Belső furateszterga reluktancia aktuátorral történő lengéscsillapításának dinamikai analízise
Nagy pontosságot igénylő, nagyméretű, furatok sok esetben kizárólag belső furatesztergálás segítségével állíthatók elő. Ezen megmunkálási mód azonban jelentősen korlátozott, hiszen a folyamat stabilitása a szerszám geometriájával kapcsolatos korlátokba ütközik. Túlzottan karcsú szerszám használata esetén az ún. stacionárius forgácsolás könnyen instabillá válik, ami megmunkálási hibákhoz, sőt gyakran szerszámtöréshez vezet. Hosszú, vékony furatok előállítása különösen nehéz, mivel ekkor a forgácsoló élt tartó szerszámszár hossza átmérőjének sokszorosa kell, hogy legyen.
A belső furatesztergálás kritikus paramétere tehát a hossz-átmérő viszony (l/D), ami különböző aktív és passzív rezgéscsillapítási stratégiákkal növelhető, ám a jelenleg használatos metódusok mellett jelentősen korlátozott. Egy újfajta megközelítési módja a problémának, hogy a rezgéscsillapítást egy lengésfojtóként üzemelő mágnesesen lebegtetett tömeg végzi, mellyel javítható a maximális stabilan használható átmérő-hossz arány.
Az általunk javasolt módszer tehát, az eszterga rezgéseit reluktancia aktuátorral lebegtetett tömeg segítségével csillapítja. A reluktancia aktuátor beépítése azonban erős nemlinearitást okoz, valamint szabályozatlan esetben instabillá teszi a rendszert. Előnye viszont, hogy jól szabályozható, mind áram-, mind feszültségvezérléssel. Elengedhetetlen tehát egy olyan szabályozási módszer megtervezése, amely segítségével a megmunkálási folyamat stabilan és nagy pontossággal üzemeltethető.
Ennek megvalósításához először létrehoztuk az önálló mágneses lengésfojtó egyszerűsített, de valóságot még kellő pontossággal leíró nemlineáris modelljét. A mechatronikai rendszer linearizációja után megvizsgáltuk, milyen szabályozó paraméterek mellett lesz önállóan stabil. Az önálló lengésfojtó és az egyszerűsített esztergálás regenaratív modelljének kombinálásával megalkottuk az aktívan szabályozott belső furatesztergálás egy megfelelően egyszerű matematikai leírását.
Az így megalkotott modell linearizált alakja segítségével szabályozási stratégiát dolgoztunk ki az eszterga szerszám rezgésének minimalizására, majd ezt numerikusan teszteltük az eredeti nemlineáris modellen.
szerző
-
Iklódi Zsolt
Mechatronikai mérnöki alapszak (BSc)
alapképzés (BA/BSc)
konzulens
-
Dr. Dombóvári Zoltán
adjunktus, Műszaki Mechanikai Tanszék
