مهندسی مکانیک مدرس

مهندسی مکانیک مدرس

مدلسازی یکپارچه مکاترونیکی و کنترل نیمه فعال ارتعاشات چَتِر در فرایند تراشکاری، به وسیله ی میراگر مگنتورئولوژیک

نویسندگان
1 دانشجوی کارشناسی ارشد دانشگاه صنعتی اصفهان
2 هیأت علمی / دانشگاه صنعتی اصفهان
چکیده
ارتعاشات چتِر یکی از عوامل محدود کننده در افزایش نرخ براده‌برداری در فرآیندهای ماشینکاری می‌باشد. در این مقاله، مدلسازی مکاترونیکی یکپارچه دستگاه تراش تجهیز شده به میراگر هوشمند مگنتورئولوژیک و طراحی کنترل فازی نیمه فعال برای جلوگیری از ارتعاشات چتر ارائه می‌گردد. کاهش ارتعاشات چتر با تغییر دادن نیمه فعال مشخصات دینامیکی سازه‌ی ماشین‌ابزار (مانند قسمت‌های حقیقی و موهومی تابع پاسخ فرکانسی) که پارامترهای اصلی مشخص کننده‌ی دیاگرام پایداری هستند حاصل می‌شود. از مدل بوک-ون اصلاح شده برای مدل‌سازی رفتار میراگر مگنتورئولوژیک استفاده شده است، که این امکان را می‌دهد که ولتاژ ورودی به دمپر به عنوان ورودی کنترلی سیستم بکار رود. از آنجا که مدل یکپارچه سیستم در حضور میراگر مگنتورئولوژیک غیر خطی می‌گردد، روشی برای ایجاد دیاگرام پایداری با تحلیل در حوزه‌ی زمان ارائه می‌گردد. در طراحی کنترلر و بعنوان فیدبک از میزان وقوع چَتِر، یک شاخص جدید به نام شاخص تشخیص چَتِر ارائه گردیده است که در تشخیص وقوع چتر بصورت تجربی نیز کاربرد دارد. نتایج بدست آمده نشان می‌دهد که سیستم پیشنهادی در بهبود پایداری ماشین تراش موفق بوده است.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

Integrated Mechatronic Modeling and Semi-active Control of Chatter Vibration in Turning, Using MR Damper

چکیده English

Chatter vibration is one of the limiting factors in increasing the material removing rate in machining operations. In this paper, the integrated mechatronic modeling of a lathe machine equipped with MR damper, and design of a fuzzy semi-active controller are presented. To suppress chatter, the structural dynamic characteristics (i.e., real and imaginary part of the frequency response function), which are the main parameters in drawing the stability lobes, are varied semi-actively using magnetorheological damper . Modified Bouc-Wen model is employed for MR damper modeling, which enables us to account for the input voltage to the damper as the control input of the system. Since the structure becomes nonlinear in the presence of MR damper, a time-domain approach for generation of stability lobes is presented. In controller design and as a feedback of the chatter level, a novel chatter detection index (CDI) is developed, which can also be employed for experimental chatter detection. The obtained results show that the proposed system has been successful in enhancing the stability of the lathe machine.

کلیدواژه‌ها English

lathe
chatter detection index
Fuzzy Control
Stability