Aktive Schwingungs­isolierung
AIS™ Active Isolation System

Aktive elektronisch-pneumatische Schwingungsisolierung in 3 oder 6 Freiheitsgraden.

Aktive Schwingungsisolierung mit leistungsfähiger Echtzeitregelung für höchste Anforderungen an Isolierwirkung, Abklingzeit und Niveaukonstanz. Das modulare System arbeitet ohne störende Wärmeerzeugung, Magnetfeldveränderungen oder hohen Stromverbrauch.

Aktive Schwingungsisolierung mit leistungsfähiger Echtzeitregelung für höchste Anforderungen an Isolierwirkung, Abklingzeit und Niveaukonstanz. Das modulare System arbeitet ohne störende Wärmeerzeugung, Magnetfeldveränderungen oder hohen Stromverbrauch.

Allgemeine
Produktbeschreibung

Allgemeines

Beim AIS™ Active Isolation System wird durch die aktive Regelung die Schwingungsisolierung deutlich verbessert, indem die Verstärkung in Resonanz unterdrückt wird, ohne die Eigenschaften bei höheren Frequenzen zu verschlechtern. Dabei erhält das AIS™ seine aktiven Eigenschaften über den gesamten Arbeitsweg (Hub) der Luftfeder.
Bei dynamischen Anwendungen sorgt das aktive Verhalten des Systems für reduzierte Abklingzeiten nach Anregung. Das System ist so schneller in Ruhe und erreicht bei Messaufgaben mit Positionierbewegungen kürzere Taktzeiten als passive Systeme.
Die Besonderheit des Systems liegt im pneumatischen Aktorprinzip, das einen sehr großen dynamischen Arbeitsbereich abdeckt – selbst bei sehr schweren Maschinen. Aufgrund extrem reaktionsschnell arbeitender Ventile sind Regelbandbreiten bis in den 300-Hz-Bereich hinein möglich. Das System reagiert in Echtzeit und damit so schnell, dass es auch einer Schwingungsisolierung mit aufwändiger Feed-forward-Signalregelung in nichts nachsteht.

Das AIS™ kann mit drei oder sechs aktiv geregelten Freiheitsgraden (DOF) eingesetzt werden. Das System kann so an die Anforderungen unterschiedlicher Anwendungen angepasst werden. Bei drei geregelten Freiheitsgraden werden drei vertikal ausgerichtete Controller verwendet, welche die vertikale Position und die Verdrehungen um beide horizontalen Achsen aktiv regeln. Die anderen Freiheitsgrade werden passiv von den Membranen zurückgestellt.
Bei der Verwendung von 6 geregelten Freiheitsgraden werden zusätzlich die HAB Horizontalluftfedern verwendet. In dieser Konfiguration werden sechs Controller verwendet, die sowohl vertikal als auch horizontal angeordnet werden.

Schematische Darstellung des Aufbaus eines Bilz Active Isolation System AIS™ - 3 Freiheitsgrade

4-Punkt AIS™ für 3 (3 DOF) oder 6 (6 DOF) aktiv geregelte Freiheitsgrade

Schematische Darstellung des Aufbaus eines Bilz Active Isolation System AIS™ - 6 Freiheitsgrade

4-Punkt AIS™ für 3 (3 DOF) oder 6 (6 DOF) aktiv geregelte Freiheitsgrade

AIS™ High Performance

Zur Erzeugung höherer horizontaler Gegenkräfte werden in der Ausbaustufe AIS™ High Performance zusätzliche um 90° gedrehte BiAir Luftfedern eingesetzt. Die horizontalen HAB Luftfedern dienen dabei als reine Luftlager. Somit lassen sich auch geringfügige Reibungseffekte und Einflüsse der Membrane eliminieren.

Schematische Darstellung des Aufbaus eines Bilz Active Isolation System High Performance AIS™ - 6 Freiheitsgrade

4-Punkt AIS™ High Performance für 6 aktiv geregelte Freiheitsgrade

Systemaufbau AIS™

Systemaufbau AIS™
Systemaufbau eines Bilz Active Isolation System AIS™

Systemaufbau Aktive Schwingungsisolierung AIS™ (schematische Darstellung)

Darstellung der Anordnung der Regler für ein 6 DOF Bilz Active Isolation System AIS™

