DE827440T1 - Abgestimmtes dampfungssystem zur unterdruckung von schwingungen wahrend bearbeitung - Google Patents

Abgestimmtes dampfungssystem zur unterdruckung von schwingungen wahrend bearbeitung

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DE827440T1 DE0827440T DE96914690T DE827440T1 DE 827440 T1 DE827440 T1 DE 827440T1 DE 0827440 T DE0827440 T DE 0827440T DE 96914690 T DE96914690 T DE 96914690T DE 827440 T1 DE827440 T1 DE 827440T1
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Claims (20)

DE/EP 96914690.1-2302 22. April 1998 Patentansprüche
1. Abstimmbares Dämpfungssystem zur Verwendung in maschinellen Bearbeitungsgeräten, mit
a) einem Schneidwerkzeughalterteil mit einer Dämpfungsmasse und einer einstellbaren Halterung, die die Dämpfungsmasse federnd lagert;
b) einem Abstimmittel zum Einstellen der Federung der Lagermittel;
c) einer Feststellvorrichtung zum zeitweiligen Verriegeln der Dämpfungsmasse, um die Bestimmung der Dämpfmodusparameter zu ermöglichen; und
d) einer Abstimmhilfeeinheit mit einem Mikroprozessor, einem A/D-Wandler, der elektrisch an den Mikroprozessor angeschlossen ist, einem Schwingungssensor, der am Schneidwerkzeughalterteil angebracht ist, wobei der Sensor elektrisch an den A/D-Wandler angeschlossen ist, einer Schlagvorrichtung, die das Schneidwerkzeughalterteil in Schwingung versetzt, wobei die Schlagvorrichtung elektrisch an den A/D-Wandler angeschlossen ist, und Programmiermitteln;
e) wobei die Programmiermittel den Mikroprozessor dazu veranlassen, das Verhältnis zwischen der von der Schlagvorrichtung auf den Schneidwerkzeughalter ausgeübten Kraft und den Signalen vom A/D-Wandler auszuwerten, die den Schwingungen des Schneidwerkzeughalters entsprechen und von der Schlag-
vorrichtung hervorgerufen werden, wenn die Dämpfungsmasse verriegelt ist, und auf der Basis dieser Auswertung den dynamisch flexibelsten Schwingungsmodus des Schneidwerkzeugteils zu bestimmen;
f) wobei die Programmiermittel darüberhinaus den Mikroprozessor dazu veranlassen, das Verhältnis zwischen der von der Schlagvorrichtung auf den Schneidwerkzeughalter ausgeübten Kraft und den Signalen vom A/D-Wandler auszuwerten, die den Schwingungen des Schneidwerkzeughalters entsprechen und von der Schlagvorrichtung hervorgerufen werden, wenn die Dämpfungsmasse nicht verriegelt ist, und auf der Basis beider Auswertungen zu bestimmen, welche korrigierende Einstellung der Drehvorrichtung benötigt wird, um die Schwingung des Schneidwerkzeughalterteils zu minimieren, wobei die Abstimmeinheit die Steuerung des Abstimmverfahrens ermöglicht.
2. Abstimmbares Dämpfungssystem nach Anspruch 1, bei dem die Abstimmvorrichtung ein Schiebeglied enthält.
3. Abstimmbares Dämpfungssystem nach Anspruch 2, bei dem die Abstimmvorrichtung ferner eine Abstimmschraube, eine in gleitendem Kontakt mit der Abstimmschraube befindliche Abstimmnocke und eine Schubkugel umfaßt, die zwischen der Abstimmnocke und dem Schiebeglied untergebracht ist und in ständigem Kontakt mit der Abstimmnocke und dem Schiebeglied steht, wobei die Abstimmschraube eine Kraft auf die Abstimmnocke ausübt, die die Kraft auf die Schubkugel überträgt, was deren Bewegung zusammen mit dem Schiebeglied ermöglicht, wodurch die Federung des Haltelagers eingestellt wird.
4. Abstimmbares Dämpfungssystem nach Anspruch 2, bei dem das Abstimmittel eine Abstimmspannvorrichtung umfaßt, die abnehmbar an die Dämpfungseinheit gekoppelt ist, wobei die Abstimmspannvorrichtung eine mit ihr mittels einem Gewinde verbundene Abstimmschraube aufweist, wobei die Abstimmschraube so angeordnet ist, daß sie das Schiebeglied berührt und dadurch
die Bewegung des Schiebeglieds ermöglicht, wodurch die Einstellung der Federung des Haltelagers ermöglicht wird.
