切削抵抗の学習制御に基づくスキルフリー加工システム

基于切削阻力学习控制的免技能加工系统

基本信息

批准号：
14750085
负责人：
茨木創一
金额：
$ 1.98万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2002
资助国家：
日本
起止时间：
2002 至 2003
项目状态：
已结题

项目摘要

高速・高加速度マシニングセンタの能力を最大限活用し,実際に高能率加工を実現するためには,加工条件を自律的に最適化できる加工システムの構築が必要不可欠である.その観点から,特にエンドミル加工を対象として,切削抵抗の制御をベースとした加工条件の自律的最適化手法を提案し,その実用化のために必要となる技術を研究した.1.切削抵抗のモニタリング手法の提案と検証エンドミル加工中の切削抵抗を,NC工作機械が動作制御のために通常備えている内部センサのみを用いて推定する新たな手法を提案した.工具動力計などの外部センサを用いないため,余剰なコストは発生しない.送り系のサーボモータ,及び主軸モータの電機子電流から得られるモータ負荷の情報を幾何的に組み合わせることで,それら単独によるモニタリングと比較して大きく切削抵抗の推定精度が向上することを示した.2.エンドミル加工の切削抵抗制御のための学習制御手法の提案と検証加工中にモニタリングした切削抵抗値を直接制御するのではなく,1サイクル毎に加工モデルの更新と加工条件の再計算を行い,繰り返し学習制御的に加工条件の制御する手法を提案した.オープンアーキテクチャCNCを搭載したマシニングセンタと,制御用コンピュータとを接続した実験用の統合加工システムを構築し,提案した手法の効果を検証した.3.固定サイクル内での切削抵抗のモニタリングとそれに基づく学習制御トロコイド加工サイクルなどエンドミル加工のための固定サイクルにおいて,加工中の切削抵抗をモニタリングし,それをもとに後工程における加工条件の最適化を行うシステムを構築し,その検証実験を行った.加工形状が既知である固定サイクル内において,このような加工制御システムを実装することは任意の自由形状の加工を想定するよりも実用的である.

为了充分利用高速，高加速加工中心的功能并实际实现高效加工，必须构建一个可以自主优化加工条件的加工系统。从这个角度来看，我们提出了一种基于削减阻力的控制，特别是用于终端磨机加工的自主优化方法，用于加工条件，并研究了其实际用途所需的技术。1。提出了削减电阻监控方法和验证的建议，提出了一种新方法，以估计仅使用NC机床通常提供的内部传感器进行操作控制的内部传感器。由于不使用外部传感器，例如工具发电机，因此没有盈余成本。通过结合从进料系统的电枢电流获得的电动载荷的信息和纺锤体电动机的电枢电流，与单独的监测相比，切割电阻的估计准确性大大提高。2。提出了一种用于切割电阻控制和验证方法的学习控制方法，以直接控制验证过程中监测的切割电阻值，但与其直接控制加工过程中监控的切割电阻值，不如更新加工模型，并在每个周期重新计算加工条件，并使用重复学习控制控制了加工条件。为实验构建了一个集成的加工系统，该实验连接了配备了开放体系结构CNC和控制计算机的加工中心，并验证了该方法的有效性3。基于此，在固定周期内监测削减电阻和学习控制，并基于此构建了一个系统，以在加工过程中监测切割电阻，并基于此过程中的过程中在随后的过程中优化加工条件，并进行了验证实验。在固定的周期内实现这种加工控制系统，该系统已知加工形状比假设任何自由形状的加工更实用。