Methode zur motorintegrierten Spindeldämpfung
Prof. Dr.-Ing. B. Denkena, K. M. Litwinski, W. Bickel
Institut für Fertigungstechnik und Werkzeugmaschinen (IFW), Leibniz Universität Hannover
Schwingungsphänomene an der Hauptspindel grenzen die Produktivität von Werkzeugmaschinen oftmals stark ein. In diesem Beitrag wird eine neuartige aktive Methode zur Reduzierung der Schwingungen an Motorspindeln vorgestellt. Ein in die Wicklungen des Antriebsmotors integrierter Magnetaktor übt Kräfte auf die Spindelwelle aus und dämpft aus dem Bearbeitungsprozess entstehende Vibrationen am Werkzeug. Gegenüber existierenden Maßnahmen, bietet diese Konstruktion zahlreiche Vorteile, da keine zusätzlichen Bauteile in den Bearbeitungskraftfluss gebracht werden. Der Beitrag beschreibt das zugrunde liegende Dämpfungsverfahren sowie die Berechnungen zur Auslegung und Optimierung der Methode. Mittels Finite-Elemente-Simulationen wird das dynamische Wellenverhalten analysiert. Dabei wird der Aktor in den Berechnungen sowohl mit Dämpferelementen als auch gesteuerten Dämpfungskräften abgebildet. Die optimale Position sowie Kraft der Dämpfung sind stark abhängig von der Eigenform der Schwingung. Zudem sind für eine ausreichende Dämpfung aller Resonanzen hohe Aktorkräfte erforderlich. Die grundsätzliche Eignung der Methode zur motorintegrierten Spindeldämpfung wird in den durchgeführten Analysen bestätigt.
Function-in-the-Loop: Kostengünstiger und effizienter Test von Steuer- und Regelfunktionen in Steuergeräten
Dipl.-Ing. Thomas Schmerler, Dr.-Ing. Wolfgang Eismann, Dr.-Ing. Ulrich Lefarth
ETAS GmbH
Hardware-in-the-Loop (HiL)-Testsysteme sind in vielen Bereichen der Entwicklung elektronischer Systeme zu finden. Sie simulieren Fahrer, Fahrzeug und Umwelt, um die Funktionalität oder das Diagnoseverhalten von Steuergeräten im Labor zu testen. Für Tests von Regelfunktionen, bei denen die elektrische Schnittstelle des Steuergeräts keine Relevanz hat, ist die komplexe elektrische Verbindung des HiL-Systems prinzipiell unnötig. Hier bietet sich die Function-in-the-Loop (FiL)-Technologie an, bei der das Streckenmodell über eine performante Steuergeräteschnittstelle direkt mit der im Steuergerät eingebetteten Regelfunktion verbunden wird. Eine wichtige Rolle spielen dabei die Freischnitte in der Software. Das im Folgenden vorgestellte Function-in-the-Loop Testsystem bietet eine neue, kostengünstige Testmethodik von Steuergeräten. Der direkte Zugriff auf die Steuergerätefunktion ermöglicht dabei auch wesentlich feingranularere Tests, so genannte „White-Box Tests“, bei denen in Echtzeit Steuergeräte-interne Größen verwendet werden können die im klassischen HiL Aufbau nicht zugänglich wären.
Entwurf einer adaptiven Regelung für den Vereinzelungsvorgang in Bankautomaten
Viktor Just, Hüseyin Çinkaya, Prof. Dr.-Ing. habil. Ansgar Trächtler
Regelungstechnik und Mechatronik, Universität Paderborn
Dr.-Ing. Martin Landwehr
Wincor-Nixdorf AG - Banking Division
Eine elementare Funktion von Geldautomaten ist das Abziehen und Vereinzeln einzelner Geldnoten aus einem Notenstapel. Die Geldnoten müssen auch unter schwierigen Bedingungen – wie sie z. B. bei gebrauchten Scheinen auftreten – zuverlässig vereinzelt werden können. Bislang geschieht der Abzugs- und Vereinzelungsprozess der Geldnoten rein gesteuert, so dass sich Änderungen der Walzen- oder Streuungen der Geldnoteneigenschaften ungemindert auswirken. Durch die Interaktion der Regelungen des Walzen-Achsabstands und der Abzugswalzendrehzahl wird es nun möglich, die Haftkräfte zwischen den zu vereinzelnden Scheinen zu schätzen – ohne dass Fehlabzüge geschehen. Die geschätzten Werte geben somit Aufschluss über die Sicherheitsreserve vor einem ungewollten Doppelabzug.
Im Rahmen dieses Beitrags wird eine Regelstrategie vorgestellt, die die Schätzwerte der Reibungen zwischen den Geldnoten verwendet, um die Normalkräfte und die daraus resultierenden Reibungskräfte während des Vereinzelungsvorgangs an verschiedene Geldnoteneigenschaften iterativ anzupassen – mit dem Ziel, sowohl die Geldnotenbeanspruchung, als auch die Fehlerhäufigkeit zu minimieren.
