Virtueller Sensor zur überwachung von Schwingungen an spanenden Werkzeugmaschinen

Research output: Contribution to journalResearch articleContributedpeer-review

Contributors

  • F. Dörrer - , Fraunhofer Institute for Machine Tools and Forming Technology (Author)
  • A. Otto - , Fraunhofer Institute for Machine Tools and Forming Technology (Author)
  • M. Kolouch - , Fraunhofer Institute for Machine Tools and Forming Technology (Author)
  • S. Ihlenfeldt - , Chair of Machine Tools Development and Adaptive Controls, Fraunhofer Institute for Machine Tools and Forming Technology (Author)

Abstract

Kurzfassung In diesem Beitrag werden virtuelle Sensoren für die Überwachung von Schwingungen an spanenden Werkzeugmaschinen vorgestellt. Diese werden auf Grundlage experimentell gewonnener Daten aufgestellt, ein ausführlicher CAD-Datensatz der Werkzeugmaschine wird nicht benötigt. Dies bietet große Vorteile im Hinblick auf die benötigten Kosten. Die virtuellen Sensoren beruhen im Kern auf speziellen Übertragungsfunktionen, engl. „transmissibility functions (TMFs)“, welche auf die Daten der direkten Positionssensoren nahe der Kugelgewindemuttern zugreifen. Das bietet große Vorteile in Bezug auf die Qualität der Ausgangsdaten der virtuellen Sensoren. In diesem Artikel wird vertieft auf die experimentelle Identifikation des Modellteils der virtuellen Sensoren eingegangen. Die mathematische Definition der virtuellen Sensoren wird genauer erläutert um die Grundlage für die experimentelle Ableitung der Übertragungsfunktionen zu generieren. In Abhängigkeit der Maschinenstruktur werden verschiedene Strategien zur Erstellung der Sensoren verglichen und auf ihre physikalische Korrektheit überprüft. Maschinenspezifische Einflussfaktoren, wie die Position der Hauptspindel und die Auswahl der Sensoren werden hinsichtlich ihres Einflusses auf die resultierenden TMFs untersucht. Das Ergebnis wird mit Hilfe eines Testzyklus validiert.

Translated title of the contribution
Virtual sensor for monitoring vibrations in cutting machine tools
Model-supported vibration monitoring based on "transmissibility functions"

Details

Original languageGerman
Pages (from-to)245-258
Number of pages14
JournalVDI Berichte
Volume2021
Issue number2391
Publication statusPublished - 2021
Peer-reviewedYes

Keywords

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