Das dynamische Verhalten von Vorschubantrieben hat wesentlichen Einfluss auf Qualität und Produktivität von Fertigungsanlagen. Konstante Bahngeschwindigkeit und exakte Einhaltung der Kontur sind hier jedoch konträre Zielgrößen. Diese Arbeit beschreibt ein neuartiges Antriebskonzept mit einem Zusatzaktor, welcher mittels mechanischer Impulsübertragung die Bahntreue einer Vorschubachse für unstetige Sollwertprofile verbessert. Gleichzeitig wird hierdurch die Schwingungsanregung von Strukturkomponenten reduziert.
Aktualisiert: 2023-06-01
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Das Buch bietet eine grundlegende Einführung in die verschiedenen Klassen adaptiver Materialien. Dabei werden sowohl die besonderen Materialeigenschaften als auch die vielfältigen Möglichkeiten zur Realisierung neuer Produkte dargestellt.
Aktualisiert: 2023-03-31
Autor:
Heiko Atzrodt,
Andrea Böhm,
Holger Böse,
Andre Bucht,
Sven Dr. Herold,
William Dr. Kaal,
Jürgen Dr. Nuffer,
Michael Dr. Wegener,
Torsten Dr.Bartel,
Holger Dr.Böse,
Johannes Ehrlich,
Thomas Mäder,
Michael Matthias,
Paul Motzki,
Kenny Pagel,
Thorsten Pretsch,
Stefan Seelecke
Das Buch bietet eine grundlegende Einführung in die verschiedenen Klassen adaptiver Materialien. Dabei werden sowohl die besonderen Materialeigenschaften als auch die vielfältigen Möglichkeiten zur Realisierung neuer Produkte dargestellt.
Aktualisiert: 2023-04-30
Autor:
Heiko Atzrodt,
Andrea Böhm,
Holger Böse,
Andre Bucht,
Sven Dr. Herold,
William Dr. Kaal,
Jürgen Dr. Nuffer,
Michael Dr. Wegener,
Torsten Dr.Bartel,
Holger Dr.Böse,
Johannes Ehrlich,
Thomas Mäder,
Michael Matthias,
Paul Motzki,
Kenny Pagel,
Thorsten Pretsch,
Stefan Seelecke
Das dynamische Verhalten von Vorschubantrieben hat wesentlichen Einfluss auf Qualität und Produktivität von Fertigungsanlagen. Konstante Bahngeschwindigkeit und exakte Einhaltung der Kontur sind hier jedoch konträre Zielgrößen. Diese Arbeit beschreibt ein neuartiges Antriebskonzept mit einem Zusatzaktor, welcher mittels mechanischer Impulsübertragung die Bahntreue einer Vorschubachse für unstetige Sollwertprofile verbessert. Gleichzeitig wird hierdurch die Schwingungsanregung von Strukturkomponenten reduziert.
Aktualisiert: 2023-03-31
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Die Vermeidung unerwünschter Schwingungen nach hochdynamischen Bewegungen besitzt großes Potential zur Effizienzsteigerung robotergestützter Fertigungsprozesse. Entsprechende Methoden zur Schwingungsreduktion sind jedoch bis heute zeitintensiv und erfordern hochqualifiziertes Fachpersonal. Daraus resultieren Kosten, die speziell für kleine und mittelständische Unternehmen eine schwer überwindbare Hürde beim Einsatz robotergestützter Technologien darstellen. Wird die Bewegungsoptimierung hingegen durch intelligente Planungsalgorithmen automatisiert, können die Kosten und das für den Einsatz komplexer Automatisierungslösungen erforderliche Expertenwissen reduziert und diese somit einer breiten Zielgruppe verfügbar gemacht werden. Hierfür wird das Bewegungsverhalten nichtlinearer Roboterkinematiken mithilfe lernender Verfahren automatisch erfasst, ausgewertet und in die optimale Auswahl und Parametrierung von Bewegungsprofilen eingebunden.
Aktualisiert: 2020-01-17
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Die Vermeidung unerwünschter Schwingungen nach hochdynamischen Bewegungen besitzt großes Potential zur Effizienzsteigerung robotergestützter Fertigungsprozesse. Entsprechende Methoden zur Schwingungsreduktion sind jedoch bis heute zeitintensiv und erfordern hochqualifiziertes Fachpersonal. Daraus resultieren Kosten, die speziell für kleine und mittelständische Unternehmen eine schwer überwindbare Hürde beim Einsatz robotergestützter Technologien darstellen. Wird die Bewegungsoptimierung hingegen durch intelligente Planungsalgorithmen automatisiert, können die Kosten und das für den Einsatz komplexer Automatisierungslösungen erforderliche Expertenwissen reduziert und diese somit einer breiten Zielgruppe verfügbar gemacht werden. Hierfür wird das Bewegungsverhalten nichtlinearer Roboterkinematiken mithilfe lernender Verfahren automatisch erfasst, ausgewertet und in die optimale Auswahl und Parametrierung von Bewegungsprofilen eingebunden.
