Moderní obráběcí stroje nabízejí vysoký výkon, avšak jeho plné dosažení může znemožnit volba nevhodných technologických parametrů konkrétní operace, specifické vlastnosti obrobku, chyba při montáži stroje, použití strojní komponenty s tuhostí sníženou v důsledku konstrukčního provedení či v důsledku poruchy. Dále snížená tuhost ve stykových plochách či konfigurace stroje, nevhodně zvolená pro zamýšlenou operaci. Vibrace vzniklé z těchto důvodů jsou překážkou plného využití potenciálu stroje, způsobují jeho nestandardní chování, znemožňují nasazení špičkových parametrů obrábění a požadovanou kvalitu obrobeného povrchu. Snaha zamezit jejich vzniku a potřeba tlumit vibrace již vzniklé však představuje komplexní problematiku, kterou nelze řešit jednoduše, neb zjednodušený přístup k žádoucímu výsledku nevede.
Přesto, že se řešením této problematiky zabývají výrobci řídicích systémů, dodavatelé měřicích systémů i výrobci strojů samotných, výsledky jsou dosud ponejvíce na úrovni základního výzkumu a praktické možnosti tlumení vibrací, vzniklých působením uvedených vlivů, jsou v aplikační sféře dosud výjimkou. Navíc řešenou pouze pro danou specifickou situaci. Proto je tato problematika začleněna do úkolů řešených Výzkumným centrem pro strojírenskou výrobní techniku a technologii (RCMT) na ČVUT v Praze a zahrnuta do nabídky služeb, poskytovaných akreditovanou Zkušební laboratoří tohoto centra.
ŘEŠENÉ ÚKOLY
Centrum kompetence – Strojírenská výrobní technika je nejvýznamnější a největší grantový projekt, jehož smyslem je zvýšit technickou kompetenci, konkurenceschopnost a produkci nejvýznamnějších výrobců strojírenské výrobní techniky v České republice. Zastřešuje dlouhodobý aplikovaný výzkum a vývoj oboru; projekty, řešící příbuznou problematiku, jsou seskupeny do celkem 12 tzv. pracovních balíčků WP1–WP12. Problematika tlumení a potlačování nežádoucích vibrací je řešena v balíčku WP4. Předmětem pozornosti je výzkum přirozeného tlumení ve strukturách obráběcích strojů a vývoj modelů pro cílené využití informací o tlumení při návrhu strojů. Související oblastí šetření je výzkum vlivu zvolené technologie na kmitání stroje s cílem zlepšit stabilitu obrábění a zvýšit výkon při zachování nebo zlepšení kvality obrobeného povrchu.
Výzkum a vývoj probíhá v těsné spolupráci se členy řešitelského konsorcia CK – Strojírenská výrobní technika. Soustřeďuje se na metody, které lze využít jak ve fázi návrhu stroje, tak při odstraňování slabých míst stroje již hotového (např. po repasi nebo provedené jednoúčelové úpravě), a jejich efektem je žádoucí zlepšení stability stroje a dosažení předpokládané produktivity. Získané výsledky se promítají do nabídky služeb Akreditované laboratoře VCSVTT a naopak, její zkušenosti prověřují a potvrzují obecné závěry teoretických výsledků výzkumu.
MĚŘICÍ METODY
Základem měřicích metod je měření kmitání testovaného stroje nebo jeho komponenty. Běžně se začíná s měřením kmitání za provozu stroje, tj. během pohybu os nebo při obrábění. Výsledkem je nalezení vztahu mezi kmitáním stroje a jeho neuspokojivým chováním (např. nedostatečná kvalita obrobeného povrchu nebo nemožnost dosáhnout požadované řezné parametry). Následnou činností je identifikace dynamických vlastností stroje; porovnáním výsledků těchto dvou postupů lze stanovit, zda je nežádoucí kmitání způsobeno mechanickými vlastnostmi stroje či nikoliv. 