Anordnung der Regler für ein 6 DOF AIS™

Eigenschaften
  • Aktive elektronisch-pneumatische Schwingungsisolation mit bis zu sechs geregelten Freiheitsgraden.
  • Mittels „Spacern“ auch nachträglich von 3 auf 6 DOF nachrüstbar.
  • Hochwirksame Schwingungsisolation ohne Resonanzüberhöhung.
  • Optimale Positionsgenauigkeit in vertikaler und horizontaler Richtung.
  • Minimale Einfederung und Abklingzeiten bei Lastwechsel der Maschine.
  • Sehr leistungsfähige Echtzeitregelung.
  • SPS, CAN-Bus und je Freiheitsgrad ein Regler und hochdynamisches Proportional-Wegeventil.
  • Jeder Regler verfügt über einen Mikroprozessor und integrierter, hochauflösender Sensorik für Position, Druck und Beschleunigung.
  • Bedienungsfreundliche, intelligente Software für Inbetriebnahme und Diagnose.
  • Einfache digitale Umschaltmöglichkeit zwischen scanning mode (während empfindlicher Maschinenoperationen) und loading mode (bei Lastwechsel der Maschine).
  • Kein Feedforward-Signal erforderlich.
  • Keine störenden Wärmeerzeugungen, Magnetfeldveränderungen oder hoher Stromverbrauch wie bei elektromagnetischen Aktuatoren / Linearmotoren.

TECHNISCHE DATEN

Darstellung der Übertragungsfunktion AIS™ (interpolierte Systemmessung auf Shakerprüfstand)

Übertragungsfunktion AIS™ (interpolierte Systemmessung auf Shakerprüfstand)

Übersicht technische Daten AIS™
AIS™
3 Freiheitsgrade
AIS™
6 Freiheitsgrade
AIS™ High Performance 6 Freiheitsgrade
Typische Systemauflast*
AIS™ 3 Freiheitsgrade
800 kg – 120.000 kg
AIS™ 6 Freiheitsgrade
800 kg – 120.000 kg
AIS™ High Performance 6 Freiheitsgrade
800 kg – 120.000 kg
Vertikale Eigenfrequenzen*
AIS™ 3 Freiheitsgrade
1,2 – 2,5 Hz
AIS™ 6 Freiheitsgrade
1,2 – 2,5 Hz
AIS™ High Performance 6 Freiheitsgrade
1,2 – 2,5 Hz
Horizontale Eigenfrequenzen*
AIS™ 3 Freiheitsgrade
2,2 – 2,8 Hz
AIS™ 6 Freiheitsgrade
1,1 – 1,9 Hz
AIS™ High Performance 6 Freiheitsgrade
0,8 – 1,9 Hz
Art der Ansteuerung
AIS™ 3 Freiheitsgrade
Servo-pneumatisch
AIS™ 6 Freiheitsgrade
Servo-pneumatisch
AIS™ High Performance 6 Freiheitsgrade
Servo-pneumatisch
Aktiv geregelter Frequenzbereich
AIS™ 3 Freiheitsgrade
0-15 Hz
AIS™ 6 Freiheitsgrade
0-15 Hz
AIS™ High Performance 6 Freiheitsgrade
0-15 Hz
Reinraumtauglichkeit
AIS™ 3 Freiheitsgrade
ja
AIS™ 6 Freiheitsgrade
ja
AIS™ High Performance 6 Freiheitsgrade
ja
Kommunikationsschnittstellen
AIS™ 3 Freiheitsgrade
Ethernet, Digitale E/A, RS232
AIS™ 6 Freiheitsgrade
Ethernet, Digitale E/A, RS232
AIS™ High Performance 6 Freiheitsgrade
Ethernet, Digitale E/A, RS232
SENSORAUFLÖSUNG:
AIS™ 3 Freiheitsgrade
AIS™ 6 Freiheitsgrade
AIS™ High Performance 6 Freiheitsgrade
Wegmessystem
AIS™ 3 Freiheitsgrade
0,2 µm
AIS™ 6 Freiheitsgrade
0,2 µm
AIS™ High Performance 6 Freiheitsgrade
0,2 µm
Beschleunigungssensor
AIS™ 3 Freiheitsgrade
8 µg
AIS™ 6 Freiheitsgrade
8 µg
AIS™ High Performance 6 Freiheitsgrade
8 µg
Drucksensor
AIS™ 3 Freiheitsgrade
0,2 mbar
AIS™ 6 Freiheitsgrade
0,2 mbar
AIS™ High Performance 6 Freiheitsgrade
0,2 mbar
Samplingrate Sensorsignale
AIS™ 3 Freiheitsgrade
4 kHz (nach Oversampling)
AIS™ 6 Freiheitsgrade
4 kHz (nach Oversampling)
AIS™ High Performance 6 Freiheitsgrade
4 kHz (nach Oversampling)
SENSORAUFLÖSUNG:
Wegmessystem
0,2 µm
0,2 µm
0,2 µm
Beschleunigungssensor
8 µg
8 µg
8 µg
Drucksensor
0,2 mbar
0,2 mbar
0,2 mbar
Samplingrate Sensorsignale
4 kHz (nach Oversampling)
4 kHz (nach Oversampling)
4 kHz (nach Oversampling)

*Kundenspezifische Anpassungen möglich

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