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压电智能镗杆振动控制的理论与实验研究

刘鹏  
【摘要】: 镗削加工处于半封闭状态,刀杆悬伸较长,刀具的后刀面和内孔的摩擦较大,切削系统易处于不稳定状态,极易发生振动。因此,对于镗杆在镗削过程中的振动控制就显得尤为重要和迫切。 随着智能材料和智能自适应结构等现代结构材料的兴起,对结构进行振动的主动控制或主-被动混合控制在技术实现上进展迅速。鉴于机械加工领域对抑制切削振动的迫切需求和结构振动主动控制在工程领域巨大的应用空间,以及主、被动控制的有机结合可以更好地对振动进行有效控制,本文以镗削过程中刀具普遍存在的振动作为研究对象,结合切削系统本身的动力学特性,采用压电元件作为传感器和执行器,分别采用主动控制方法和主-被动混合控制方法对镗杆所产生的振动进行有效抑制。 主动控制方法根据以振抑振的思想,将压电元件与镗杆结构相整合,通过调节外加主动电源的增益值来对镗杆的振动进行抑制。为了整合传统被动控制方法鲁棒性强、低能耗和控制效果稳定的优点,作者进而提出了一种整合R-L分流回路的主-被动振动混合控制系统。仿真和实验研究结果证明,这种方法能够对切削过程中镗杆所产生的振动进行有效抑制。


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