5. Abstimmbares Dämpfungssystem nach Anspruch 3, bei dem das Haltelager mindestens einen O-Ring umfaßt.
6. Abstimmbares Dämpfungssystem nach Anspruch 5, bei dem die Dämpfungsmasse aus einem Metall hoher Dichte gebildet ist.
7. Abstimmbares Dämpfungssystem nach Anspruch 6, bei dem das Dämpfungssystem ein Verhältnis der Dämpfungsmasse zu der effektiven Masse des Systems von 10 bis 60 Prozent aufweist.
8. Abstimmbares Dämpfungssystem nach Anspruch 7, bei dem das Dämpfungssystem einen Hohlraum aufweist, der zumindest teilweise mit einem hochviskosen öl gefüllt ist, das über die Betriebstemperaturen des Systems ein relativ konstantes Wärmeverhalten hat.
9. Abstimmbares Dämpfungssystem nach Anspruch 2, bei dem die Feststellvorrichtung erste und zweite Halteabschnitte hat, die sich aus dem Schiebeglied und dem Hohlraum heraus erstrecken, wobei der erste und zweite Halteabschnitt die Dämpfungsmasse zwischen sich starr festklemmen, wenn das Haltelager maximal zusammengedrückt wird.
10. Verfahren zum Abstimmen eines abstimmbaren Dämpfungssystems, das folgende Schritte umfaßt:
a) Auswahl des Abstimmodus;
b) Verriegeln einer Dämpfungsmasse;
c) Bestimmung des flexibelsten Schwingungsmodus ;
d) Lösen der Verriegelung des Dämpfungsmittels;
e) Aufzeichnen der Schwingungsfrequenzmessungen in
Form einer Übertragungsfunktion im Verhältnis
DE/EP O 82? 440 T1
zur Frequenz zur Lokalisierung der vorherrschenden Spitzenwerte; und
f) Einstellen der Abstimmittel zur Angleichung
der vorherrschenden Spitzenwerte, um für den
ausgewählten Abstimmodus die optimale Abstimmung zu erhalten.
11. Abstimmbares Dämpfungssystem nach Anspruch 1, bei dem der Schwingungssensor ein Beschleunigungsmesser ist.
12. Verfahren zum Abstimmen eines abstimmbaren Dämpfungssystems nach Anspruch 10, bei dem die Einstellung der Abstimmvorrichtung ferner die Schritte des Vergleichens zwischen dem flexibelsten Schwingungsmodus und vorgegebenen Abstimmtoleranzgrenzwerten enthält.
13. Abstimmbares Dämpfungssystem nach Anspruch 1, bei dem die Abstimmhilfeeinheit ferner eine Benutzerschnittstelle enthält, wobei die Programmiermittel den Mikroprozessor dazu veranlassen, die Korrektureinstellungen an die Benutzerschnittstelle zu übertragen, wodurch ein Benutzer darüber informiert wird.
14. Abstimmbares Dämpfungssystem nach Anspruch 1, bei dem die Programmiermittel der Benutzerschnittstelle die Wahl zwischen mindestens zwei Arten der abzustimmenden Schwingungen anbieten, und die Benutzerschnittstelle Mittel enthält, die es einem Benutzer erlauben, eine Auswahl zu treffen, wobei die Programmiermittel den Mikroprozessor dazu veranlassen, je nach der getroffenen Wahl verschiedene Korrektureinstellungen festzulegen.
15. Abstimmhilfeeinheit mit einem Mikroprozessor, einem elektrisch mit dem Mikroprozessor gekoppelten A/D-Wandler, einem Schwingungssensor, der an einem Schneidwerkzeughalterteil angebracht werden kann, wobei der Sensor elektrisch an den A/D-Wandler angeschlossen ist, einer Schlagvorrichtung, die das Schneidwerkzeughalterteil in
Schwingung versetzt, wobei die Schlagvorrichtung elektrisch an den A/D-Wandler angeschlossen ist, und Programmiermitteln;
wobei die Programmiermittel den Mikroprozessor dazu veranlassen, das Verhältnis zwischen der von der Schlagvorrichtung auf den Schneidwerkzeughalter ausgeübten Kraft und den Signalen vom A/D-Wandler auszuwerten, die den Schwingungen des Schneidewerkzeughalters entsprechen und von der Schlagvorrichtung hervorgerufen werden, wenn die Dämpfungsmasse verriegelt ist, und auf der Basis dieser Auswertung den dynamisch flexibelsten Schwingungsmodus des Schneidwerkzeugteils zu bestimmen;
wobei die Programmiermittel darüberhinaus den Mikroprozessor dazu veranlassen, das Verhältnis zwischen der von der Schlagvorrichtung auf den Schneidwerkzeughalter ausgeübten Kraft und den Signalen vom A/D-Wandler auszuwerten, die den Schwingungen des Schneidwerkzeughalters entsprechen und von der Schlagvorrichtung hervorgerufen werden, wenn die Dämpfungsmasse nicht verriegelt ist, und auf der Basis beider Auswertungen zu bestimmen, welche Korrektureinstellung der Abstimmung benötigt wird, um die Schwingung des Schneidwerkzeughalterteils zu minimieren, wobei die Abstimmeinheit die Steuerung des Abstimmverfahrens ermöglicht.
