PL
 |
EN
Preferencje help
Polish version English version Język
Widoczny [Schowaj] Abstrakt
Liczba wyników

Znaleziono wyników: 30

Liczba wyników na stronie
first rewind previous Strona / 2 next fast forward last
Wyniki wyszukiwania
Wyszukiwano:
w słowach kluczowych:  wibrostabilność
help Sortuj według:

help Ogranicz wyniki do:
first rewind previous Strona / 2 next fast forward last
1
Content available remote An analysis and modeling of the dynamic stability of the cutting process against self-excited vibration
Motallebia A., Doniavi A., Sahebi Y.
Mechanics and Mechanical Engineering
|
2018
|
Vol. 22, nr 4
1287--1299
EN
Chatter is a self-excited vibration which depends on several parameters such as the dynamic characteristics of the machine tool structure, the material of the work piece, the material removal rate, and the geometry of tools. Chatter has an undesirable effect on dimensional accuracy, smoothness of the work piece surface, and the lifetime of tools and the machine tool. Thus, it is useful to understand this phenomenon in order to improve the economic aspect of machining. In the present article, first the theoretical study and mathematical modeling of chatter in the cutting process were carried out, and then by performing modal testing on a milling machine and drawing chatter stability diagrams, we determined the stability regions of the machine tool operation and recognized that witch parameter has a most important effect on chatter.
2
Modalne modelowanie dynamiki obrabiarki przenośnej
Chodźko M., Pawełko P., Marchelek K.
Modelowanie Inżynierskie
|
2014
|
T. 21, nr 52
30--35
PL
W pracy przedstawiono wyniki modalnego modelowania dynamiki prototypu obrabiarki przenośnej. Modelowanie to zostało przeprowadzone na podstawie wyników testu impulsowego i miało na celu sprawdzenie stacjonarności obiektu modelowania, wskazanie postaci drgań mogących mieć negatywny wpływ na jakość obróbki oraz określenie niebezpiecznych, ze względu na zjawisko rezonansu, zakresów częstotliwości. Na podstawie analizy postaci drgań oraz porównania wartości amplitud drgań w poszczególnych punktach konstrukcji wskazano słabe ogniwa struktury obrabiarki oraz podjęto dyskusję na temat konieczności ich wyeliminowania. Na podstawie testu „tool – tip” i modelu procesu skrawania przeprowadzono prognozowanie wibrostabilności obrabiarki przenośnej oraz do-konano jej doświadczalnej weryfikacji.
EN
The paper presents results of modal modelling of portable machine tool prototype. Impulse test method Was Applied to check that model is stationary. Resonance frequencies were estimated and mode shapes were animated, To point the weak elements of the structure. Tests Were conducted for many different relative configurations of Machine tool bodies. The need of structural changes of prototype is discussed. Results of the tool tip test were Used for vibrostability prediction and the prognosis was verified experimentally.
3
Eliminacja drgań samowzbudnych z zastosowaniem aktywnego uchwytu obróbkowego
Parus A., Chodźko M., Hoffmann M.
Modelowanie Inżynierskie
|
2011
|
T. 11, nr 42
325-332
PL
Współczesne obrabiarki CNC projektowane są tak, aby ich właściwości dynamiczne umożliwiały prowadzenie stabilnej obróbki w szerokim zakresie parametrów skrawania, przy zastosowaniu szerokiej gamy narzędzi skrawających. Pozwala to na pracę z większymi wartościami szerokości skrawania, co przekłada się na wzrost produktywności. Niestety w wielu przypadkach powodem utraty stabilności nie są właściwości dynamiczne samej obrabiarki, lecz decydujący wpływ mają właściwości przedmiotu lub narzędzia. W takim przypadku konieczna jest modyfikacja parametrów obróbki, co zazwyczaj prowadzi do znacznej redukcji wydajności. Z tego powodu poszukiwane są efektywne metody redukcji drgań przedmiotu i/lub narzędzia skrawającego. Rozwijane są różnego rodzaju układy przeznaczone do tego celu, jak np. pasywne, aktywne i semi-aktywne eliminatory drgań dołączane do obrabianego przedmiotu. W artykule zaprezentowana została koncepcja modyfikacji właściwości dynamicznych przedmiotu obrabianego poprzez zastosowanie aktywnego uchwytu obróbkowego. W porównaniu do dołączanych eliminatorów drgań rozwiązanie to ma dużą zaletę - nie ma konieczności modyfikacji obrabianego przedmiotu. W niektórych przypadkach dołączenie eliminatora wiąże się z koniecznością wykonania dodatkowych elementów i przygotowania specjalnego miejsca na obrabianym przedmiocie. Zastosowanie aktywnego uchwytu obróbkowego pozwala na redukcję drgań bez konieczności ingerencji w obrabiany przedmiot. W artykule przedstawiono wyniki symulacji obróbki przedmiotu obrabianego zamontowanego w aktywnym uchwycie. W konstrukcji uchwytu zastosowano siłowniki piezoelektryczne, które umożliwiają bezpośrednie oddziaływanie na obrabiany element. Do sterowania zastosowano układ sprzężenia zwrotnego od stanu obiektu, którego zadaniem jest redukcja amplitudy drgań przedmiotu w trakcie obróbki. Przedstawiono wyniki symulacji dla wybranych wariantów frezowania.
