Model based chatter suppression in machining.

• Autorzy: Domek S. , Parus A. , Pietrusewicz K.

Warianty tytułu

PL

Tłumienie drgań obrabiarek z wykorzystaniem modelu.

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

An impaired surface texture of the work-piece is a result of the chatter phenomena in machining. To remedy the problem various kinds of vibration absorbers have found a wide utility. In the paper three methods of control of a semi-active vibration absorber are compared. The first one is based on suboptimal pole and zero placement (PZP), the next one makes use of the model-following control (MFC) approach, and the last one incorporates an internal model of disturbances (IMP). Results of simulation tests show that employing controlled vibration absorbers provides a distinct increase in ultimate values of machining parameters.

PL

Gorsza jakość obrabianej powierzchni jest rezultatem drgań w czasie obróbki mechanicznej. W celu zmniejszenia możliwości powstania wibracji stosuje się m.in. różnego typu tłumiki drgań. W artykule porównano trzy metody regulacji semiaktywnego tłumika drgań. Pierwsza jest oparta na metodzie suboptymalnego lokowania biegunów i zer (PZP), druga wykorzystuje metodę ze śledzeniem modelu (model following control MFC), trzecia wewnętrzny model zakłóceń (IMP). Wyniki badań symulacyjnych pokazują, że użycie regulowanych tłumików drgań prowadzi do znaczącego zwiększenia wartości granicznych parametrów procesu obróbki.

Słowa kluczowe

EN

chatter suppression; machine tool; vibrostability; pole and zero placement; vibration absorber; MFC

PL

tłumienie drgań; obrabiarka; wibrostabilność; lokowanie biegunów i zer; tłumik drgań; MFC

• Wydawca: Komitet Budowy Maszyn PAN ; De Gruyter
• Czasopismo: Advances in Manufacturing Science and Technology
• Rocznik: 2006
• Tom: Vol. 30, nr 4
• Strony: 5--17
• Opis fizyczny: Bibliogr. 19 poz., rys.

Twórcy

autor

Domek S.

autor

Parus A.

autor

Pietrusewicz K.

• Institute of Control Engineering, Szczecin University of Technology, Al. Piastów 19, 70-310 Szczecin,

Bibliografia

• [1] D. PUN, Y.-B. LIU: On the design of the piecewise linear vibration absorber. Nonlinear Dynamics, 22(2000), 393-413.
• [2] A.-H. NAYFEH, D.-T. MOOK: Nonlinear oscillations. John Wiley, New York 1986.
• [3] O. V. GENDELMAN: Transition of Energy to a Nonlinear Localized Mode in a Highly Asymmetric System of Two Oscillators. Nonlinear Dynamics, 25(2001), 237-253.
• [4] D. M. MCFARLAND, A.F. VAKAKIS, L.A.BERGMAN: Experimental verification of the performance of a nonlinear energy sink. Proc. 15th ASCE Engineering Mechanics Conference, New York 2002.
• [5] D.-L. GUO, H.-Y. HU, J.-Q. YI: Neural Network Control for a Semi-Active Vehicle Suspension with Magnetorhelogical Damper. J. of Vibration and Control, 10(2004), 461-471.
• [6] D. M. ALTER, T. C. TSAO: Stability in turning process with actively controlled linear motor feed drives. ASME, J. of Engineering for Industry, 116(1994), 298-307.
• [7] Y.-S. LIAO, Y.-C. YOUNG: A new online spindle speed regulation strategy for chatter control. J. of Machine Tool Manufacture, 36(1996), 651-660.
• [8] T. MIZUNO, MORIYA M., K. ARAKI: Robust disturbance cancellation in active dynamic vibration absorber system. Control Engineering Practice, 3(1995)6, 773-781.
• [9] T. MIZUNO, K. ARAKI: Active dynamic vibration absorber with automatic frequency tracking. Trans, of Japan Society of Mechanical Engineers, 41(1998)3, 378-383.
• [10] Y.-S. TARNG, Y.-J. KAO, E.-C. LEE: Chatter suppression in turning operations with a tuned vibration absorber. J. of Material Processing Technology, 105(2000), 55-60.
• [11] K. J. KALIŃSKI: Vibration Surveillance in High Speed Milling Machines by the Spindle Speed Control, Proc. 7th Conf. on Active Voice and Vibration Control Methods, Wigry 2005, 83-100.
• [12] M. CHODŹKO, M. PAJOR: Application of Controlled Absorber Aimed at Self-Excited Vibration Suppression. Proc. 13th Inter. DAAAM Symp., Vienna 2002.
• [13] S. DOMEK, A. PARUS: Genetic algorithm in optimization of the vibration control system in machining (in Polish). Zeszyty Naukowe Katedry Mechaniki Stosowanej Politechniki Śląskiej, Gliwice 2006 (to appear).
• [14] T. KACZOREK: Theory of the multivariable linear dynamics systems (in Polish). WNT, Warszawa 1993.
• [15] S. DOMEK, A. PARUS: Charter suppression in machining (in Polish). Pomiary Automatyka Kontrola, (2005)11, 35-37.
• [16] S. DOMEK: Predictive chatter suppression in machine tools. Advances in Manufacturing Science and Technology, 30(2006)1, 37-52.
• [17] S. SKOCZOWSKI, S. DOMEK, K. PIETRUSEWICZ, B. BROEL-PLATER: A method for improving the robustness of PID control. IEEE Trans, on Industrial Electronics, 52(2005)6, 1669-1676.
• [18] S. SKOCZOWSKI, R. OSYPIUK, K. PIETRUSEWICZ: Two-degrees of freedom robust PID control in practice (in Polish). MIKOM-PWN, Warszawa 2006.
• [19] S. SKOCZOWSKI, S. DOMEK, K. PIETRUSEWICZ: Robust model following PID control and its implementation on PLC. In: Robust Control Design 2003, ed. P. Colaneri, S. Bittanti. IFACProc. Volumes, Elsevier, 2004, 293-298.