Akustische Analyse und optimales akustisches Design von hochdynamischen Fräsmaschinen

Bei bestimmten Maschinen in Parallelkinematik werden an das Gestell keine hohen Genauigkeitsforderungen gestellt. Hier können kostengünstige Schweißkonstruktionen genutzt werden. Die ersten Maschinen in Vollblechbauweise zeigten eine zu hohe Lärmabstrahlung. Die Untersuchung von Lösungsansätze zur Überwindung des Problems führte zu einer optimierten zweischaligen Verkleidung. Diese Maschine konnte bereits mehrfach erfolgreich produziert werden. Um zukünftig Lösungen mit zusätzlichen aktiven Elementen einsetzen zu können, wurden die methodischen Voraussetzungen geschaffen. METROM hat die Projektergebnisse sofort in eine neue Maschinengeneration einfließen lassen. Iterativ wurden dabei die Rahmenkonstruktionen aufgrund der jeweils gewonnenen Erkenntnisse modifiziert. Bei der ersten zweischalig aufgebauten Maschine P1000 wurde die Rohrkonstruktion vollständig von den beiden Schalen eingehüllt. Die Fertigung dieser Lösung war mit relativ hohem Aufwand verbunden. Bei Folgemaschinen wurden der konstruktive Aufbau der Einhausung verändert und auch die Blechstärke wurde weiter reduziert. Die folgenden Maschinen mit unterschiedlichem Aufbau und für sehr unterschiedliche Bearbeitungsaufgaben wurden alle mit der gleichen Konstruktion der Außenhülle versehen. Mit der umgesetzten passiven Lösung wurde erreicht, dass die Maschinen im Vergleich zum Ausgangszustand deutlich leiser wirken. Bei den methodischen und experimentellen Untersuchungen hat sich gezeigt, dass es eine enge Wechselwirkung zwischen Schallemission und dem eigentlichen Fertigungsprozess gibt. Mit Aktoren, die einen bestimmten Frequenzgang für die Kraftübertragung realisieren, könnte die Schallemission weiter reduziert werden, wobei gleichzeitig bessere Prozessergebnisse zu erwarten sind. METROM-Maschinen bieten gute Möglichkeiten zur Umsetzung, indem zum Beispiel die Aufhängung der Streben mit Sensor-Aktor-Einheiten erfolgt.