EN
CNC machines are designed to enable working with wide range of cutting parameters and different types of cutting tools. Therefore, large depths of cut can be applied and high productivity level can be achieved. In some cases loosing stability of the cutting process is caused by unfavorable dynamic properties of work-piece or cutting tool, but not by the machine tool. To assure stable machining, parameters of the cutting process have to be tuned. Unfortunately, this leads usually to decreasing the machining productivity. For this reasons the effective methods of work-piece and tool vibration are sought for. Different types of systems are developed for this purpose e.g. passive, active and semi-active vibration suppression absorbers, which are attached to the work-piece. In some cases an additional modification of the workpiece has to be made in order to allow mounting the vibration absorber. The paper describes a modification of the work-piece dynamic properties using active clamp system. In comparison to the vibration absorbers this solution has a great advantageous - adaptation of the work-piece is not necessary. Active clamp application is possible without making any changes to the work-piece. In the paper the simulation results of the machining process with work-piece mounted using an active clamp are presented. In the simulation the mechanistic model of cutting force is used with parameters which are determined on the basis of the real cutting tool. In the active clamp piezo actuators are used in order to assure active influence on the work-piece. The actuators are drive by state space feedback control system. The aim is to minimize the amplitude of the vibration during machining process. The results for different variants of milling process are presented.
4
Content available Zastosowanie aktywnych układów eliminacji drgań w procesie skrawania
Parus A., Hoffmann M., Bodnar A.
Inżynieria Maszyn
|
2011
|
R. 16, z. 1/2
82-94
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.
5
Content available Identyfikacja modelu procesu skrawania narzędziami wieloostrzowymi dla potrzeb analizy wibrostabilności
Pajor M., Powałka B., Hoffmann M.
Inżynieria Maszyn
|
2011
|
R. 16, z. 1/2
95-112
PL
W artykule przedstawiono analityczną metodę wyznaczania krzywych stabilności dla frezowania. Model stabilności wymaga znajomości częstotliwościowej funkcji przejścia (FRF) struktury masowo - dyssypacyjno - sprężystej (MDS) obrabiarki, współczynników oporu skrawania oraz danych dotyczących narzędzia skrawającego. Do opisu przebiegów sił skrawania zastosowano model liniowy zaproponowany przez Altintasa, w którym współczynniki materiałowe estymowano w dziedzinie częstotliwości na podstawie zmierzonych doświadczalnie sił skrawania. Krzywa granicy stabilności pozwala na określenie stabilnych parametry pracy i uniknięcie powstawania drgań samowzbudnych, które są niepożądanym zjawiskiem podczas obróbki. Wyznaczone krzywe stabilności zweryfikowano doświadczalnie poprzez badania pracą na obrabiarce sterowanej numerycznie JAFO FNU-50.
EN
The article presents methodology for the analytical prediction of stability limits in milling. In order to calculate stability lobes it is necessary to have information regarding the structural dynamics of the machine tool and of the cutting force model. The dynamics of the machine tool is represented in terms of Frequency Response Functions (FRFs). The cutting process is described by the mechanistic model that assumes proportionality of the cutting force to the chip cross-sectional area. The paper presents the identification of cutting force coefficients determined front the model defined in the frequency domain. The determined stability lobes are verified in experimental tests.
