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dq060
精密
磨床
电气
控制系统
设计
- 资源描述：
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【DQ060】精密磨床电气控制系统设计,dq060,精密,磨床,电气,控制系统,设计
- 内容简介：
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附录一： 过程监测与感应元件 摘要：提高自动化搭配要求高速度和高性能导致的需要的过程监测方法，避免错误的或破坏性的条件。本文介绍的新的监测方法使用感官工具机。集成了一个感应灯具和自适应过程。相互作用的这些组成部分允许新的监测能力。一个新概念的传感器融合结果的方法自动自校准和详细了解的过程。影响从主轴，工件和动态过程可以分开。 各种生产技术的发展，导致越来越多的自动化，灵活性 1 3 和 4生产力。这样的结果是严格的要求，对机械零件和监测的能力，其条件和加工过程。监控策略可以是基于传 动及 据 5 7 或申请单或多传感器 8 , 9。在合作研究中心“ 成部分在其生命周期”（ 方法统一传感器，信号处理，数据存储和通信与物理机器部件调查在所生产的工程技术工具机（周，莱布尼茨汉诺威大学）。作为第一次组件 感觉夹具系统已发达，其中包括不同的传感器，使传感器融合 10。最近的研究也导致自适应系统，这允许一个独立的自适应控制调整工艺和设备条件以及补偿静态和动态误差的影响 11 , 12。参 。 13 , 14 一自适应主轴系统工具挠度补偿和振动磨的描述。集成传感器同样被用来监测。使用这些组件在一个安装程序，铣床提供感官能力两边的过程。这是第一步感觉机器工具和过程控制可与手工加工中，刀具和工件手引导。本文介绍（第一次）结合应用的感觉和夹具主轴的过程监控。在介绍的元件，传感器融合卡拉曼滤波，互相定位，确定过程的力量，和观察工件的变形的过程。 感觉夹具由一个模块化夹具系统结合零坐标位置系统（图 1）。模块化夹紧系统包括各种不同的元素（如支持，摇摆夹），它可以根据安排夹持任务。 为此，夹紧元件可以是专用夹具，可以使用位于原点坐标。自适应主轴是主动补偿静态和动态工具挠度，和稳定铣削过程 15 , 16。三压电致动器设置在传统的主轴在并联配置（图 2）。这使得移动主轴在三个自由度的一个 100毫米范围。只允许在 x轴 此，因此，工具提示可以方形空间内移动。每个驱动器进行应变个别位置控制。感官系统扩展三个力传感器之间的上部安装环和机结构。加工试验，感官元素是安装在垂直轴铣床（图 3）。流程力量测量设备。 光对主轴的动作是敏感的，而刀具 的反应与主轴直接相关。相对位置允许系统自动校准。 已知的方法传感器融合的信号水平 波 17。 波器是一个随机点型估计 18 , 19 。基于状态空间描述的测量系统与已知噪声的输入和输出该系统固有的国家可以计算和信号噪声减少。状态空间描述的系统显示环境质量标准。（ 1）和（ 2），其中一个状态矩阵，是输入矩阵，丙型介绍了输出矩阵和矩阵的直接馈通 （ v和 向量表示矢量系统的状态，是相对应的传感器信号。该系统输入你的过程是 力量的行为在工件。这实际上是不知道。因此，向量是通过估计 u20 , 21： （ 4）和（ 5）指由此产生的系统描述。本改变 输入纳入错误 。如果输入信号的动态比较低的采样率，这一提法的 里的传感器信号）。该传感器系统的描述，其中建立了系统的设计 10，也用在这里了。它意味着直接转移（输入输出）根据式（ 2）的矩阵目前的模型的动态传感器系统的特性被忽视的。这是必要的，不仅包括过程也为输入向量，由于采取方法的不同点的工件取决于刀具路径： 矩阵有来计算参数的系统。方法是在这里显示：“ 段接触与工件的感应主轴；“ 标准的不重合 在主轴运动相对于工件的位置。夹具与主轴接触力的测量。这是重复的不同点工件和不同的方向。由此产生的信号低通滤波以排除噪声的影响。矩阵计算是采用了最小二阶回归分析，图 4描述了校准结果的不重合。本剩余误差是由耦合的传感器。