Modální analýzou je možno určit vlastnosti vyšetřovaného stroje (systému) a získat dynamický popis jeho konstrukce; lze ji provádět v teoretické rovině nebo s využitím údajů z experimentálního měření reálné vyšetřované struktury. Takto získané vlastnosti systému se následně vyhodnocují (obr. 1). Dají se určit nebezpečné provozní stavy, při nichž by mohlo dojít k rezonanci vyšetřovaného systému, analýzou výsledných tvarů kmitů lze zjistit místa maximálních výchylek, doporučit např. úpravu geometrie komponenty nebo navrhnout vhodné přídavné prvky s tlumicím efektem. Nedílnou součástí přístupu k řešení nežádoucích vibrací je i použití experimentální diagnostiky vibrací.
PRÁCE REALIZOVANÉ V CENTRU
Vyvíjely se metody pro identifikaci kritických míst struktury obráběcího stroje, které se na vzniku nestability podílejí rozhodujícím způsobem, a metody pro identifikaci nestability; z toho vycházejí 
návrhy opatření k nápravě nevyhovujícího stavu. V návaznosti se provádí analýza kritických míst struktury obráběcího stroje a stanovují se možnosti eliminace zdroje chvění, např. vyvážením nebo úpravou konstrukce stroje s cílem zvýšit tuhost komponent i celku. V krajním případě je možné pro zlepšení charakteristik stroje doporučit aplikaci laděných hltičů chvění. Na požadavek zákazníka lze v akreditované Zkušební laboratoři VCSVTT analyzovat konstrukční komponenty.
Ke zvýšení tlumicích schopností dutých kuličkových šroubů: v akreditované Zkušební laboratoři VCSVTT proběhlo porovnání tlumicích schopností dutých kuličkových šroubů. Použitím vhodné tlumivé výplně bylo dosaženo podstatně kratšího doznívání reakce na budicí sílu (obr. 2).
MĚŘENÍ OBRÁBĚCÍHO CENTRA, ANALÝZA A NÁVRHY NA OPATŘENÍ
Proběhla analýza prototypu obráběcího centra gantry koncepce s cílem nalézt slabá místa rámu stroje. 
Po úvodních technologických testech, kdy se měřilo kmitání na vřetenové hlavě během několika režimů obrábění s cílem nalézt mezní využití výkonu stroje, dané rozvojem vibrací a související se zhoršenou kvalitou obrobené plochy (obr. 3), byla následně změřena dynamická poddajnost stroje (obr. 4). Při tomto měření se porovnávaly frekvence, při nichž se vyskytují výrazné vibrace během obrábění, s vlastními frekvencemi stroje. 
Výsledkem je konstatování, že v tomto konkrétním případě je problém v místě styku frézovací hlavy a smykadla, kde byla zjištěna nedostatečná tuhost (obr. 5). Na základě těchto zjištění bylo vydáno doporučení překonstruovat spojení mezi smykadlem a vřetenovou hlavou; provedené úpravy mají za následek podstatné zlepšení dynamických vlastností stroje.
Analýza zvýšeného kmitání obráběcího centra při maximálních otáčkách vřetena: vyřešil se
problém portálového obráběcího centra, kde vznik výrazného hlučení a kmitání zabraňoval dosažení maximálních otáček vřetena. Po proměření dynamické poddajnosti smykadla stroje a provedené analýze kmitání při rozjezdu bylo zjištěno, že kmitání je závislé na otáčkách vřetena, a tedy že budič kmitá na otáčkové frekvenci vřetena. Příčinou nevyhovujícího stavu byla náhonová hřídel, jejíž vlastní frekvence se shodovala s otáčkovou při maximálních otáčkách. Na základě toho se doporučila výměna náhonu.
ZÁVĚR
Do dnešního dne se realizovala řada dalších úspěšných aplikací, které odhalily slabá místa vyšetřovaného stroje a pomohly při jejich odstraňování. Využívání verifikovaných výpočetních modelů, měření na měřidlech renomovaných firem Brüel&Kjaer, Optodyne, Tesa, Lion Precision, Mitutoyo, National Instruments a dalších spolu s teoretickým zázemím a zkušenostmi pracovníků Akreditované laboratoře i ostatních skupin, činných v rámci RCMT, dávají záruku výběru nejvýhodnější varianty pro optimalizaci požadovaných vlastností stroje.
Je prokázáno, že takto lze identifikovat příčiny nízkého výkonu, vhodnými opatřeními je odstranit a ve svém důsledku uživateli šetřit výrobní náklady a kapacitu úzkoprofilového stroje.
Ing. Petr Borovan