6
Content available Doświadczalne badania właściwości dynamicznych układów korpusowych obrabiarek. Wybrane zagadnienia
Chodźko M., Marchelek K.
Inżynieria Maszyn
|
2011
|
R. 16, z. 1/2
67-81
PL
Zagadnienia modelowania systemu obrabiarka - proces skrawania są przedmiotem wielu prac badawczych. Obecnie obserwuje się silny rozwój technik modelowania, których celem jest realizacja koncepcji wirtualnej obrabiarki. Realizacja tej koncepcji wymaga poprawnie zbudowanych i zidentyfikowanych modeli systemu obrabiarka - procesy robocze. W artykule przedstawiono wyniki badań układów korpusowych obrabiarek pod kątem określenia ich właściwości dynamicznych. Przeanalizowano wybrane sposoby wymuszania drgań układów korpusowych oraz wykazano ich zalety oraz wady. Przytoczono wyniki przeprowadzonych badań, które potwierdziły wnioski z dokonanej analizy.
EN
Modeling machine tool - cutting process system is a subject of numerous research publications. Recently a development of modeling techniques focused on realization of virtual machine tool concept has been observed. The virtual machine tool concept necessitates accurate and identified models of machine tool and processes. The paper presents results of tests carried out to obtain dynamic properties of machine tools body system. Selected excitation methods are analyzed and their advantages and shortcomings are shown. Results of conducted tests that verify performed analyses are presented.
7
Content available remote Wpływ sposobu wyznaczania funkcji FRF obrabiarki na prognozę jej wibrostabilności
Chodźko M., Parus A.
Archiwum Technologii Maszyn i Automatyzacji
|
2011
|
Vol. 31, nr 4
145--154
PL
W artykule przedstawiono analizę wybranych czynników mogących mieć wpływ na postać wyznaczanych doświadczalnie charakterystyk dynamicznych obrabiarki, a w konsekwencji na prognozę wibrostabilności systemu obrabiarka - proces skrawania. Funkcje te najczęściej są określane na podstawie wyników testu impulsowego dla czujnika przyspieszeń mocowanego na końcówce narzędzia. Zmiany tych funkcji rzutują na wyniki prognozy wibrostabilności systemu obrabiarka - proces skrawania. Opierając się na wynikach eksperymentu, sprawdzono wpływ masy czujnika, niedokładności związanej z jego usytuowaniem oraz niepewności pozycji obiektu na postać charakterystyk dynamicznych podczas prowadzenia tool tip testu.
EN
In the paper the analysis of selected factors influencing FRFs measured experimentally and vi- brostability prognosis of machine tool - cutting process as a consequence is presented. The measurements have been done using standard piezoelectric accelerometers mounted on tool tip. Observable changes of FRF's have significant influence on stability prognosis. The sensor's mass, inaccuracy of its placement, changes of tool overhang influence on FRF's were tested, on the basis of tool tip test.
8
Content available remote Badania modalne prototypu frezarki FV2 oraz prognoza jej wibrostabilności
Chodźko M., Pajor M.
Archiwum Technologii Maszyn i Automatyzacji
|
2011
|
Vol. 31, nr 2
143-151
PL
W artykule przedstawiono wyniki badań modalnych frezarki FV2, której istotną cechą są napędy w postaci silników liniowych. Model modalny frezarki został zbudowany na podstawie wyników testu impulsowego. Estymacji parametrów tego modelu dokonano z wykorzystaniem algorytmu Polymax. Następnie model walidowano, wyznaczone zaś postacie drgań poddano szczegółowej analizie. Badania poszerzono o prognozę wibrostabilności frezarki FV2. W tym celu posłużono się zidentyfikowanym modelem procesu skrawania oraz wynikami testu impulsowego dla czujnika umieszczonego na końcówce narzędzia.
EN
The results of the modal tests of FV2 milling machine prototype are shown in the presented paper. It features linear drives. Modal analysis assumes stationarity of structural parameters which may not be valid when linear drives applied due to the interaction of the control and structural dynamic systems. The investigated milling centre is characterized by a heavy spindle head mounted to a long column. This may result in significant inertial couplings. Standard hammer test was used in this testing and Polymax algorithm was used in modal model parameter estimation process. Vibration modes were identified and animated. Then standard tool-tip test was made to obtain additional data to determine frequency response function needed for stability prognosis. Experimentally obtained frequency response functions along with the identified mechanistic cutting force model were used to estimate stability lobes.