本测量方向是受干扰。支承件（次零件的夹具；见图 1）反应的支柱力量在 对比这样，他们 的反应作为悬臂梁力的和 过程的标定 在线校准使用过程的力量激发系统的。加工点的改变了工件在校准周期为标定力测量系统。此外，一个有效的校准的强烈耦合系统中的激励不同的力的方向必须是线性无关的。因此，大量不同的参数设置已被使用。图 5和显示正常力量铣槽操作的。图 5 b 描绘了低通滤波信号。夹具显示更多的信号中的噪声（图 5）。补偿这些影响信号的系统可以结合使用 波器。信号是用来确定主轴的力的。这些变化的力和时刻用光敏原件检测。 4. 加力测试结果。 过程监控可以实现通过观察 力信号预定阈值，信号动态和统计行为。图 6显示测量铣削力。一个频率分析使分离的影响和鉴定过程中的失败。验证的检测能力，切削深度的影响，转速，每齿进给，铣削加工策略进行了测试，测试不同参数。 定过程中的力 分数阶乘试验 60 磨试验设计。一个立方体工件（ ）加工端铣刀（丁 =12 毫米， 2 =3，高速钢时， =308， =158）。本切削深度之间 1 和 2 毫米，转速从 3000到 5000 每分钟转速和每齿进给量从 21到 33毫米。十参数组合进行选择和优化导致空间填充设计。这些参数组合用于槽铣刀，铣削 ，铣削。图 7描述测量平均值。图七显示切割量依靠的是切削力。正如预期的那样，切削量与切削力成正比。 值与理论计算。 在图 7b 中只有理解状态有提高主轴转速速度范围太小，具有重大影响。图7c 描述了影响铣削方式。顺铣的原因低进给力，但大的正常的进给力。切削力部分拉工具进给方向。因为影响切割边缘进入工件，进给力比较高。在这些力的作用不是铣削。切割主要发生在进给方向。当切割边缘进入工件金相变化时，推力工具横向的。后来，切削力拉到的工具工件降低正常的进给力量。在铣槽的所有力量比较高。图 7显示增加所有力量增加每齿进给。测量 结果表明，该结合感官元件，可用于监测。光接触条件和由此产生的力量，显示系统灵敏度。 在铣削薄壁工件的变形工件提出了挑战，精密制造。由分析测量过程和材料去除率实际材料去除率可监测。因此，在准确的测量过程允许鉴定在加工过程中工件的变形。这是测试一个圆角铣削与厚度的减小。本实验开始在 6毫米厚度。在一个教学阶段切割宽度是从 50到 600毫米（图一）。一种新型可计算该地图上的切割宽度。为监测，该模型是用来比较的名义宽度用一个估计的切削力（图 8）。 另外一个可以接受的协议的实际和估计值，一 个越来越偏离标称宽度切可观察降低鱼片厚度。从第十八上运行，越来越偏离角铣刀。 本文介绍了使用相结合感官工具机组件的力量有关的过程监测。组合安装程序允许自校准传感器的固有功能。传感器数据融合导致更高的灵敏度和准确。工具和工件的行为可以共同和独立在运行过程中。未来研究的重点是进一步结构整合传感器的功能，延长系统模型信号融合和检测方式。作者感谢 授和教授 L . B 支持的文件，和德国研究基金会（东风集团）资金 轴系统铣床”（ 在 参考书籍 1 A, , Zah , . (2007) of 56 (2). p. 783809. 2 . (2008) of 57 (2). p. 736749. 3 , , , , , , . (2008) of 48 (2). p. 527540. 4 , , . (2003) of 52 (2). p. 483. 5 (2002) an 6 , (1982) , , , , , ( 419438. 7 , (2004) 8 K, (2001) - 5279 , , , , , . (1995) of 44 (2). p. 541567. 10 , M (2008) of (3). 327331. 11 , , . (2007) of 56 (2). p. 657 686. 12 (2007) 13 , C (2007) of 2007. 14 C (2008) ra15 , Gu, (2009) of a by of 2
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