Elektronische Vorschubantriebe an NC-Systemen

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.