9
Podniesienie wibrostabilności w procesie skrawania z zastosowaniem eliminatora piezoelektrycznego
Parus A., Marchelek K., Domek S., Hoffmann M.
Modelowanie Inżynierskie
|
2010
|
T. 8, nr 39
159-170
PL
W artykule przedstawiono zastosowanie eliminatora drgań w trakcie obróbki skrawaniem. Zastosowanie piezoaktuatora pozwoliło na modyfikację właściwości dynamicznych obrabianego przedmiotu w taki sposób, aby uzyskać zmniejszenie poziomu wibracji. Do sterowania eliminatorem zastosowany został regulator LQG. Skuteczność proponowanego rozwiązania została potwierdzona doświadczalnie dla różnych parametrów skrawania.
EN
In the paper the vibration absorber using in machining is presented. In the results the lower level of vibration is achieved by modification of the workpiece dynamics properties with using the piezo actuator. To control the vibration absorber LQG system is used. The effectiveness of the proposed method was verified by experiment with different cutting parameters.
10
Content available remote Suppression of self-excited vibration in cutting process using piezoelectric and electromagnetic actuators
Parus A., Pajor M., Hoffmann M.
Advances in Manufacturing Science and Technology
|
2009
|
Vol. 33, nr 4
35-50
EN
This paper describes the reduction of self-excited vibrations with controlled eliminators containing a piezoelectric actuator and an electromagnetic system. The results of numerical simulations and experimental investigations confirm the effectiveness of the eliminators. The simulations were conducted with a Matlab - Simulink system. The experimental verification was conducted at a workstation simulating the cutting process, and also on an NC machine tool.
PL
W artykule przedstawiono sterowane eliminatory do tłumienia drgań samowzbudnych podczas frezowania. W konstrukcji eliminatorów zastosowano aktuator piezoelektryczny oraz układ elektromagnesów. Omówiono wyniki symulacji numerycznych oraz badań doświadczalnych, które potwierdzają skuteczność działania eliminatorów. Badania symulacyjne wykonano w systemie Matlab-Simulink. Weryfikację doświadczalną prowadzono na stanowisku symulującym proces skrawania, a także podczas badań pracą na obrabiarce numerycznej.
11
Metodyka kształtowania wibrostabilności systemu obrabiarka-proces skrawania
Powałka B.
Prace Naukowe Politechniki Szczecińskiej. Instytut Technologii Mechanicznej
|
2007
|
Nr 586 (17)
3-154
PL
Prezentowana metodyka kształtowania wibrostabilności systemu obrabiarka-proces skrawania może być praktycznie stosowana w trakcie konstruowania nowej bądź modyfikacji istniejącej obrabiarki. Stanowi ona skuteczne narzędzie przyczyniające się do uzyskania rozwiązania konstrukcyjnego charakteryzującego się dobrymi właściwościami dynamicznymi w szerokim zakresie stosowanych parametrów skrawania i w całej przestrzeni obróbki. Za kryterium jakości dynamicznej obrabiarki przyjęto w pracy absolutną graniczną szerokość warstwy skrawanej b0lim, będącą parametrem technologicznym mającym bezpośredni wpływ na wydajność obróbki. Jest to również parametr, którym posługują się inżynierowie projektanci procesów wytwórczych przy doborze parametrów obróbki. Stąd jego zastosowanie nadaje przedstawionej metodyce aplikacyjnego, praktycznego charakteru. W pracy zaproponowano metodę wyboru parametrów struktury MDS układu konstrukcyjnego obrabiarki, która nie wymaga gruntownego przekonstruowania obrabiarki. Takie podejście jest zgodne ze sposobem postępowania producentów obrabiarek, którzy są bardziej skłonni do ulepszania istniejących, sprawdzonych konstrukcji niż do budowy zupełnie nowych obrabiarek. Związane jest to z wysokimi kosztami opracowania dokumentacji technicznej przy zwiększonym ryzyku dotyczącym innych kryteriów jakości niż dynamiczne (np. termiczne, geometryczno-kinematyczne). Zastosowanie metod sztucznej inteligencji umożliwia obiektywizację procesu wyboru parametrów strukturalnych modelu systemu O-PS który uwzględnia niejednoznaczności i niedokładności przy obliczaniu granicznej szerokości warstwy skrawanej oraz określaniu udziałów poszczególnych procesów technologicznych. W pracy przedstawiono także metodykę odwzorowywania modyfikacji dotyczących parametrów strukturalnych modelu systemu O-PS (a więc dokonywanych przez symulację) w modyfikacje parametrów konstrukcyjnych dokonywane w ten sposób, aby były jak najwierniejszą realizacją modyfikacji parametrów strukturalnych modelu systemu O-PS. Uzupełnieniem metodyki kształtowania wibrostabilności przez zmianę parametrów konstrukcyjnych jest opracowana metodyka doboru parametrów masowo-dyssypacyjno--sprężystych eliminatora oraz miejsca jego zamocowania. Metodyka ta przy ocenie globalnej skuteczności eliminatorów o różnych parametrach masowo-dyssypacyjno-sprężystych i miejscach zamocowania wykorzystuje również współczynniki wagi wyznaczone z zastosowaniem teorii zbiorów rozmytych. Świadczy to o uniwersalności zastosowanego podejścia. Opracowana metodyka może być wykorzystana nie tylko przez konstruktorów obrabiarek, lecz również przez projektantów uchwytów obróbkowych mających za zadanie ustalanie przedmiotu obrabianego podczas realizacji różnych zadań obróbczych. Analizowanymi parametrami konstrukcyjnymi będą wówczas elementy samego