Begin 2011 introduceert Jakom Shafts & Rollers uit Cuijk een beitelhouder met geïntegreerde actieve trillingsdemper, gebaseerd op het piëzo-elektrische effect. De beitel elimineert trillingen die optreden tijdens het draaien van lange dunne assen en buizen. Een sensor registreert een eventueel opkomende trilling en stuurt daarmee een piëzo-actuator aan in de beitelhouder, die een anti-trilling genereert op de beitelpunt.
“Wij hebben 5 jaar aan dit systeem gewerkt”, aldus Hessel Hendriks, directeur van Jakom. “Als draaierij van lange dunne assen en buizen hadden wij steeds last van trillingen die ontstaan bij het afdraaien. Als gevolg van deze oscillatie van het werkstuk ontstaat er een golvend oppervlak. Hierdoor ontstaat een slechtere oppervlaktekwaliteit, maar ook een maatonnauwkeurigheid en een verlaging van de standtijd van het gereedschap.”
Algoritme
Jakom streeft naar een zo groot mogelijke beheersbaarheid van het proces; daarom moesten de trillingen uitgesloten worden. De buistrillingen liggen tussen 500 en 1500 Hz (afhankelijk van de afmetingen van het product), waardoor de aansturing van de piëzo-actuator cruciaal is. De aansturing gebeurt digitaal met behulp van een algoritme. De keuze van dit algoritme is samen met TNO bepaald. TNO heeft jarenlange ervaring met trillingen en algoritmes en heeft in die tijd een schat aan kennis opgebouwd.
De beitelhouder met snijplaat beschikt over een actieve trillingsdemper (foto: Jakom)
René van Raaij, eveneens van Jakom. “Er is duidelijk verschil tussen het draaien van assen en het afdraaien van buizen of walsen. Bij het draaien van assen hebben wij vooral te maken met transversale trillingen. Deze zijn goed te elimineren door het plaatsen van ondersteuningsbrillen. Bij holle buizen en walsen ligt dat anders. De axiale (wand)trillingen die ontstaan bij het afdraaien van buizen en walsen, zijn met ondersteuningsbrillen minder goed op te vangen”.
Anti-trilling
Daarom heeft Jakom samen met TNO een actieve trillingsdemper ontwikkeld die geïntegreerd is in de beitelhouder. Het is een voorspellend regelsysteem; zodra er een resonantie dreigt te ontstaan, wordt de trilling meteen geëlimineerd door een anti-trilling. “Het systeem werkt perfect; we zijn nu in een fase dat we gaan overstappen van de laboratoriumopstelling naar de toepassingen in de dagelijkse productie”.
Ook het draaien van zware assen is geen probleem meer voor Jakom. “Laatst hebben we een schroefas bewerkt van wel 16 ton. Daar draaien wij onze hand niet voor om, “ aldus Hendriks. “Met onze nieuwste vinding, de Jakom Active Tool Holder, oftewel de anti-trillingsbeitel hopen wij de kwaliteit voor onze klanten op een nóg hoger peil te brengen. Vanwege onze hoge draaikwaliteit wordt in veel gevallen naslijpen overbodig”.
