Robust position control of machine tools in consideration of disturbance and variant tracking behav-ior

考虑干扰和变化跟踪行为的机床鲁棒位置控制

基本信息

项目摘要

To ensure the competitivness companies need to work more productively and therefore production machines and machine tools must fulfil increasing demands on productivity and accuracy. The machine structure can be considered as a dynamic system, which limits the achievable production speed by their damping. As remedy mechanical components with higher quality but also higher acquisition cost can be applied. On the other side controllers can be optimized to minimize the tenden-cy of vibration at higher traverse speeds. Thereby the parameters of the position controller are a compromise between productivity and accuracy, because of their influence on the damping. Aggravating a position depending behavior of feed drives consisting of ball screw drives occurs, which limits the controller parameters to be configured for the worst transfer behavior of all axis. In this project a new approach will be pursued to design a robust position controller with the background of uncertainties concerning a position dependent behavior and disturbances out of process forces.The objective of this project is the development of a method to design a robust position controller, which increases the dynamic of feed drive under the condition of equal workpiece quality. There-fore several variants of robust controllers will be analyzed and a general method to design robust position controllers will be evolved. The effectiveness of the method will be validated by experimental trials at a machine tool.
为了确保竞争性需要更有效地工作,因此生产机器和机床必须满足对生产力和准确性的提高需求。机器结构可以视为动态系统,它通过阻尼限制了可实现的生产速度。作为质量较高但收购成本更高的补救机械组件,可以应用。另一侧控制器可以优化,以最大程度地减少较高的横向速度振动的趋势。因此,由于其对阻尼的影响,位置控制器的参数是生产率和准确性之间的妥协。会发生根据由球螺钉驱动器组成的进料驱动器的行为加重位置,这限制了为所有轴最差的传输行为配置的控制器参数。在该项目中,将采用新的方法来设计一个可靠的位置控制器,其背景是关于位置依赖行为和流程力的不确定性的背景。该项目的目的是开发一种设计可靠位置控制器的方法,在同等工件质量的条件下,增加了进料驱动器的动态。因此,将分析多种可靠控制器的变体,并将进化设计强大位置控制器的一般方法。该方法的有效性将通过机床上的实验试验来验证。

项目成果

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Model predictive controller for machine tool feed drives
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  • DOI:
    10.1007/978-3-030-03451-1_15
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    S.; Berners;T.Epple;Brecher
  • 通讯作者:
    Brecher
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