uchwytu obróbkowego przy ustalonej strukturze i parametrach samej obrabiarki. Ograniczeniu może ulec zbiór rozpatrywanych konfiguracji wzajemnego położenia elementów układu korpusowego obrabiarki, gdy podczas rozpatrywanych procesów technologicznych nie zostanie wykorzystana cała przestrzeń obróbki. Proponowana metodyka kształtowania wibrostabilności systemu obrabiarka-proces skrawania może stanowić narzędzie pomocne przy porównywaniu alternatywnych konfiguracji geometryczno-ruchowych nowo skonstruowanej obrabiarki. Rozszerzenie zakresu stosowalności opracowanej metodyki o tę aplikację wymagałoby jednak głębszej analizy dotyczącej wyboru wskaźnika jakości służącego do bezpośredniego porównywania proponowanych konfiguracji geometryczno-ruchowych. Porównanie takie mogłoby być oparte na wykorzystaniu ważonej średniej granicznych szerokości warstwy skrawania wyznaczonych dla rozpatrywanych konfiguracji geometryczno-ruchowych z uwzględnieniem kombinacji konfiguracji wzajemnego położenia elementów układu korpusowego obrabiarki i reprezentatywnych wariantów skrawania, przy czym współczynniki wagi obliczone byłyby zgodnie z przedstawionym w pracy sposobem, opartym na zastosowaniu teorii zbiorów rozmytych.
EN
The monograph presents a method for shaping dynamic stability of the machine tool-cutting process system model. The method is based on the detailed algorithm presented in chapter 5, which can be applied to a machine tool designed from scratch in order to deliver highly chatter-resistant construction. Application of the method to the analysis of the existing machine tool results in recommendations of constructional changes. These changes aim at the enhancement of the stability limit, i.e., the increase of the limit axial depth of cut. Selecting the limit axial depth of cut as a criterion for machine tool dynamic performance is fully justified because chatter instability is the major drawback in achieving the desired material removal rate. Thanks to a complex approach, improvement of the dynamic performance is observed within the wide range of manufacturing processes carried out on the analyzed machine tool. As numerous points in the working volume of the machine tool as well as cutting scenarios are considered, the holistic approach to the design modification is provided rather than a local, single process-oriented procedure. A mathematical model of the machine tool structure and the cutting process is constructed for each combination of the considered points in the working volume and the cutting scenarios. This is then used for the prediction of the stability limit. A method used for the generation of the investigated points in the working volume, construction of the structural model of the machine tool, and the cutting process model along with the solution to the stability problem is described in chapter 6. Stability analysis is then followed by the sensitivity studies of the limit depth of cut with respect to the change of parameters of the structural model, which is presented in chapter 7.1. Computed sensitivity can be understood as an impact of modifying design parameters on the limit depth of cut for the particular point in the working volume and the cutting process. This information, however, due to its local character can not be directly used in the selection of the constructional element for the modification. Thus, global sensitivity is introduced in chapter 7.2, which is a function of the local sensitivities. The procedure used for deriving global sensitivity takes into account limit depths of cut, and frequencies of appearance of cutting scenarios corresponding to each particular model considered in the analysis. Due to certain uncertainties in both of these parameters, the procedure for global sensitivity computation employs fuzzy sets theory. Global sensitivity is later used to recommend an element (or elements) for constructional modifications. Chapter 9 proposes a method for transforming model changes into physical, constructional modifications. The recommended changes should not require major machine tool reconstruction and should be as good a reflection of the model changes as possible. These two postulates are incorporated in the proposed method. Despite extensive efforts put into the exercising the feasibility of constructional changes to enhance dynamic stability, it might be impossible to accomplish this goal for a given kinematic-geometric configuration. In this case, an addition of a substructure (e.g. a passive vibration absorber) can be considered. Chapter 8 of the monograph introduces a method for finding the parameters (its placement, mass, stiffness and damping) of a passive vibration absorber's. The method is based on the energy analysis. As an outcome of the analysis carried out for each combination of the points in the working volume and the cutting scenarios, a set of different vibration absorbers is obtained. The set of vibration absorbers is then reduced by grouping them on the basis of a similarity criterion. Finally, the most efficient vibration absorber is chosen. The efficiency of the absorber is evaluated globally with regard to multiple processes performed on the investigated machine tool.
