Analyse und Beurteilung von Lagesteuerungen für numerisch gesteuerte Werkzeugmaschinen - Boelke, K. (Springer Berlin Heidelberg, 1977)
Ausgehend von der theoretischen und experimentellen Analyse von Lagesteuerungen an numerisch gesteuerten Dreh-, Fräs-, Zeichenmaschinen und Bearbeitungszentren werden Aussagen gemacht über Struktur und Wirkungsweise der Funktionsgruppen Vorschubantrieb, Lageregelkreis und mechanisches Übertragungssystem. Hierbei wird insbesondere das Zeitverhalten der Funktionsgruppen unter besonderer Berücksichtigung der mit dem Motor elastisch gekoppelten Maschine betrachtet und die Kenndaten der Systeme bei direkter und indirekter Lagemessung ermittelt. Anhand von Bahnabweichungen, die beim Anfahren und Positionieren auf geradlinigen und kreisförmigen Bahnen und beim Umfahren von schiefwinkligen Ecken und Kreisen entstehen, können Lagesteuerungen beurteilt werden.
Hierzu werden in Abhängigkeit von der Totzeit, die aus der elastischen Koppelung der Maschine und der Laufzeit in den Verstärkern resultiert, zum einen die Vorschubantriebe und Lageregelkreise optimiert, zum anderen die Auswirkung der linearen und nichtlinearen Signalverzerrungen durch die Lagesteuerungen auf die Bahnabweichungen untersucht. Lineare Signalverzerrungen werden durch das Zeitverhalten der Komponenten und nichtlineare Signalverzerrungen insbesondere durch die richtungs- und belastungsabhängige Kenndaten, durch Beschleunigungsbegrenzung und durch lIy stereseglieder in den Lagesteuerungen hervorgerufen. - 105 - Anhand experimenteller und theoretischer Untersuchungen können typische Bahnverzerrungen aufgezeigt und grafisch dargestellt werden.
Die aus der Bahnverzerrung resultierenden Bahnabweichungen sind in Abhängigkeit von der Antriebsdynamik, der Geschwindigkeitsverstärkung, der Laufzeit, der Kenndaten der mechanischen Übertragungsglieder und der Nichtlinearitäten berechenbar. Durch die Nichtlinearitäten müssen hierbei zusätzlich die Lage der Bahnen bezüglich der natürlichen Achsen, die Startbedingungen und die Bahngeschwindigkeit variiert werden. Hieraus ergeben sich solche Konstellationen, bei denen maximale Bahnabweichungen auftreten