• Was beruhigt Maschinen?

Die Zukunft der Strukturdynamik – Aktive Schwingungsminderung (AVR – Active Vibration Reduction)

Aktive Lösungen, bei denen durch Aktoren gezielt schwingungsmindernde Kräfte in Bauwerke, Maschinen oder Fahrzeuge eingebracht werden, sind die Zukunft in der Strukturdynamik. Durch innovative Techniken werden völlig neue Potenziale eröffnet – so können z. B. Maschinen in ganz neue Produktivitätsbereiche gehoben werden.

Die Entwicklung solcher Lösungen, meist individuell auf eine Aufgabe zugeschnitten, setzt umfassende Kompetenz in:

  • Strukturdynamik und Schwingungen,
  • Regelungstechnik und Messtechnik sowie
  • Softwareentwicklung

voraus und fordert ein hohes Maß an konstruktiver Kreativität.

Mit unserem Team junger innovativer Ingenieure, gekoppelt mit der jahrzehntelangen Dynamik-Erfahrung unseres Hauses, sind wir bestens gerüstet, diese Aufgabenstellungen für Sie zu lösen.

Active Vibration Reduction (AVR) – Lösung für Ihre Applikation

Sie wollen eine AVR-Lösung für Ihre Anwendung entwickeln? Mit Wölfel als Entwicklungspartner kommen Sie sicher zum Ziel – bei voller Kostenkontrolle durch klar definierte Entwicklungsschritte.

Am Beginn der Entwicklung steht stets eine gründliche Analyse der Aufgabe und der zugrundeliegenden Maschine oder Komponente – durch Messung, Simulation oder eine Kombination aus beidem. Auf Grundlage dieser Analyse entwerfen wir gemeinsam mit Ihnen das Entwicklungsprojekt.

AVR-Entwicklungsprojekte laufen bei uns meist in den folgenden 6 Schritten ab

1. Machbarkeitsanalyse:Simulationsgestützt wird die Wirkung der AVR-Aktorik quantifiziert. Damit kann bereits bewertet werden, ob die gesetzten Wirkungsziele erreicht werden können. Gleichzeitig können Anforderungen an die Aktorik spezifiziert werden.

2. Konzeptoptimierung: Durch Optimierung der konstruktiven und aktorischen Parameter wird das Maximum an Wirksamkeit aus der AVR-Lösung herausgeholt.

3. Regelungsdesign: Im Rechner entwerfen wir – unter Berücksichtigung des passiven Verhaltens der Maschine – den am besten geeigneten Regler.

4. Realisierung im Prototypen: Die AVR-Komponenten werden konstruiert, hergestellt und an der Maschine in Betrieb genommen. Weitere Optimierungen erfolgen während der Inbetriebnahme mit unserem Rapid-Prototyping-System.

5. Serienentwicklung: Der optimierte Prototyp wird nun in ein serientaugliches Design übersetzt. Hier gilt es, Kosten zu optimieren und die Wirkung beizubehalten.

6. Produktion und Lieferung: Die Komponenten des aktiven Systems (Aktorik, Sensorik, Leistungssteller, Regelung) können als Einzelanfertigung oder als Serie hergestellt und geliefert werden.

Beispiel: Produktivitätssprung beim HSC-Fräsen

Regeneratives Rattern begrenzt die Produktivität von HSC-Zerspanprozessen, insbesondere beim Volumenfräsen von Aluminiumkomponenten für die Flugzeugindustrie. Die Produktivität wird bestimmt durch die Zerspanleistung MRR (Material Removal Rate) in Litern Späne pro Minute. Ursache für Rattereffekte sind System- und Prozessinstabilitäten, die durch gezieltes Einbringen von Dämpfung vermieden werden können. Da passive Dämpfungsansätze hierfür schlicht nicht ausreichen, hat Wölfel gemeinsam mit einem Industriepartner, der WEISS Spindeltechnologie GmbH, eine HSC-Frässpindel mit aktiv durch Piezo-Aktorik eingebrachter Dämpfung entwickelt. Die Ergebnisse dieser erstmalig von Wölfel realisierten Technologie sind überzeugend: Steigerungen der MRR – und damit der Produktivität – von 50 % konnten im Fräsversuch nachgewiesen werden.

Prototyp im Einsatz
Kritische Eigenform (Simulation)
Orbit mit aktiver Regelung: Stabile Produktion
Orbit mit ausgeschalteter Regelung: Rattern