Preferencje help
Widoczny [Schowaj] Abstrakt
Liczba wyników

Znaleziono wyników: 22

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

help Ogranicz wyniki do:
first rewind previous Strona / 2 next fast forward last
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.
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.
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.
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.
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.
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.
7
EN
The work examines the principal problems associated with the diagnosis of self-excited vibrations that frequently develop when cutting materials on machine tools. Heavy vibration (chatter) has a detrimental influence on the machining results, the tool and the tooling. Therefore, it is important to take appropriate countermeasures not only at the stage of the machine tool designing but also at the cutting process planning and the machine operation. First, methods and procedures proposed for locating weak points in the machine tool structure responsible for the chatter development are presented. Then, a number of different methods for on-line chatter detection are tested. Their efficiencies are evaluated and compared. Some remarks on the choice of sensors and their placement on the machine are given. Several examples of self-excited vibration signals stored during unstable milling and the results of their analysis are shown. The directions of future investigations are outlined.
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.
9
Content available remote Simulation investigation of nonlinear model of cutting process in end milling.
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.
10
Content available remote Predictive chatter suppression in machine tools.
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.
11
Content available remote Model based chatter suppression in machining.
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.
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.
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.
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.
15
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.
PL
W artykule przedstawiono wyniki symulacji numerycznych zachowania się systemu O-PS (obrabiarka - proces skrawania) po dołączeniu eliminatora drgań. Badania zostały przeprowadzone na uproszczonym modelu w celu łatwiejszej interpretacji wyników symulacji. Na podstawie uzyskanych wyników symulacji można przypuszczać, że nie zawsze zastosowanie eliminatora drgań pozwoli skutecznie poprawić wibrostabilność systemu O-PS.
EN
In the paper, results of numerical simulations of the MT-CP (machine tool - cutting process) system containing vibration eliminator are shown and discussed. For simulation, a simplified model of the system is used. It makes the interpretation of the results easier. O the basis of the obtained simulation results we can suppose that application of an eliminator does not necessarily improve the vibrostability of the MT-CP system.
EN
This paper presents the method of determination of the global sensitivity index of the vibrostability limit to the charge of mass-damping-spring parameters of machine tools models. The non-stationary character of the models is handled by the analysis of operational variants. The global sensitivity indexes are calculated on the basis of frequency of variant appearance and for vibrostability limit that correspond to each variant. To compute the global sensitivity idexes fuzzy sets theory is applied.
PL
W pracy zastosowano metodę wyznaczania globalnego wskaźnika wrażliwości granicy wibrostabilności na zmianę parametrów masowo-dysypacyjno-sprężystych modelu obrabiarki. Niestacjonarny charakter modelu został uwzględniony przez analizę wariantów roboczych. Globalne wskaźniki wrażliwości zostały obliczone na podstawie częstości występowania wariantów oraz odpowiadającej im granicy wibrostabilności. Globalne wskaźniki wrażliwości obliczono z zastosowaniem teorii zbiorów rozmytych.
18
Content available remote Complex vibrostability analysis of machine tools in end milling. Part I. Theory.
EN
Paper presents the algorithm of complex vibrostability analysis of machine tools in end milling. Particular stages of vibrostability forecasting using stationary and nonstationary MT-CP system models are discussed. Algorithm deals also with the problem of model reduction for the need of vibrostability analysis and methodology of detection of weak points with respect to vibrostability. An example of the algorithm application will be presented in Part II of the paper.
PL
W pracy zaprezentowano algorytm kompleksowej analizy wibrostabilności obrabiarek podczas frezowania walcowo-czołowego. Szczegółowo omówiono poszczególne etapy prognozowania wibrostabilności z wykorzystaniem modeli stacjonarnych i niestacjonarnych systemu O-PS. Algorytm obejmuje również zagadnienia redukcji modelu systemu O-PS na potrzeby analizy wibrostabilności oraz metodykę poszukiwania w układzie korpusowym obrabiarki słabych ogniw, ze względu na wibrostabilność. Przykład zastosowania algorytmu będzie przedstawiony w drugiej części pracy.
PL
W pracy podjęto próbę poprawy wibrostabilności frezarki FWD-32J poprzez zmianę struktury modelu. Zmiana ta polegała na dołączeniu dodatkowego elementu - eliminatora drgań, o odpowiednio dobranej masie, sprężystości oraz tłumieniu. W celu znalezienia optymalnego miejsca mocowania eleminatora na obrabiarce przeprowadzono analizę postaci drgań. Poszukiwanie miejsca mocowania eliminatora wykonano za pomocą systemu komputerowego MODAN zaś wibrostabilność układu wyznaczono za pomocą pakietu programów komputerowych DOUNO.
EN
Paper presents the attempt of improvement of FWD-32J milling machine vibrostability by the change of model structure. This change consisted in appending additional element - eliminator of vibrations of appropriately adjusted mass, spring and damping parameters. Analysis of vibration modes was conducted to find the optimal placement of eliminator. Finding the optimal placement of eliminator was done by MODAN computer system while vibrostability of the system was calculated using DOUNO software.
PL
W pracy przedstawiono wyniki doświadczalnych badań drgań układu korpusowego frezarki FWD-32 J w warunkach utraty wibrostabilności . Celem badań jest wykrycie słabych ogniw w układzie korpusowym obrabiarki , a , tym samym wskazanie kierunków zmian modyfikacyjnych poprawiających jej wibrostabilność. Poszukiwania słabych ogniw przeprowadzono wykorzystując opracowaną w ITM PS oryginalną metodę badań doświadczalnych oraz system komputerowy MODAN, wspomagający analizę wyników tych badań.
EN
Results of experimental examinations of vibratios o f FWD-32 J milling machine body system in the condition of vibrostability loss are presented. Examinations were aimed at detection of weak points in machine tool body system and indication of directions of modification improving its vibrostability . Weak points searching was conducted using elaborated in ITM PS origina l method of experimental examinations and based on it MODAN computer system supporting analysis of results of examinations.
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.