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Strukturmechanische Berechnung und Regelungssimulation von Werkzeugmaschinen mit elektromechanischen Vorschubantrieben
Geleitwort der Herausgeber
10
Vorwort des Verfassers
12
Inhaltsverzeichnis
14
Formelzeichen, Schreibweisen und Abkürzungen
18
Formelzeichen
18
Schreibweisen, mathematische Zeichen etc.
29
Abkürzungen
30
1 Einleitung
32
2 Stand der Wissenschaft und Technik
34
2.1 Werkzeugmaschinen
34
2.2 Berechnung und Simulation von Werkzeugmaschinen
47
2.3 Zusammenfassung und Handlungsbedarf
63
3 Zielsetzung und Vorgehensweise
66
3.1 Ziel der Arbeit
66
3.2 Vorgehensweise
68
4 Grundlagen der Strukturdynamik
70
4.1 Bewegungsgleichungen
70
4.2 Modaltransformation
70
4.3 Dämpfung
72
4.4 Übertragungsfunktionen
73
5 Integrierte FEM-Modellierung der Gestell- und Antriebsstrukturen
76
5.1 Parametrische Modellbausteine
76
5.2 Modellbausteine für Antriebsstränge
88
5.3 Parametrische Achsbaugruppen (Arbeitsraumstudien)
93
5.4 FEM-Formulierung für Kugelgewindetriebe
95
5.5 Behandlung von Starrkörperbewegungen Starrkörperbewegungen Starrkörperbewegungen
108
5.6 Relativ-Übertragungsfunktionen
110
5.7 Zusammenfassung
112
6 Modellbildung des mechatronischen Systems
114
6.1 Überblick
114
6.2 Regelung
115
6.3 Elektrische Antriebe
118
6.4 Gleichungssystem der Regelung und der elektrischen Antriebe
121
6.5 Mechanisches System
124
6.6 Gekoppelte Gleichungssysteme
131
6.7 Übertragungsfunktionen Übertragungsfunktionen Übertragungsfunktionen Übertragungsfunktionen Übertragungsfunktionen Übertragungsfunktionen Übertragungsfunktionen
134
6.8 Zusammenfassung
135
7 Simulation eines Antriebsversuchsstandes
136
7.1 Beschreibung des Versuchsstandes
136
7.2 Strukturmechanische Berechnung
137
7.3 Dominanzanalyse und Ordnungsreduktion
139
7.4 Regelungssimulation und Verifikation
140
8 Simulation eines Bearbeitungszentrums
144
8.1 Beschreibung der Maschine
144
8.2 Simulationsmodell
144
8.3 Strukturmechanische Berechnung und Ordnungsreduktion
146
8.4 Regelungssimulation und Verifikation
152
8.5 Weitere Simulationsbeispiele
156
9 Zusammenfassung und Ausblick
162
Literaturverzeichnis
166
Anhang
178
Modellparameter des Bearbeitungszentrums (zu Kapitel 8)
178
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