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Bei der spanenden Bearbeitung von Werkstucken auf Werkzeugmaschinen treten Schwingungen der Maschinenstruktur auf, die die nutzbare Maschinenleistung deutlich reduzieren konnen. Bei der Entwicklung von Werkzeugmaschinen und teilweise fur die Prozessoptimierung ist es daher erforderlich, mit Hilfe experimenteller Untersuchungen der dynamischen Strukturverformung, Schwachstellen der Maschinenstruktur aufzudecken. Diese Untersuchung, die sogenannte Modalanalyse, umfasst die Messung der Schwingungen an bis zu dreihundert Punkten der Maschine in drei Dimensionen und die mathematische Ableitung der Eigenformen. Zwar steigt mit dem rasanten Wachstum der Rechenleistung auch die Bedeutung der Simulation, doch scheint diese die experimentelle Modalanalyse nur zusatzlich zu fordern [1]. Hauptanwendungsgebiet der Modalanalyse sind die Charakterisierung von Materialeigenschaften, Abgleich theoretischer Modelle und Simulationsergebnisse sowie, insbesondere vor dem Hintergrund der Anwendungsbeispiele in diesem Artikel, die Identifikation von mechanischen Strukturschwachpunkten im Betrieb [1]. Anhand der Nachgiebigkeitsfrequenzgange kann die Neigung der Maschine zu Instabilitaten beurteilt sowie kritische Frequenzen identifiziert werden [2, 3]. Jedoch erlaubt nur die Modalanalyse die Identifikation der Schwachpunkte der Maschinenstruktur anhand derer, Verbesserungspotentiale abgeleitet werden konnen [4]. Der starke Bezug zu Werkzeugmaschinen liegt im Schwerpunkt unserer Forschungs-, Entwicklungs-, und Dienstleistungsaktivitaten. Die meisten Aussagen dieses Artikels sind jedoch genauso gultig fur die Modalanalyse von Fahrzeugen, Flugzeugen, Musikinstrumenten und Ahnlichem sowie teilweise fur die Modalanalyse von Gebauden, Brucken usw. Abhangig von der Art der zu untersuchenden Struktur werden hauptsachlich Beschleunigungssensoren und Laservibrometer fur Modalanalysen verwendet. Sogenannte 3D-ScanningVibrometer werden vorwiegend bei offenen Oberflachen und dunnen Strukturen in der Automobilund Luftfahrtindustrie eingesetzt [5]. Die drei Laser-Kopfe des Gerates werden auf das zu messende Objekt gerichtet, die Messung erfolgt beruhrungslos und sehr zugig uber grose Flachen, braucht jedoch einen grosen Sichtkorridor. Wegen der Sichtlinienproblematik werden in umhausten oder teilweise verdeckten Strukturen triaxiale Beschleunigungssensoren verwendet [2, 4]. Die zugige Messung mit Vibrometern steht der Flexibilitat der Beschleunigungssensoren gegenuber, auserdem weisen einige Forschungsarbeiten den Beschleunigungssensoren bessere Ergebnisse zu [6]. Schlieslich sind Systeme auf Basis von Beschleunigungssensoren wesentlich kostengunstiger und in der Regel kompakter.

3.4.3 Untersuchung der dynamischen Strukturverformung von Werkzeugmaschinen mit Tracking-Interferometern