Analýza volného kmitání součástí obráběcího stroje při vysokorychlostních posuvech

Abstract

Rostoucích nároků na produktivitu obráběcích strojů je dosaženo zvyšováním dynamiky těchto strojů. S vysokou dynamikou se na stroji může budit volné kmitání jednotlivých součástí, které ovlivňuje přesnost pohybu posuvové osy stroje, stejně jako přesnost pohybu nástroje. V diplomové práci jsou zkoumány jednotlivé parametry stroje a řídícího systému a jejich vliv na nabuzené frekvence. Aby mohly být jednotlivé vlivy zkoumány, je v diplomové práci vytvořen zjednodušený model posuvové osy pro analýzu metodou konečných prvků v programu Ansys. Tento model je následně spojen s řídícím systémem v programu Matlab/Simulink, díky čemuž je umožněno teoretické zkoumání mechanických a regulačních vlivů na přesnost dráhy posuvové osy a kmitání jednotlivých částí stroje. Výsledkem diplomové práce je funkční propojení FE modelu a řídícího systému, který může být použit pro mnoho různých výzkumů, a na kterém byly zkoumány vlivy vybraných parametrů stroje a řídícího systému.

Rising demand for high productivity of machine tools leads to increase of the dynamics of the machine tool. With higher dynamics of the components is produced a free tool vibr ation that can affect the path accuracy of the feed axis and of the tool. In this thesis are examined various parameters of the feed axis, so that the influence of each parameter could be determined. To determine these factors is in this thesis created a structuralmechanical model of the feed axis by means of the finite element method and this thesis presents a connection of the FE model with a control loop of an axis that allows the theoretical study of the influences on the accuracy of the feed axis. The results show succes sful coupling of the FE model with the control loop. Selected parameters are analyzed in this paper.