16. Abstimmhilfeeinheit nach Anspruch 15, die ferner eine Benutzerschnittstelle umfaßt und bei der die Programmiermittel den Mikroprozessor dazu veranlassen, die Korrektureinstellung an die Benutzerschnittstelle zu übertragen, wodurch ein Benutzer darüber informiert wird.
17. Abstimmhilfeeinheit nach Anspruch 16, bei der die Programmiermittel der Benutzerschnittstelle die Wahl zwischen mindestens zwei Arten der abzustimmenden Schwingungen anbieten, und die Benutzerschnittstelle Mittel enthält, die es einem Benutzer erlauben, eine Auswahl zu treffen, wobei die Programmiermittel den Mikroprozessor dazu veranlassen, je nach
der getroffenen Wahl verschiedene Korrektureinstellungen festzulegen.
18. Eine Abstimmhilfeeinheit nach Anspruch 16, bei der die Programmiermittel den Mikroprozessor dazu veranlassen folgende Schritte durchzuführen, um eine Korrektureinstellung für eine abstimmbare Dämpfungseinheit mit einer verriegelbaren und lösbaren Dämpfungsmasse zu bestimmen:
der Benutzer wird über die Schnittstelle angewiesen, die Dämpfungsmasse zu verriegeln;
der flexibelste Schwingungsmodus der abstimmbaren Dämpfungseinheit wird bestimmt;
der Benutzer wird über die Schnittstelle angewiesen, die Verriegelung der Dämpfungsmasse zu lösen;
die Schwingungsfrequenzmessungen werden in Form einer Übertragungsfunktion im Verhältnis zur Frequenz aufgezeichnet, um die vorherrschenden Spitzenwerte zu lokalisieren; und
der Benutzer wird über die Schnittstelle angewiesen, die abstimmbare Dämpfungseinheit so einzustellen, daß die vorherrschenden Spitzenwerthöhen einander gleich sind, um eine optimale Abstimmung zu erhalten.
19. Eine Abstimmhilfeeinheit nach Anspruch 17, bei der die Programmiermittel den Mikroprozessor dazu veranlassen, bei der Bestimmung der Korrektureinstellung der abstimmbaren Dämpfungseinheit mit einer verriegelbaren und lösbaren Dämpfungsmasse mit mindestens zwei verschiedenen Schwingungsmodi folgende Schritte durchzuführen:
ein Benutzer wird über die Benutzerschnittstelle angewiesen eine der Schwingungsarten auszuwählen, für die die Einheit eingestellt werden soll;
der Benutzer wird über die Benutzerschnittstelle angewiesen, die Dämpfungsmasse zu verriegeln;
in der ausgewählten Schwingungsart wird der flexibelste Schwingungsmodus der abstimmbaren Dämpfungseinheit bestimmt;
der Benutzer wird über die Benutzerschnittstelle angewiesen, die Verriegelung der Dämpfungsmasse zu lösen;
die Schwingungsfreguenzmessungen werden in Form einer Übertragungsfunktion im Verhältnis zur Frequenz aufgezeichnet, um die vorherrschenden Spitzenwerte zu lokalisieren; und
der Benutzer wird über die Benutzerschnittstelle angewiesen, die abstimmbare Dämpfungseinheit so einzustellen, daß die vorherrschenden Spitzenwerte einander gleich sind, um damit für den ausgewählten Schwingungsmodus die optimale Abstimmung zu erhalten.
20. Abstimmhilfeeinheit nach Anspruch 19, bei der die zwei verschiedenen auswählbaren Formen der Schwingung eine freie Schwingung und selbsterregte Schwingung sind.
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