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Optimale Parameter identifizieren und Ratterschwingungen ermitteln

Diese zwei Ziele verfolgten die Ingenieure und denen sind sie in der letzten Zeit viel näher gekommen. Die Idee war, dass der Fräser ein schräg angestelltes Werkstück bearbeiten soll. Die Schnitttiefe wächst immer weiter, bis eben die kritische Schnitttiefe erreicht ist. Treten die selbsterregten Schwingungen, also der Regenerativeffekt, auf, wird der Vorgang gestoppt. Ist der Zeitpunkt des Beginns des Bearbeitungsvorgangs und der Zeitpunkt, an dem der Regenerativeffekt auftritt, bekannt, kann die kritische Schnitttiefe berechnet werden. Dank dieser einfachen Lösung sind keine zahlreichen Versuche mehr nötig. Pro eine Parameterkombination ist ab sofort nur ein einziger Versuch nötig. Der Weg zur Stabilitätskarte wird somit wesentlich verkürzt.

Eine optimale Prozesssicherheit beim Fräsen

Des Weiteren ist für die Prozesssicherheit und Stabilität unerlässlich, Ratterschwingungen beim CNC-Fräsen frühzeitig zu erkennen. Diese müssen nämlich trotz dem Grundrauschen sicher und eindeutig identifizierbar sein. Die Verlagerungen des Frästeils infolge von wachsenden Prozesskräften bei der Schnitttiefenerhöhung sollen ebenfalls klar von den Ratterschwingungen unterscheidbar sein. Gelingt es nicht, diese Schwingungen heraus zu filtern und zu bestimmen, drohen hohe Schäden am Fräswerkzeug, der Maschine als Ganzes und auch am Werkstück. Ein solcher Algorithmus konnte nun endlich ermittelt werden. Während mehreren vollständigen Umdrehungen des Fräsers wurden die Verlagerungen des Werkstücks entlang der X- und der Y-Achse aufgezeichnet. Der auf diese Weise ermittelte Weg, oder eine Trajektorie, gibt die Auskunft darüber, ob die Ratterschwingungen vorhanden sind oder der Prozess stabil verläuft. Die Beurteilung kann sogar visuell erfolgen, denn eine scharfe Bahn der Kurve weist auf die hohe Stabilität hin, der chaotische Verlauf dagegen – auf die Stabilitätsprobleme. Eine speziell für diese Zwecke entwickelte Software ermöglicht den sofortigen Stopp bei auftretenden instabilen Verhältnissen. Es erfolgt eine Umrechnung und Korrektur und der Vorgang kann ausgehend von den neuen Parametern fortgesetzt werden.

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