مدلسازی دینامیکی ابزار داخل تراش با استفاده از تحلیل مودال تجربی و شبیه سازی کنترل فعال ارتعاشات

فرآیند داخل تراشی به دلیل نسبت طول به قطر بالای ابزار و انعطاف پذیری زیاد آن، بسیار مستعد ارتعاشات خود برانگیخته(لرزش) است. تاکنون روشهای مختلفی جهت افزایش سفتی دینامیکی ابزارها بکارگرفته شده است که موثرترین آنها روشهای کنترل فعال هستند. برای تحلیل و طراحی سیستم کنترلی به مدل دینامیکی سیستم نیاز است. با توجه به اینکه بدست آوردن مدل سیستم با استفاده از روش های معمول مدلسازی اجزای محدود پیچیده و زمانبر است، بنابراین روشی که بتواند به سرعت و با دقت بالا پاسخ سیستم کنترل ارتعاشی را تخمین بزند از کارایی بالایی برخوردار است. هدف از این پژوهش، ارائه روشی برای مدلسازی دینامیکی ابزار داخل تراش با استفاده از تحلیل مودال تجربی است که بتوان با استفاده از آن عملکرد کنترلر را در کاهش ارتعاشات شبیه سازی و پیش بینی نمود. در این روش ابتدا با استفاده از آزمون مودال تجربی یک مدل ماتریسی خطی از دینامیک سیستم استخراج گردیده و سپس با استفاده از روش جاروب سینوسی مدل عملگر-ابزار شناسایی می گردد. در ادامه با استفاده از مدل های بدست آمده، حلقه کنترل فعال ارتعاشات ابزار داخل تراش در محیط نرم افزار متلب/سیمولینک شبیه سازی شده و عملکرد کنترلر بررسی گردید. در انتها نیز نتایج شبیه سازی با نتایج آزمایشگاهی مقایسه گردید که نشانگر عملکرد مناسب روش پیشنهادی برای مدلسازی دینامیکی سیستم و طراحی کنترلر می باشد. روش ارائه شده در دامنه فرکانسی شناسایی شده به خوبی پاسخ سیستم را تخمین می زند و با استفاده از این روش می توان ضریب بهره کنترلر را بهینه نمود.

کلیدواژه ها:

ابزار داخل تراش ، آزمون مودال تجربی ، مدلسازی دینامیکی ، شبیه سازی ، کنترل فعال ارتعاشات