精密切削のための能動振れ止め機構に関する研究

精密切削主动中心架机构研究

• 批准号: 06750153
• 负责人: 辺見 信彦
• 金额: $ 0.64万
• 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: 1994
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1994 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-06750153/
• 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

本研究では,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使用する振れ止め機構に着目した.回転する工作物の,ラジアル方向の位置を制御して工作物と切削工具の間の相対振動を抑制する能動振れ止め機構を提案・試作し,特性を調べた.工作物にはアルミニウム円管を使用し,内面旋削加工時の振れまわり振動を抑制した.フィードバック制御により振動を抑制する方向は,工作物のラジアル2方向のうち,水平方向のみとした.回転中の工作物の半径方向の変位は渦電流式非接触変位センサにより検出し,制御用電子回路を介してリニア変位アクチュエータにフィードバックして振動を抑制した.アクチュエータとしては,まず始めに油圧シリンダを用いた場合について検討した.その結果,制御しない場合に観察されていた,切削抵抗による工作物の変形を除去することができた.即ち切削系の静剛性を無限大にすることができた.しかし油圧シリンダの場合,応答帯域にやや問題があることが明らかとなったので,アクチュエータを高速応答可能な圧電アクチュエータに変更した.さらに,限界感度法で決定していた制御パラメータを,切削系の動的モデルの応答を計算機シミュレーションで観察することによって決定した.その際,切削抵抗を外乱力と見なし,外乱に対する剛性を高めるように制御パラメータを調整した.その結果,工作物の回転周期に同期した振動をも抑制することができ,普通旋盤で加工中の工作物の振幅を5μm以下に抑えることができた.以上によって,旋削加工において,工作物の切削点近傍をすべり軸受によって保持し,その保持部のラジアル方向の変位をリニアアクチュエータによって制御するという本方式が,加工の高精度化および高能率化に有効なことを明らかにした.

In this study, the vibration mechanism is used in the case of long workpiece support and workpiece turning. The position of the workpiece and the relative vibration between the workpiece and the cutting tool are controlled. The vibration of the workpiece is suppressed when the inner surface is turned. The direction of vibration suppression is opposite, the direction of work is opposite, and the horizontal direction is opposite. The radial position of the workpiece in the loop is reversed by eddy current type non-contact position change, and the electronic circuit is controlled to suppress vibration. The oil pressure in the oil tank is high, and the oil pressure in the oil tank is low. As a result, the cutting resistance of the workpiece is removed. That is, the static rigidity of the cutting system is infinite. In the case of oil pressure drop, it is necessary to answer the problem of high pressure drop in the field. In addition, the limit sensitivity method determines whether the cutting system is active or not, and whether the cutting system is active or not. At the same time, the cutting resistance is adjusted by the external force and the external force. As a result, the vibration of the workpiece in the cycle is suppressed. The vibration of the workpiece in the ordinary rotary disk is suppressed below 5μm. In the above, the cutting point of the workpiece is close to the shaft, and the position of the holding part is changed. This method makes it possible to improve the accuracy and efficiency of the machining.

项目成果

辺見信彦: "能動振れ止機構による旋削加工時の振動防止に関する研究" 日本機械学会第72期全国大会講演論文集. 5. 224-226 (1994)

Nobuhiko Henmi：“利用主动稳定架机构进行车削时的振动预防研究”第 72 届日本机械工程学会全国会议论文集 5. 224-226 (1994)。

辺見信彦: "能動振れ止機構による旋削加工時の振動防止に関する研究(第2報:制御系の改善)" 日本機械学会第72期通常総会講演会講演論文集. (1995)

Nobuhiko Henmi：“使用主动稳定架机构防止车削时振动的研究（第2次报告：控制系统的改进）”日本机械工程学会第72届普通大会论文集（1995年）。