Diese Dissertation behandelt eine Methodik zur anforderungsspezifischen Auslegung von Lagereglern mit dem Ziel moderne Reglerkonzepte für Vorschubachsen in Werkzeugmaschinen zugänglich zu machen. Die vorgestellte Methodik ist weder auf spezielle Werkzeugmaschinen noch auf deren Steuerung beschränkt, sodass beliebige lineare Reglerkonzepte für beliebige NC-gesteuerte Werkzeugmaschinen ausgelegt werden können. In der Dissertation werden dazu zwei Varianten der H_∞-basierten Regelung und eine lineare Modellprädiktive Regelung auf den Anwendungsfall der Vorschubachse übertragen.

Neben den erforderlichen regelungstechnischen Grundlagen für die spätere Reglerauslegung werden aktuelle Konzepte zur Regelung von Vorschubachsen vorgestellt. Bei letzten zeigt sich eine Lücke hinsichtlich dem Einbeziehen von Anforderungen an die Werkzeugmaschine während der Auslegung der Lageregelung von Vorschubantrieben.

In der Methodik zur anforderungsspezifischen Auslegung von Lagereglern werden zuerst Kenngrößen zur Beschreibung von Eigenschaften des Verhaltens von Vorschubachsen definiert. Auf der Basis der Kenngrößen können Anforderungen abgeleitet werden, welche als Grundlage einer Optimierung der Lagereglerparameter genutzt werden können. Darauf folgend werden Reglerkonzepte der H_∞-basierten Regelung und der linearen Modellprädiktiven Regelung, bezogen auf den Lageregelkreis von Werkzeugmaschinen, hergeleitet. Hauptaugenmerk liegt auf einer Definition zu optimierender Reglerparameter, für die eine Möglichkeit der Parameterwahl aufgezeigt wird.

Zur softwareseitigen Integration der betrachteten modernen Lageregler wird eine plattformunabhängige NC-Kernerweiterung eingeführt. Diese beruht auf einer Softwareumgebung zur Simulation von technischen Systemen sowie auf einer Softwareschnittstelle zur Integration von NC-Kernerweiterungen. Mittels einer generischen Schnittstellendefinition werden beide Technologien verbunden, sodass eine modellgetriebene Softwareentwicklung von NC-Kernerweiterungen möglich ist.

Die Validierung aller vorgestellten Methoden wird anhand einer Reglerauslegung für eine Demonstrationsmaschine durchgeführt. Hierbei wird auf der Grundlage von Messungen des Führungsfrequenzverhaltens, einer linearen Werkzeugbahn, einer kreisförmigen Werkzeugbahn und des Störverhaltens die Erfüllung der Anforderungen an die Werkzeugmaschine beurteilt.