A Research on the Analysis and Design of CNC Servo System Considering the Machining Process

考虑加工过程的数控伺服系统分析与设计研究

基本信息

  • 批准号:
    11650125
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 2.3万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
  • 财政年份:
    1999
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    1999 至 2000
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

Fundamental studies are conducted to analyze and synthesize the CNC servo system considering the machining process. To this end the simultaneous model which includes the CNC servo model as well as machining model (cutting force model) is established and used for constructing the adaptive process controller, which regulates the cutting force under the various contouring paths.1. The geometrical interference between endmill and workpieces is analyzed, and a quadratic polynomial model was proposed for cutting forces based on response surface methodology by two variables of the engagement angle of cutting tool and the maximum undeformed chip thickness. The model was examined on various cutting tests and found to be effective to predict the cutting forces.2. A servo model are constructed by considering 2 axis synchrous motion and feedrate override function. Then a simultaneous model is constructed and its prediction performances are checked.3. By using the simultaneous model, an adaptive control system is developed and simulated which regulates the cutting forces in end milling process. PI control is found to be effective by simulation and off line gain tuning is conducted. The control system designed by simulation is implemented and found to be effective on actual cutting tests in an intelligent machining center.
进行基础研究,分析和综合考虑加工过程的数控伺服系统。为此,建立了包括数控伺服模型和加工模型(切削力模型)的同步模型,并用于构造自适应过程控制器,调节各种轮廓路径下的切削力。 1.分析了立铣刀与工件之间的几何干涉,并以刀具啮合角和最大未变形切屑厚度两个变量为基础,提出了基于响应面法的切削力二次多项式模型。通过各种切削试验对该模型进行了检验,发现该模型可以有效地预测切削力。 2.考虑2轴同步运动和进给倍率功能构建伺服模型。然后构建联立模型并检验其预测性能。 3.通过使用同步模型,开发并模拟了自适应控制系统,该系统可调节端铣加工中的切削力。通过仿真发现PI控制是有效的,并进行了离线增益调整。通过仿真设计的控制系统在智能加工中心的实际切削试验中得到实现并证明是有效的。

项目成果

期刊论文数量(7)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Atsushi, MATSUBARA, et all: "End milling Process Control by using Intelligent Machining Center (1st Report) - Monitoring and Regulation of the Cutting forces-"Proc.of the annual meeting of the Japan Society for Precision Engineering. March 18. (2001)
Atsushi、MATSUBARA 等人:“使用智能加工中心进行端铣加工控制(第 1 次报告)- 切削力的监控和调节 -”日本精密工程学会年会的会议记录。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
松原厚: "知能化工作機械によるエンドミル加工制御(第1報)-切削抵抗の監視と一定化制御-"2001年度精密工学会春季大会講演論文集. A30 (2001)
Atsushi Matsubara:“使用智能机床的端铣刀加工控制(第 1 次报告)- 切削力监控和恒定控制 -”2001 年精密工程学会春季会议 A30 会议记录(2001 年)。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
垣野義昭: "焼き入れ鋼のエンドミル加工に関する研究(第1報)-切削抵抗の簡易推定式とそれを用いた切削抵抗の一定化制御-"精密工学会誌. 66・5. 730-734 (2001)
Yoshiaki Kakino:“淬硬钢端铣的研究(第一次报告)-切削力的简单估计公式和使用它的切削力的恒定控制-”日本精密工程学会杂志 66, 5. 730-734 (2001)。 ) )
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
Choi C.: "Control of Linear Motor Tool Feed Drives for End Milling"Proc.of the American Control Conferene. 6. 3723-3727 (1999)
Choi C.:美国控制会议的“端铣削直线电机刀具进给驱动控制”Proc.。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
Yoshiaki KAKINO, et all: "A Study on Endmilling of Hardened Steel (1st Report) -Simplified Prediction Model for Cutting Forces and Control for Constant Cutting Forces Using this Model-"Journal of the Japan Society for Precision Engineering. 66/5. 730-734
Yoshiaki KAKINO等人:“淬火钢立铣削研究(第1次报告)-切削力的简化预测模型以及使用该模型的恒定切削力控制-”日本精密工程学会杂志。
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  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
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  • 通讯作者:
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