SmartClamp ‒ Adaptives Werkstückspann- und -einstellsystem

Im Rahmen des Projekts wurde ein neuartiges hybrides System für die Positionierung und Positionsausrichtung sowie die reproduzierbare Bauteilspannung von Präzisionsbauteilen (Mikro und Makro) und schwer zu spannenden Bauteilen (z. B. dünnwandige Bauteile) entwickelt. Das Spannsystem ist flexibel für unterschiedliche Fertigungsverfahren (z. B. Mikro-Präzisionsspanen, Laserstrukturierung, EDM, ECM) einsetzbar und zeichnet sich vor allem durch eine hohe Genauigkeit im Makrobereich und eine hohe Funktionsdichte in der Mikrobearbeitung aus. Für präzise radiale Winkelstell-Aktoren mit hoher Steifigkeit wurden die Positionsabtastung, Korrekturprinzipien und die TCP-Koordinatentransformation der eingespannten Werkstücke, Mikrobauteile oder Maschinenkomponenten untersucht. Mit diesen Korrekturmethoden wird vor allem eine Verbesserung der lokalen Positionszuordnung und Korrektur des Werkstücks auf konventionellen 3-Achs-Werkzeugmaschinen angestrebt. Der Korrekturbereich beträgt ±500 μm oder ±3 ° bei einer Auflösung von 0,3 μm oder 5arcsec. 

Vorteil dieses Lösungsansatzes ist, dass industrielle Nullpunktspannsysteme um innovative Zusatzfunktionen für die Werkstückausrichtung mit Spannelementen für Positions- und Kraftkontrolle ausgestattet werden. 

Bestehende intelligente Werkstoffe wurden genutzt, um in Verbindung mit angepassten Form- und Spannelementen die Spannkraft geregelt einzuleiten. Optische und/oder taktile Messsysteme wurden zur Überwachung der Werkstücklage und -verformung während des Spannens eingesetzt. Diese Informationen werden für eine anpassbare Kraftsteuerung genutzt  (z. B. Druck, Kraftrichtung, Kontaktpunkte). Die verwendeten optischen und taktilen Messsysteme können ebenso genutzt werden, um die Ausrichtung und Lage des Werkstücks während der Bearbeitung zu kontrollieren.