12
Wibrostabilność skrawania wieloostrzowymi narzędziami obrotowymi
Pajor M.
Prace Naukowe Politechniki Szczecińskiej. Instytut Technologii Mechanicznej
|
2006
|
Nr 597 (19)
3-190
PL
Pierwszym i głównym celem pracy jest stworzenie uniwersalnej metodyki modelowania procesu skrawania narzędziami wieloostrzowymi z zastosowaniem techniki NURBS, możliwej do wykorzystania w przypadku szerokiej klasy narzędzi wieloostrzowych pracujących w różnorodnych konfiguracjach technologicznych, a w szczególności podczas obróbki w pięciu osiach.
EN
The present monograph gives the reader a summary of the author's earlier research into modeling cutting process with rotational multi-edge tools in order to analyze the vibrostability of machine tool-cutting process (MT-CP) system. Vibrostability, i.e. the resistance of a system to self-excited vibrations, is one of the basic dynamic properties of machine tool. Self-excited vibrations heavily affect the process of machining, the quality of machined surface and the tool and machine's life. Following the recent quick development of machine building and control techniques a modern type of CNC (computer numerical control) machine tools, which can be controlled in five axes, as well as machine tools with parallel kinematics (also called hexapods) came into use. These types of machine tools can perform many complex operations of the machine tool versus the work piece and consequently they enable to machine surfaces with complex topology. In this case, using standard models of the machine cutting process to predict the vibrostability of MT-CP (machine tool-cutting process) system proved to be inadequate. Therefore, there was a need to further develop these models using new techniques of geometric modeling applied in advanced CAD systems. The precision of vibrostability forecasting depends on the precision of both numerical models of mass-damping-spring (MDS) system and models of processes taking place in the machine tool. The work presents a concise description of the ways of MDS modeling using the finite (rigid, deformable and hybrid) element method, modal method and the methods of describing the kinematics of a system by means of homogeneous transformations. The basic operation of a machine tool is machine cutting. Two aspects of machine cutting process can be singled out: a model describing the geometry of the machined layer's cross- section and the so-called elementary model of the machine cutting process. The monograph presents a simplified method of describing the geometry of the machined layer's cross-section applied to modeling the machining of planes and holes, in which the machine tool performs a rectilinear advance movement. If this is the case, the cross-section of the machined layer is fixed and can be given using simple geometrical relations. The machining of complex spatial surfaces on five-axis machine tools using modern tools such as toroidal and spherical cutters is an example of a process, which is difficult to model using simple geometrical relations. The present work suggests an original method of describing the geometry of the cross-section to be machined using NURBS technique (rational B-spline curves and surfaces). The method seems to be very universal and also it makes it possible to apply a uniform mathematical method to build geometrical models of the cutting process. Moreover, the method can be used with a majority of rotational multi-edge tools (such as face milling cutters, spherical and toroidal cutters, drills, reamers, boring bars, etc.). These kinds of models can also be well applied to model five-axis machining. The monograph also contains a synthetic review of elementary models of the machine cutting process, which describe dynamic phenomena taking place at the cutting zone and directly at the cutter. These models, combined with a geometrical model, are used to describe the dynamics of cutting with a rotational, multi-edge tool as well as to analyze the vibrostability of MT-CP (machine tool-cutting process) system. There are many models of the machine cutting process and methods of forecasting the vibrostability that significantly differ one from the other. Their usefulness depends to a large degree on the aim, the constructor - designer has in mind. The work lists the main guidelines used in the selection process of choosing a geometrical model of the cutting layer, an elementary model of the cutting process and criteria of assessing vibrostability. Theoretical reasoning presented in the monograph is illustrated with many examples of practical applications and it is also experimentally verified. The work contains many results of simulations, measurements of real cutting forces, forecasting and experiments on vibrostability of both conventional and parallel kinematics machine tools. The results of experiments and tests are in good agreement with the results of numerical simulations and therefore confirm the usefulness of the presented computational methods. In the summary, the author suggests some future directions of further research in the fields of modeling of the process of cutting with rotational, multi-edge tools and in forecasting vibrostability of MT-CP system.
