میرایی فعال ارتعاشات ابزار داخل‌تراش به روش کنترل ضد اغتشاش ADRC

Abstract

یکی از مهمترین محدودیتهای بهره‌ وری در تولید، ارتعاشات ماشینکاری است. این ارتعاشات منجر به افزایش هزینه‌های ماشینکاری، کاهش دقت قطعات و کاهش عمر ابزار برشی می‌گردد. مؤثرترین راه‌حل برای افزایش پایداری فرآیند برش و حذف ارتعاشات ، افزایش صلبیت دینامیکی سازه می‌باشد. شیوه‌های مختلفی برای افزایش صلبیت دینامیکی سازه‌ها با استفاده از روشهای کنترل ارتعاشات غیرفعال و فعال ارائه شده است. اگرچه روشهای غیرفعال کنترل ارتعاشات همیشه پایدار هستند ولی دارای عملکرد محدودی می‌باشند. روشهای فعال کنترل ارتعاشات این قابلیت را دارا می‌باشند که ارتعاشات را به نحو مطلوبی در شرایط مختلف میرا کنند. هدف این پژوهش افزایش صلبیت دینامیکی یک ابزار داخل‌تراش در مقیاس صنعتی با استفاده از میرایی فعال می‌باشد. فرآیند برش عمدتاً در معرض تغییرات پارامترها و اغتشاشات ناشناخته خارجی است، بنابراین طراحی یک سیستم کنترل ارتعاش فعال برای فرآیند برش یک مشکل چالش برانگیز است. در این پژوهش روش کنترلی بر اساس مفهوم مشاهده‌گر حالت گسترش یافته برای غلبه بر این عدم قطعیتها ارائه شده است. این استراتژی در سیستم کنترل ارتعاشات ابزار داخل‌تراش بکار گرفته شده است. همچنین الگوریتم پسخور مستقیم سرعت نیز در کنترل حلقه بسته ارتعاشات پیاده‌سازی شده است. نتایج آزمون‌های کنترل ضربه نشان می‌دهد که الگوریتم‌های کنترلی در کاهش ارتعاشات و افزایش صلبیت دینامیکی سازه دارای عملکرد خوبی می‌باشند. نتایج آزمون ضربه ولتاژی نیز نشان می‌دهد کنترلر ADRC نسبت به کنترلر پسخور مستقیم سرعت از تلاش کنترلی کمتری برخوردار است.