Schwingungsreduktion mit Aktor-Sensor-Einheiten

Die Hersteller von Werkzeugmaschinen versuchen den wachsenden Anforderungen an Dynamik bzw. Produktivität durch Massereduktion der bewegten Maschinenteile zu begegnen. Dabei kommt es jedoch zu einer Verringerung der Steifigkeit sowie zu einer erhöhten Schwingungsanfälligkeit und damit zur Verringerung der Bearbeitungsqualität. Reichen passive Maßnahmen zur Schwingungsreduktion nicht aus, so können mit piezobasierten Aktor-Sensor-Einheiten (ASE) als hochdynamische Zusatzantriebe wirkungsvoll Kompensationskräfte in die Struktur eingeleitet werden. Im Artikel werden zwei Regelungskonzepte vorgestellt, die sowohl zur Kompensation von Axial- als auch Torsionsschwingungen eingesetzt werden können. Die Funktionsweise wird an zwei praktischen Beispielen nachgewiesen.

The manufacturers of machine tools reduce the mass of moving machine parts to meet the increasing demands on productivity i. e. dynamic. But this causes in a reduction of stiffness as well as in a reinforced tendency to vibrations. Consequently the quality of machining falls off. Active vibration suppressing by using actuator-sensor-units can be useful if passive damping measures are not sufficient. With actuator-sensor-units as high dynamic additional drives, forces or torques can be applied into power flux of the mechanical structure. In this article two control laws and two practical applications to suppress axial and torsional vibrations are presented.