Beitrag zur Verbesserung der Simulationsgenauigkeit bei der Bestimmung des thermischen Verhaltens von Werkzeugmaschinen

Die in den letzten Jahren gestiegenen Anforderungen an die Arbeitsgenauigkeit von Werkzeugmaschinen werden in zunehmenden Maße durch thermisch bedingte Verlagerungen limitiert. Um konstruktive Maßnahmen bei der Entwicklung ableiten zu können, ist es erforderlich unabhängig von kostenintensiven Prototypen simulativ die Maschineneigenschaften zu bestimmen. Inhalt der Arbeit ist die verbesserte und teilweise automatisierte Beschreibung von Umgebungsrandbedingungen bei der thermischen Simulation von Werkzeugmaschinen auf Basis der Finite-Elemente-Methode. Neben der Ermittlung der relevanten Randbedingungen für die Beschreibung der Wechselwirkung mit der Umgebung wird eine Vorgehensweise zur Identifikation thermischer Übertragungsparameter für Ersatzmodelle von standardisierten Maschinenkomponenten vorgestellt. Diese erfolgt auf Basis von Thermografiedaten und unter Verwendung des Downhill-Simplex-Algorithmus nach Nelder und Mead. Die vorgestellten Methoden werden anhand von thermischen Messdaten verifiziert.