Neues Modalanalysesystem mit bis zu 32 Sensoren

Mobiles Modalanalysesystem Simcenter SCADAS Mobile SCM2E05 der Fa Siemens zur Schwingungsanalyse
Mobiles Modalanalysesystem Simcenter SCADAS Mobile SCM2E05 der Fa Siemens zur Schwingungsanalyse
Mobiles Modalanalysesystem Simcenter SCADAS Mobile SCM2E05 der Fa Siemens zur Schwingungsanalyse
Mobiles Modalanalysesystem Simcenter SCADAS Mobile SCM2E05 der Fa Siemens zur SchwingungsanalyseBild: Institut für Fertigungstechnik und Werkzeugmaschinen an der Leibniz Universität Hannover

Zur Schwingungsanalyse von Maschinen wurde am IFW ein neues Modalanalysesystem Simcenter SCADAS mobile der Firma Siemens beschafft. Hiermit ist es möglich sowohl die Eigenfrequenzen der Maschine oder eines Bauteils mit einer Modalanalyse, als auch die während des Prozess auftretenden Schwingungen mit einer Betriebsschwingungsanalyse zu identifizieren. Unerwünschte Schwingungen, die die Produktivität senken, können somit auf ihre Ursache zurückgeführt und zur Optimierung der Maschine genutzt werden. Derartige Analysen konnte das IFW seit vielen Jahren mit einem bestehenden Modalanalysegerät sowohl in Forschungs- als auch bei Industriepartnern erfolgreich abschließen.

Das neue System bietet weitere Analysemöglichkeiten: Es können bis zu 32 Sensoren gleichzeitig angeschlossen und für eine Schwingungsanalyse genutzt werden. Dabei können akustische Sensoren, Schwingungssensoren oder auch direkt aufgeklebte Sensoren verwendet werden. Mit dem integrierten Akku lässt sich das Messsystem mobil nutzen. Mit verschiedenen Messkarten können dabei Daten über eine EtherCAT-Schnittstelle oder CAN-Bus aufgenommen werden. Die Messdaten können prozessparallel mit einer Sampling Rate bis zu 51.2kHz aufgenommen werden.

Ein Anwendungsbeispiel: Ein Zerspanprozess an einer Werkzeugmaschine ist instabil und es treten unerwünschte Rattermarken auf der Bauteiloberfläche auf. Die Ursache für die Schwingungen sind unbekannt, oder die Schwingungen sind bei einer anderen Werkzeugmaschine nicht aufgetreten. Die Ursache kann beispielhaft am Werkstück und an der Bearbeitungsreihenfolge, in der Aufspannsituation, im verwendeten Werkzeug und Werkzeughalter oder an den eingestellten Prozessparametern liegen. Um die Ursache zu identifizieren, kann mittels einer Betriebsschwingungsanalyse und der Untersuchung der Werkstückoberfläche die Frequenzen der während des Prozesses auftretenden Schwingungen identifiziert werden. Durch den Einsatz mehrerer Sensoren lassen sich verschiedene Komponenten gleichzeitig untersuchen. Die Schwingungen können mit dem Analysesystem eindeutig einer Komponente zugewiesen werden. Zudem kann durch eine Modalanalyse mit einer Impulsanregung an einzelnen Komponenten deren kritische Eigenfrequenz bestimmt werden. Die identifizierte Eigenfrequenz der Komponente kann folgend durch zusätzliche Maßnahmen, wie die Erhöhung der Steifigkeit, zusätzliche Dämpfungsmaßnahmen oder die Wahl anderer Prozessparameter, die die Schwingung nicht anregen, optimiert werden.

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