Mechatronisches Feinpositionierspannfutter mit berührungsloser Energie- und Datenübertragung

Die vorliegende Arbeit präsentiert durch die Integration von Mechatronik neuartige Konzeptionen für Spannfutter, welche das Bauteil nach dem Spannen in der Werkzeugmaschine in vier Freiheitsgraden ausrichten können. Stellwege im Bereich von ±80 µm bzw. Stellwinkel von ±0,06 ° sind erreichbar. Die auf der Piezotechnologie basierenden Systeme beinhalten eine mikrocon-trollerbasierte Elektronik sowie eine berührungslose Energie und Datenübertragung. Für ein 4FHGFeinpositioniersystem wird ein prototypischer Aufbau erstellt, was die Konzeption und den Aufbau einer Elektronik, einer Daten und Energieübertragung sowie die Programmierung einer Bedieneroberfläche für einen Prozessrechner einschließt. In umfangreichen Messreihen werden die Systemeigenschaften ermittelt und unterschiedliche Standards wie Bluetooth, ZigBee und WLAN für die Datenübertragung in rotierende Spannfutter erfolgreich getestet. Abschließend wird in Drehversuchen die Funktionalität des 4FHGFeinpositionierspannfutters sowohl mit Aluminium- als auch Stahlwellen verifiziert. Es ergeben sich hohe Oberflächenqualitäten in einem ratterfreien Drehprozess. Durch eine Positionierung während eines Drehprozesses wird bei einem Wellenschaft eine sinusförmige Durchmesserverlagerung erreicht.