13
Content available remote Self-excited vibrations counteraction in machine tool - cutting process system using controllable eliminator of vibration
Chodźko M., Marchelek K., Parus A.
Engineering Transactions
|
2006
|
Vol. 54, iss. 3
189-202
EN
In the paper, the results of simulation investigations on the application of a semi-active vibration eliminator for suppression of machining chatter are presented. First, the idea of a semi-active vibration eliminator arranged in the "machine tool - cutting process" system (MT-CP) is presented. Next, the results of the identification process of parameters of this system are shown. Properties of the mass-damping-spring system of the machine tool were estimated during the modal testing. A mechanistic model of the cuttingprocess was built on the basis of results of cutting tests. Two control algorithms have been tested: one with the time-invariant model of disturbances (MD) and another with the adaptive model of disturbances. Estimation of the eliminator effectiveness in the suppression of self-excited vibrations in a MT-CP system is also included.
14
Content available remote Simulation investigation of nonlinear model of cutting process in end milling.
Pajor M., Marchelek K.
Advances in Manufacturing Science and Technology
|
2006
|
Vol. 30, nr 3
5-22
EN
The paper presents results of simulation of the end milling process. Simulation is based on nonlinear models of the mass-damping-spring system of the machine tool and a nonlinear model of the cutting process. Simulation investigations were performed using Matlab-Simulink. The apropropriate models were built on the basis of experiments. Results of calculation are compared with those obtained on the basis of linear models.
PL
W artykule przedstawiono wyniki symulacji procesu skrawania frezami walcowo-czołowymi. Symulację wykonano stosując nieliniowe modele układu masowo-dyssypacyjno-sprężystego obrabiarki oraz nieliniowy model procesu skrawania. Symulacje prowadzono z zastosowaniem systemu Matlab-Simulink. Modele opracowano na podstawie wyników badań doświadczalnych. Wyniki symulacji porównano z wynikami uzyskanymi dla modeli liniowych.
15
Content available remote Predictive chatter suppression in machine tools.
Domek S.
Advances in Manufacturing Science and Technology
|
2006
|
Vol. 30, nr 1
37-52
EN
Self-excited chatter is one of the most undesirable phenomena in modem machining. The effects of the chatter are: poor quality of the machined surface, increased noise emission during the working, more rapid wear of cutting tools, and decreased service life of the machine tool itself. To remedy the problem, vibration absorbers are used among others in practice. In the paper a Model Predictive Control method with a time-variant disturbance model to control a semi-active vibration absorber is presented and compared with the method based on suboptimal pole and zero placement. The effectiveness of the proposed control structure has been verified on the basis of simulation experiments.
PL
Drgania samowzbudne są niekorzystnym zjawiskiem w nowoczesnej obróbce mechanicznej. Efektem tych drgań jest pogorszenie jakości obrabianych powierzchni, zwiększona emisja hałasu w czasie obróbki, większe zużycie narzędzi skrawających oraz zmniejszenie trwałości samej obrabiarki. Celem zmniejszenia możliwości ich pojawiania się stosuje się różnego typu tłumiki drgań. W pracy proponuje się zastosowanie algorytmu predykcyjnego ze zmiennym w czasie modelem zakłóceń do regulacji semiaktywnego tłumika drgań. Algorytm porównano z układem bez eliminatora, układem z algorytmem suboptymalnego lokowania biegunów i zer oraz ze stacjonarnym algorytmem predykcyjnym. Dla ustalenia efektywności układu sterowania przeprowadzono symulację komputerową i omówiono jej wyniki.
