Positionierung Resonanzfreies Positionieren von schwingungsfähigen Systemen

Eine volle Kaffeetasse von einem Ort zum anderen zu tragen, ist keine leichte Aufgabe. Geschicktes Jonglieren ist gefragt, damit nichts überschwappt. Auch Lebensmittel im Produktionsprozess dürfen nicht verschwappen. Mit Hilfe der B&R Automation Studio Toolbox für Matlab/Simulink lässt sich dieses resonanzfreie Positionieren simulieren und schneller umsetzen.

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Für eine zeitliche Prozessoptimierung von Abfüllanlagen wird ein Beschleunigungsprofil gesucht, das eine sichere Bewegung der offenen Behälter mit einer Lebensmittelflüssigkeit gewährleistet. Mit modernen Antrieben lassen sich solche Aufgaben realisieren. Die Lösung beinhaltet neben der traditionellen Vorgehensweise auch moderne, zeiteinsparende Arbeitsschritte.

Ansteuermethode soll Eigenfrequenzen nicht anregen

Speziell bei diskontinuierlich arbeitenden Abfüllanlagen für flüssige Lebensmittel führt das Starten und Stoppen von offenen Behältern zu einer verlängerten Prozesslaufzeit. Durch das Beschleunigungsprofil des Transportbandes werden Systemfrequenzen der Flüssigkeit angeregt, sodass nur schwer kontrollierbare Bewegungen entstehen. Wenn der Behälter nach dem Starten wieder zum Stillstand gekommen ist, kann eine Bewegung der Flüssigkeit wahrgenommen werden, was bei mehreren Positioniervorgängen hintereinander zu Resonanzverhalten bzw. zu einem „Aufschwappen“ führen kann. Das resonanzfreie Positionieren, das an der Hochschule Heilbronn im Studiengang Robotik und Automation erforscht wird, kann Abhilfe schaffen. Gesucht und gefunden wurde eine passende Ansteuerungsmethode, die Eigenfrequenzen derartiger Systeme nicht anregt, dadurch werden die Eigenschwingungen unterdrückt.

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Die Flüssigkeiten dürfen den oberen Behälterrand zum einen aus hygienischen und zum anderen aus verfahrenstechnischen Gründen nicht überschreiten. Sobald die Flüssigkeit den Behälterrand „berührt“, ist eine spätere Versiegelung des Behälters nicht mehr möglich bzw. könnte in diesem Fall keine vollständige Dichtigkeit mehr garantiert werden.

(Teil 2: Warum man mit Matlab/Simulink schneller resonanzfrei positionieren kann)

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