低剛性の工作物と切削工具による旋削加工用制御型防振機構の高度化に関する研究

低刚性工件和刀具车削受控隔振机构的研究进展

• 批准号: 07750152
• 负责人: 辺見 信彦
• 金额: $ 0.58万
• 依托单位: Tokyo University of Science
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 1995
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1995 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-07750152/
• 关键词: 精密機構; 能動制振; 振れ止め機構; 精密切削; 旋削加工; 旋盤; びびり振動; 低剛性切削工具

長尺の工作物やセンタ支持できない工作物を旋削加工する場合には,通常,振れ止め機構を使用する.本研究では,旋削加工時のびびり振動の抑制に対して振れ止め機構を応用した能動型防振機構を試作検討してきた.特に切削工具の剛性が低い場合に対し,びびり振動を抑制するように制御方法を改良し,特性を調査した.試作機構では,回転する工作物のラジアル方向の位置を変化させることによって,工作物と切削工具の間の相対振動を抑制する.工作物にはアルミニウム円管を使用し,内面旋削加工を対象とした.フィードバック制御により振動を抑制する方向は背分力方向に限定し,実験用切削工具も背分力方向のみ剛性を低下させた.工作物の背分力方向変位は渦電流式非接触変位センサにより検出し,切刃の変位は切削工具シャンク部に貼付したひずみゲージの出力により換算した.制御のための演算等はパーソナルコンピュータとアナログ電子回路により行い,リニア型圧電アクチュエータにフィードバックして,工作物を保持している軸受部を駆動し,振動を抑制した.振動抑制の制御方法としては,単に工作物と切刃の各変位をフィードバックする方式と,びびり振動の再生効果を考慮した新しい制御方式について検討した.前者は一般的なPID制御方式から派生したものであり,後者は本研究で新たに提案した制御方式である.解析には計算機シミュレーションと実験を併用した.その結果,両方式ともびびり振動を完全には消滅させることができなかったが,振動抑制に対する効果を確認することはできた.試作機構に関して,アクチュエータ駆動回路の許容電流値や応答帯域を向上させるべきであると考えられた.また,再生効果を考慮した制御方式については,原理的に再生びびりそのものの発生を防止できることが期待できるため,今後さらに深く検討すべきである.

当转换长期工件或无法由中心支持的工件时，通常会使用振动 - 振动机制。在这项研究中，我们研究了一种原型的主动振动避免机制，该机制使用振动 - 固定机制来抑制转弯过程中的颤动振动。特别是，当切割工具的刚度较低时，对控制方法进行了改进以抑制聊天的振动。在原型机构中，通过更改旋转工件的径向位置，可以使用工件和切割工具。抑制了两个部分之间的相对振动。用于工件铝圆管，并使用内部转弯。抑制振动的方向仅限于反馈控制的后组件力方向，实验切割工具的刚度仅降低到型号的型号的位置，而不是型号的位置。传感器和切割刀片的位移通过连接到切割工具柄的应变量表的输出转换。控制计算用于个人计算机和类似物。使用对数电子电路抑制了振动，并且持有工件的轴承部分被馈回线性压电执行器，并抑制了振动。仅通过馈回工件和最前沿的位移，以及一种考虑了摇动振动的再生效果来研究振动抑制方法。前者源自一般的PID控制方法，后者是本研究提出的一种新的控制方法。分析与计算机模拟和实验结合使用。结果，两种颤动都无法完全消除，但是可以确认对振动抑制的影响。关于原型机制，人们认为应改进执行器驱动器电路的允许电流值和响应带。此外，可以预期考虑到再生效应的控制方法可以防止再生聊天本身的发生，因此应将其在将来进一步检查。