16
Content available remote Model based chatter suppression in machining.
Domek S., Parus A., Pietrusewicz K.
Advances in Manufacturing Science and Technology
|
2006
|
Vol. 30, nr 4
5-17
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.
17
Content available Algorytmy eliminacji drgań w procesach obróbki mechanicznej
Domek S., Parus A.
Pomiary Automatyka Kontrola
|
2005
|
R. 51, nr 11
35-37
PL
W celu zmniejszenia poziomu drgań podczas obróbki mechanicznej stosuje się eliminatory drgań. W artykule zaproponowano metody sterowania eliminatorem oparte na regule Internal Model Principle. Wykorzystano stacjonarny oraz adaptacyjny model zakłócenia. Algorytmy zostały porównane na drodze symulacji z metodą lokowania biegunów i zer oraz regulacją typu P.
EN
To alleviate the chatter problem in machining, vibration absorbes are used. In the paper IMP methods to control a semi-active vibration absorber with time-invariant and adaptive disturbances models are presented. The proposed methods are compared with suboptimal pole and zero placement and P control approach.
18
Weryfikacja skuteczności aktywnego eliminatora drgań w przeciwdziałaniu drganiom samowzbudnym
Chodźko M., Pajor M.
Zeszyty Naukowe Katedry Mechaniki Stosowanej / Politechnika Śląska
|
2003
|
z. 20
63-68
PL
W artykule przedstawiono rezultaty badań doświadczalnych aktywnego eliminatora drgań, którego zadaniem było przeciwdziałanie drganiom samowzbudnym. Celem tych badań było potwierdzenie wyników wcześniejszych symulacji oraz sprawdzenie skuteczności proponowanej konstrukcji eliminatora.
EN
The article presents results of empirical investigations on the active eliminator of vibration aimed at self - excited vibrations suppression. The objective of these investigations is empirical verification of results obtained from computer simulations. Conclusions and direction of further works are also included.
19
Content available remote Shaping dynamic properties of machine tools to improve their vibrostability. Part III. Practical veryfication of the method.
Pajor M., Gutowski P., Berczyński S.
Advances in Manufacturing Science and Technology
|
2003
|
Vol. 27, nr 4
5-20
EN
The paper presents results of the practical veryfication of the algorithm of shaping dynamic properties of machine tools aimed at improvement of vibrostability. Analytical and experimental investigations proved the effectiveness of the proposed algorithm.
PL
W pracy zaprezentowano wyniki praktycznej weryfikacji algorytmu kształtowania właściwości dynamicznych obrabiarki mającego na celu poprawę jej wibrostabilności. Badania analityczne i doświadczalne przeprowadzono dla frezarki wspornikowej FWD-321. Wyniki badań doświadczalnych potwierdziły skuteczność opracowanego algorytmu.
20
Content available remote Complex vibrostability analysis of machine tools in end milling. Part II. Application.
Pajor Mirosław
Advances in Manufacturing Science and Technology
|
2001
|
Vol. 25, nr 1
17-33
EN
Paper presents a computational example of the application of complex vibrostability analysis using stationary and nonstationary models of MT-CP system. Examinations were conducted for FWD-32J milling machine. Computational example includes also the reduction of MT-CP system model for the need of vibrostability and methodology of searching for the weak points in the body system with respect to vibrostability.
PL
W pracy zaprezentowano przykład obliczeniowy zastosowania algorytmu kompleksowej analizy wibrostabilności obrabiarki podczas frezowania walcowo-czołowego. Szczegółowo zilustrowano poszczególne etapy prognozowania wibrostabilności z wykorzystaniem modeli stacjonarnych i niestacjonarnych systemów O-PS. Badania przeprowadzono dla modelu frezarki FWD-32J. Przykład obliczeniowy obejmuje również zagadnienia redukcji modelu systemu O-PS dla potrzeb analizy wibrostabilności oraz metodykę poszukiwania w układzie korpusowym obrabiarki słabych ogniw, ze względu na wibrostabilność.
first rewind previous Strona / 2 next fast forward last
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.