Aktualisiert: 2020-06-30
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Der Einsatz von Tilgern ist ein bewährtes Mittel zur Schwingungsreduktion. Durch geeignete Abstimmung lassen sich sowohl kontinuierlich wirkende externe Anregungen als auch freie Schwingungen bedämpfen, wobei die Wirkung mit größerer Tilgermasse zunimmt.
Insbesondere im Zusammenhang mit adaptiven Leichtbaustrukturen sind piezoelektrische Tilger eine interessante Alternative. Hierbei wird das Tilgungssystem durch ein elektrisches Netzwerk realisiert, während das Piezoelement als Energiewandler fungiert. Durch schaltende Netzwerke oder synthetische negative Kapazitäten kann die Dämpfungsleistung des Systems weiter gesteigert werden.
Diese Arbeit stellt eine Weiterentwicklung der herkömmlichen Tilgernetzwerke vor, während die optimale Auslegung des Piezoelementes auf Grundlage des generalisierten Kopplungsfaktors erfolgt. Hierbei werden klare Auslegungsvorschriften entwickelt, um eine möglichst effektive Ausnutzung des Piezomaterials zu erzielen. Die Ergebnisse lassen sich sowohl für die Schwingungsdämpfung als auch das Energy Harvesting anwenden.
Aktualisiert: 2020-01-17
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Der Einsatz von Tilgern ist ein bewährtes Mittel zur Schwingungsreduktion. Durch geeignete Abstimmung lassen sich sowohl kontinuierlich wirkende externe Anregungen als auch freie Schwingungen bedämpfen, wobei die Wirkung mit größerer Tilgermasse zunimmt.
Insbesondere im Zusammenhang mit adaptiven Leichtbaustrukturen sind piezoelektrische Tilger eine interessante Alternative. Hierbei wird das Tilgungssystem durch ein elektrisches Netzwerk realisiert, während das Piezoelement als Energiewandler fungiert. Durch schaltende Netzwerke oder synthetische negative Kapazitäten kann die Dämpfungsleistung des Systems weiter gesteigert werden.
Diese Arbeit stellt eine Weiterentwicklung der herkömmlichen Tilgernetzwerke vor, während die optimale Auslegung des Piezoelementes auf Grundlage des generalisierten Kopplungsfaktors erfolgt. Hierbei werden klare Auslegungsvorschriften entwickelt, um eine möglichst effektive Ausnutzung des Piezomaterials zu erzielen. Die Ergebnisse lassen sich sowohl für die Schwingungsdämpfung als auch das Energy Harvesting anwenden.
Aktualisiert: 2019-11-07
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Rotierende Maschinen sind zentraler Bestandteil unserer Gesellschaft. Jeder Rotor weist dabei Fertigungstoleranzen auf, die im Betrieb Biegeschwingungen anregen und zu Vibrationen und Lärm führen. Diese belasten sowohl die Maschine als auch deren direkte Umgebung. Erzielen passive Maßnahmen keine ausreichende Reduktion, bieten aktive Wälzlager eine Möglichkeit, auftretende Schwingungen zu eliminieren.
Ziel dieser Arbeit ist es, die Technologie der aktiven Wälzlagerung weiterzuentwickeln und das Verständnis für die physikalische Wirkung der aktiven Schwingungsreduktion an wälzgelagerten Rotoren zu steigern.
Auf Basis der Analyse bisheriger Forschungsaktivitäten werden zunächst wirtschaftliche und gesellschaftliche Potentiale sowie mögliche Anwendungsfelder aktiver Wälzlager dargestellt. Weiterhin wird ein verallgemeinertes Regelziel zur kombinierten Schwingungsminderung und -isolation definiert und zum Reglerentwurf verwendet. Als Referenzsystem dient ein elastisches, gyroskopiebehaftetes Rotorsystem unter Unwuchtanregung, dessen drehzahlveränderliche Dynamik über ein linear parameterveränderliches Modell abgebildet wird. Die Reglersynthese strebt neben einer hohen Performance und Robustheit eine geringe Komplexität an. Hierfür vergleicht die Arbeit modellfreie, modellbasierte, adaptiv modellbasierte und adaptiv modellfreie Syntheseverfahren. Die entworfenen Regelungen werden in Simulation und Experiment erprobt. Die leistungsfähigsten Regelungen sind dabei in der Lage, das Lager radial so zu verschieben, dass sowohl Lagerkräfte als auch Rotorauslenkungen nahezu vollständig eliminiert werden.
Die Ergebnisse dieser Arbeit leisten einen Beitrag zur Entwicklung einer hochintegrierten, universell einsetzbaren, aktiven Wälzlagereinheit.
Aktualisiert: 2020-12-08
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