Untersuchung des dynamischen Verhaltens von Werkzeugmaschinen unter Zerspanungsbedingungen mit Hilfe der Betriebsmodalanalyse Berichte aus dem IWU Bd123 - Jan Berthold Gebunden

Die Betriebsmodalanalyse (OMA engl. für Operational Modal Analysis) erlaubt die Ermittlung modaler Parameter (Eigenfrequenzen modale Dämpfungen Eigenschwingformen) unter ambienten Anregungsbedingungen. Genutzt wird dieses Verfahren vorwiegend an sehr großen Strukturen wie Gebäuden Windkraftanlagen Schiffen und Flugzeugen an denen eine artefaktische Anregung nur schwer möglich ist. Im Werkzeugmaschinenbau wird vor allem die Experimentelle Modalanalyse (EMA) zur Charakterisierung des dynamischen Verhaltens genutzt. Die Anregung erfolgt zumeist mittels Impulshammer oder Shaker während des S tillstands der Maschine. Alle dynamischen Effekte die ausschließlich unter Betriebsbelastungen (Vorspannungen Reibungseffekte gyroskopische Momente Prozessdämpfung) auftreten können somit nicht beachtet werden. Die vorliegende Arbeit adressiert aus diesem Grund die OMA an Werkzeugmaschinen um Betriebseffekte während der Zerspanung abzubilden und somit modale Parameter zu ermitteln die den Arbeitspunkt relevant und plausibel repräsentieren. Dazu werden die Annahmen und Randbedingungen die der Methodik zugrunde liegen hinsichtlich der Spezifika von Werkzeugmaschinen unter Prozessbedingungen untersucht. Schwerpunkte sind die Beschreibung der Veränderungen des dynamischen Verhaltens im Arbeitsraum zur Auslegung einer zeitinvarianten Werkzeugbahn die Generierung einer analysegerechten Anregung durch einen Zerspanprozess und die Untersuchung verschiedener Identifikationsmethoden zur Ermittlung der modalen Parameter.