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Smart Structures zur Verbesserung der Systemdynamik bei Bearbeitungs- und Handhabungsmaschinen

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Titel

Smart Structures zur Verbesserung der Systemdynamik bei Bearbeitungs- und Handhabungsmaschinen

Autoren

Wimmel, R.

Veranstaltung

Congress Intelligente Leichtbausysteme (ILS). Hannover, 2002.

Abstract

Nach wie vor ist das Ziel für den Maschinenbau die Steigerung der Genauigkeit und des Durchsatzes der Maschinen. Dies gilt besonders für Handhabungs- und Bearbeitungsmaschinen aller Art. In der Genauigkeit und Reproduzierbarkeit der auszuführenden Prozesse ist eine extrem hohe Güte erreicht worden. Teilweise werden die Prozesse mit mechatronischen Mitteln überwacht oder sogar geregelt. Aus dem Ziel, einen höheren Durchsatz zu erreichen, resultiert allerdings der Zwang, die Dynamik der Maschinen zu steigern bei gleichzeitiger Vergrößerung der Arbeitsbreiten. Da dies nur durch den Einsatz von Leichtbau möglich ist, fehlt den mechanischen Strukturen zusätzliche Dämpfung. Damit folgt aus der höheren Maschinengeschwindigkeit häufig leider nur eine Verringerung der Genauigkeit durch auftretende Schwingungen.

Der Beherrschung der Dynamik kommt deshalb eine wesentliche Rolle zu. Konstruktive, d. h. passive Maßnahmen, sind aber zumeist ausgeschöpft. Aktive Maßnahmen bieten vielfältige Möglichkeiten der gezielten Beeinflussung und stellen die konsequente Ausführung des Prinzips dar, Dynamik mit dynamischen Mitteln zu beherrschen.

Es werden Beispiele erläutert, in denen nach meßtechnischer Analyse oder FEM-Simulationen aktive Systeme eingesetzt wurden. Dabei wurden die aktiven Komponenten nicht nur „appliziert“, sondern die Gesamtstrukturen unter Berücksichtigung der aktiven Komponenten optimiert. Das Ergebnis sind Smart Structures, die es ermöglichen, die hohe Genauigkeit der Maschinen auch bei hoher Bearbeitungsgeschwindigkeit aufrecht zu erhalten.

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