC-Drehmaschinentisch als Versuchsstand.- 4.1.3 Zahnriemenversuchsstand.- 4.2 Meßtechnik.- 4.2.1 Erfassung von Zeitverläufen.- 4.2.2 Frequenzgangmessung.- 4.2.3 Lasermeßtechnik zur Weg-, Geschwindigkeits- und Schwingungsmessung.- 4.3 Versuchsergebnisse.- 4.3.1 Elektrische Antriebe.- 4.3.1.1 Konventionelle Gleichstromantriebe.- 4.3.1.2 Bürstenlose Gleichstrommotoren.- 4.3.1.3 Synchronmotor mit rotorwinkelabhängiger Speisung.- 4.3.1.4 Asynchronmotor.- 4.3.2 Ergebnisse am Drehmaschinenversuchstisch.- 4.3.3. Ergebnisse der Zahnriemenuntersuchungen.- 4.3.3.1 Statische Untersuchungen.- 4.3.3.2 Dynamische Untersuchungen.- 5 Analyse der Eigenschaften und Auswirkungen elektrischer Antriebe an einer NC-Maschine.- 5.1 Analytische Ermittlung der Eigenschaften des Vorschubantriebs.- 5.2 Experimentelle Betrachtung der Auswirkungen unterschiedlicher elektrischer Antriebs-konzepte an einer NC-Fräsmaschine.- 6 Zusammenfassung.- 7 Literatur.
Klappentext
Die vorliegende Arbeit entstand wahrend meiner Tatigkeit als akademischer Rat a.Z. am Lehrstuhl fUr Werkzeugmaschinen und Betriebswissenschaften der Technischen Universitat Miinchen. Herrn Professor Dr. -Ing. Karl G. MUller, dem ehemaligen Leiter des Instituts, danke ich fUr die Anregung des Themas und seine UnterstUzung bei der Durch fiihrung der Arbeit. Danken mOchte ich Herrn Professor Dr. -Ing. Joachim Milberg fUr die konti nuierliche und wohlwollende FOrderung meiner Forschungsaktivitaten und fUr seine wertvollen Hinweise, die wesentlich zum Gelingen der Arbeit beigetra gen haben. Ebenso gilt mein Dank Herrn Professor Dr. -Ing. G. Duelen fUr die Ubernahme des Korreferats und das Interesse, das er dieser Arbeit entgegengebracht hat. Bei allen Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern des Lehrstuhls, die mich bei meiner Arbeit in vielfaltiger Weise unterstUtzt haben, bedanke ich mich recht herzlich. Des weiteren gilt mein Dank Herrn Prof. Dr. -Ing. R. D. MUller fUr die Durch sicht der Arbeit und seine wertvollen Anregungen.
