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Fertigungsmaschinen mit Parallelkinematiken / SPP 1099

Production Machines with Parallel Kinematics

17.09.2003

Programmbeschreibung / Programme Summary

In den letzten Jahren hat sich die Werkzeugmaschinenbranche durch den Kosten- und Qualitätsdruck ihrer Kunden verstärkt mit der Suche nach neuen Maschinenkonzepten beschäftigt. Maschinen mit Parallel- und Hybridkinematik kam dabei eine besondere Bedeutung zu. Gegenüber konventioneller Maschinen können Parallelkinematiken Vorteile in der Steifigkeit und Dynamik besitzen. Weiterhin erfolgt keine Superposition der in den Achsen entstehenden Fehler. Durch eine Verwendung von Gleichteilen reduzieren sich die Fertigungskosten. Die bisher erarbeiteten Ergebnisse basieren größtenteils auf Untersuchungen einzelner Maschinen. Bei allgemeinen Grundlagen und Untersuchungen besteht jedoch ein erhebliches Defizit. Für eine erfolgreiche Entwicklung von Parallelkinematiken ist es jedoch notwendig, aufgrund einer Vielzahl von möglichen Varianten und einer großen Anzahl von unterschiedlichen sich gegenseitig beeinflussenden Faktoren, eine Reihe von wissenschaftlichen Fragen zu beantworten. Ziel des Schwerpunktprogramms ist es deshalb, das Gesamtverhalten von Parallel- und Hybridkinematiken in Theorie und Praxis mit den Methoden des Werkzeugmaschinebaus zu untersuchen und mit dem Stand der konventionellen Technik zu vergleichen. Für die Umsetzung der Ziele im Schwerpunktprogramm arbeiten deshalb Strukturmechaniker, Mathematiker, Informatiker, Regelungstechniker und Fertigungstechniker zusammen.

During the past years, the machine tool industry has been forced by cost pressure and quality needs of their customers to search for new, alternative machine concepts. Machines featuring parallel- and hybrid kinematics played a special role in this particular field of research. Compared to conventional machines, parallel kinematics can have advantages in stiffness and dynamics. Also, there occurs no superposition of the typical axial errors that machines of the serial kinematic type have to deal with. Furthermore, the production cost can be decreased by using identical parts. Up to now, most of the known results are based only on studies of single machines or prototypes. So there are considerable deficiencies of general, fundamental knowledge. For successful design and engineering of machines with parallel kinematics, it is necessary to answer a whole set of scientific questions, which occur due to the large number of possible variants and a lot of different, interdependent factors. The goal of the priority programme "Production Machines with Parallel Kinematics" is to analyse the overall behaviour of machines with kinematics based on parallel- and hybrid mechanisms from both theoretical and practical point of view. Thus, the results will be compared to the state of the conventional, serial kinematic type technique. In order accomplish these goals, engineers of the structural mechanics field, mathematicians, computer scientists, control engineers and production engineers work together.

Sprecher / Spokesperson:

Professor Dr.-Ing. Uwe Heisel
Institut für Werkzeugmaschinen der Universität Stuttgart
Holzgartenstraße 17 · 70174 Stuttgart
Tel.: (0711) 121-3866 · Fax.: (0711) 121-3858
E-Mail: heisel@po.uni-stuttgart.de