Systematische Untersuchungen zum Einsatz von Dämpfungselementen in Fertigungsmaschinen mit Parallelkinematiken

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Ziel des Forschungsvorhabens ist die systematische Untersuchung des Aspektes Dämpfung auf das Betriebsverhalten von Parallelkinematiken. Bei Parallelkinematiken wird die hochdynamische Bewegung des Endeffektors über sehr schlanke Stabstrukturen realisiert, die nahezu keine Eigendämpfung aufweisen, gleichzeitig aber insbesondere quer zur eigentlichen Vorschubrichtung sehr schwingungsanfällig sind. Dieser Nachteil hat sich bei verschiedenen Maschinenstrukturen als großes Hindernis für die Einführung in die Praxis erwiesen. Anerkannt ist die Möglichkeit, durch Dämpfung die dynamische Steifigkeit des Systems zu erhöhen. Die Verkopplung des Systems in mehreren Freiheitsgraden erfordert bei der Auswahl der Wirkstellen für die Dämpfung große Sorgfalt, um eine Entkopplung der Dämpfung und damit die Unwirksamkeit der Einzelmaßnahmen zu verhindern. Optimale Verteilung der Dämpfungsstellen sowie die notwendige Dämpfung sowohl an der einzelnen Wirkstelle an sich bzw. im Gesamtsystem sind bisher bei Parallelkinematiken nicht ausreichend untersucht worden. Dieses soll durch Simulationen der strukturdynamischen Eigenschaften erreicht werden, in denen innerhalb eines Optimierungsalgorithmus Lage und Dämpfungsgrad lokal verteilt variiert werden. Ergebnis ist eine Methodik zur Berücksichtigung des Aspektes Dämpfung bereits in der Phase des Strukturentwurfs, ohne dem Entwickler bereits ein spezielles Dämpfungselement vorzugeben.