Zastosowanie aktywnych układów eliminacji drgań w procesie skrawania

• Autorzy: Parus A. , Hoffmann M. , Bodnar A.

Warianty tytułu

EN

Application of active eliminators if vibration in cutting process

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule przedstawiono dwie koncepcje sterowanych eliminatorów do redukcji drgań powstających przy frezowaniu. W obu konstrukcjach eliminatorów zastosowano siłowniki piezoelektryczne. Pierwsze rozwiązanie to eliminator dołączany do podatnego przedmiotu obrabianego. Do sterowania eliminatorem zastosowany został regulator LQG. Skuteczność proponowanego układu sterowania została potwierdzona doświadczalnie dla różnych parametrów skrawania. Zasadniczym problemem w stosowaniu tego typu rozwiązania jest konieczność przygotowania miejsca montażu eliminatora na obrabianym przedmiocie. Z tego względu rozpoczęto prace nad aktywnym uchwytem obróbkowym, który może być stosowany w przypadkach, gdy użycie eliminatora dołączanego do przedmiotu jest niemożliwe. W pracy przedstawiono model, syntezę układu regulacji oraz symulację pracy zaproponowanej konstrukcji.

EN

The paper presents two devices for controlling vibrations in the milling process. In both constructions piezoelectric actuators were used. In the first structure the eliminator was attached to the workpiece. To control the system a linear quadratic Gaussian (LQG) regulator was applied. The effectiveness of the eliminator was demonstrated in cutting experiments. The main problem that appears in this solution is the connection of the eliminator to the workpiece - in some cases such a connection is difficult to establish or is not even possible. The active workpiece holder system (active table) can be applied in a wider range of applications. The paper describes a mathematical model and synthesis of the control system. Efficiency of the proposed control method was examined by experiments and numerical simulations both for the workpiece eliminator and the active workpiece holder respectively.

Słowa kluczowe

PL

drgania samowzbudne; eliminator drgań; wibrostabilność; frezowanie

EN

self-exited vibrations; vibration eliminator; vibrostability; milling

• Wydawca: Wydawnictwo Wrocławskiej Rady FSNT NOT
• Czasopismo: Inżynieria Maszyn
• Rocznik: 2011
• Tom: R. 16, z. 1/2
• Strony: 82--94
• Opis fizyczny: Bibliogr. 18 poz.

Twórcy

autor

Parus A.

autor

Hoffmann M.

autor

Bodnar A.

• Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny w Szczecinie, Instytut Technologii Mechanicznej, Wydział Inżynierii Mechanicznej i Mechatroniki

Bibliografia

• [1] ALTER D.M., TSAO T.C., 1994, Stability in turning process with actively controlled linear motor feed drives, ASME Journal of Engineering for Industry, 116/298-307.
• [2] ALTINTAS Y., 2000, Manufacturing automation, Cambridge University Press, Cambridge UK.
• [3] ESMA S., MARUI E., 2000, Suppression of chatter vibration of boring tools using impact dampers, International Journal of Machine Tools and Manufacture, 4/1141-1151.
• [4] INAMURA T., SATO T., 1974, Stability analysis of cutting under varying spindle speed, Annals of CIRP, 23/2/ 119-120.
• [5] JEMIELNIAK K., WIDOTA A., 1984, Suppression of self-excited vibration by the spindle speed variation method, International Journal of Machine Tool Design and Research, 24/119-120.
• [6] KOZIŃSKI W., 2004, Projektowanie regulatorów. Wybrane metody klasyczne i optymalizacyjne, Wydawnictwo Politechniki Warszawskiej, Warszawa.
• [7] LEE W.Y., KIM K.W., SIN H.C., 2002, Design and analysis of a milling cutter with the improved dynamic characteristics, International Journal of Machine Tools and Manufacture, 42/ 961-967.
• [8] LIAO Y.S., YOUNG Y.C., 1996, A New online spindle speed regulation strategy for chatter control, International Journal of Machine Tool Manufacture, 36/651-660.
• [9] SHIRAISHI M., YAMANAKA K., FUJITA H., 1991, Optimal control of chatter in turning. International Journal of Machine Tools Manufacture, 31/1/31-43.
• [10] SMITH S., TLUSTY J., 1992, Stabilizing charter by automatic spindle speed regulation, Annals of CIRP, 41/1/433-436.
• [11] TAKAHASHI Y., RABINS M.J., AUSLANDER D.M., 1974, Control and dynamics systems, Springer.
• [12] TANAKA H., OBATA F., MATSUBARA T., MIZUMOTO H., 1994, Active chatter suppression of slender boring bar using piezoelectric actuators, JSME International Journal, 37/3, 601-606.
• [13] TARNG Y.S., KAO Y.J., LEE E.C., 2000, Chatter suppression in turning operations with a tuned vibration absorber, Journal of Material Processing Technology, 105/55-60.
• [14] TARNG Y.S., LEE E.C., 1997, A critical investigation of the phase shift between the inner and outer modulation for the control of machine tool charter, International Journal of Machine Tools Manufacture, 37/1661-1672.
• [15] WECK M., ALLDIECK J., 1989, The originating mechanisms of wheel regenerative grinding vibrations, Annals of CIRP, 38/1/381-384.
• [16] PIEZOMECHANIC GmbH, 2006, Electronic supplies for piezomechanics, Technical data, (katalog).
• [17] PIEZOMECHANIC GmbH, 2006, Piezo-mechanical and electrostrictive stack and ring actuators, Product range and technical data, (katalog).
• [18] PIEZOMECHANIC GmbH, 2006, Piezo-mechanics. An introduction, (katalog).