Maschinenelemente

Aktive Schwingungsisolierung mit mechatronischen Systemen

 

22.02.2010 | Autor: Marco Bilz

 

Zur Schwingungsisolierung bei Präzisionsmaschinen sind elektronisch geregelte Systeme prädestiniert. Grund dafür ist der große Frequenzbereich, der sich mit diesen mechatronischen Systemen abdecken lässt, wie eine Entwicklung zeigt, die wie das ESP in Fahrzeugen ungewollten Bewegungen entgegenwirkt.

Zur Isolierung störender Schwingungen bei Präzisionsmaschinen drängen mechatronische Systeme auf den Markt. So hat Bilz Vibration Technology ein aktives Isoliersystem entwickelt, das erschütterungsempfindliche Maschinen und Anlagen von Bodenschwingungen entkoppelt (Bild 1): das Active Isolation System (AIS). Es isoliert hochdynamische Mess-, Prüf- und Produktionsmaschinen von mechanischen Störkräften.

Isoliersystem arbeitet in Echtzeit

Basis dafür sind elektronisch geregelte, pneumatische Funktionselemente, die für eine geregelte Kraftkompensation bis zu sechs Freiheitsgrade haben. Das System arbeitet in Echtzeit und steuert ungewollten Maschinenbewegungen entgegen. Kurze Taktzeiten und Abklingzeiten (settlingtimes) im Millisekundenbereich sind erzielbar – ohne aufwändige Implementierung von Feedforward-Signalen. Ergebnisse sind ein erhöhter Durchsatz, eine größere Zuverlässigkeit und eine sichere Wiederholbarkeit der Maschinenbewegungen.

Störungsfreies Arbeiten bis in den Ångströmbereich

Dieses elektronisch geregelte Isoliersystem ist quasi ein ESP für hochempfindliche Maschinen und Anlagen. Es isoliert bereits ein Elektronenmikroskop genauso von störenden Bodenschwingungen wie eine Waferinspektionsmaschine in der Halbleiterfertigung unter Reinraumbedingungen (Bild 2). Ähnlich wie das elektronische Stabilitätsprogramm ESP, das in Fahrzeugen ungewollten Bewegungen entgegenwirkt, sorgt das Isoliersystem dafür, dass Maschinen nicht ungewollt in Bewegung geraten.