Omówiono przykładowe układy nadzorowania stanu procesu w obróbce skrawaniem, wykorzystujące drgania samowzbudne pojawiające się podczas pracy obrabiarki. W zaprezentowanych układach stosowane są techniki monitorowania oparte na zaawansowanej analizie sygnałów pochodzących z czujników siły, przyspieszenia lub emisji akustycznej. Współpraca układów nadzoru ze sterownikami CNC pozwala na skuteczne eliminowanie wykrytych drgań poprzez zmianę parametrów obróbki. SŁOWA KLUCZOWE: drgania samowzbudne, monitorowanie i nadzorowanie obrabiarek CNC, EMO 2015The paper illuminates and discusses some examples of process status monitoring systems in machining. The special techniques based on advanced signals analysis from force sensors, accelerometers, or acoustic emissions are used to detect of chatter vibrations. Monitoring systems could also co-operate with CNC controllers for effective vibration elimination by changing process parameters. KEYWORDS: vibrations, CNC machine-tools monitoring and supervision, EMO 2015Obserwując wykorzystanie w przemyśle maszyn technologicznych i obrabiarek skrawających ze sterowaniem numerycznym, można zauważyć, że ich popularność znacząco rośnie na przestrzeni ostatnich lat. Coraz powszechniejsze stosowanie komputerowych układów sterowania (CNC) jest odpowiedzią na wymagania rynku. Klienci kładą nacisk przede wszystkim na wysoką jakość wyrobu, precyzję wykonania, niski koszt wytworzenia, a także szybkość produkcji i różnorodność oferty [1]. Dokładność pracy, wydajność, minimalne oddziaływanie na otoczenie i niezawodność to cechy opisujące jakość współczesnej obrabiarki. W dużej mierze są one zależne od podatności dynamicznej układu masowo-sprężysto-tłumiącego, jakim jest w istocie obrabiarka. W większości przypadków na nowoczesnych centrach obróbkowych realizuje się kilka różnych operacji, co pozwala na skrócenie czasu pracy, a co za tym idzie -na obniżenie kosztów wytwarzania. Mnogość oraz różnorodność operacji technologicznych wraz z dokładną obróbką wykończeniową (z małymi naddatkami) i złożona geometria wykonywanych przedmiotów determinują często stosowanie smukłych narzędzi, a to z kolei może się przyczyniać do występowania drgań w kontakcie narzędzia z przedmiotem obrabianym. DrganiaObrabiarka jako złożony układ masowo-sprężysto-tłu-miący (MST) pod wpływem obciążeń dynamicznych pobudzana jest do drgań, m.in. swobodnych, wymuszonych oraz samowzbudnych. Drgania swobodne pojawiają się w momencie wytrącenia układu z równowagi przez nagłe pojawienie się procesu przejściowego (zakłócenia), tj. rozruchu bądź hamowania. Drgania wymuszone wzbudzane są przez zewnętrzną zmienną siłę wymuszają-cą, np. w przypadku cyklicznie zmiennej siły skrawania bądź niewyważenia części obrotowych maszyn. Trzeci typ drgań -drgania samowzbudne -są związane z wystąpieniem sprzężenia zwrotnego między układem MST a oddziałującą na niego siłą i nie ustają pomimo zaniku wymuszenia [2]. Drgania samowzbudne typu chatter (rys. 1) wpływają szczególnie negatywnie na przebieg procesu, stan przedmiotu obrabianego (falistość, c...

Jedną z metod unikania drgań samowzbudnych podczas skrawania polega na wyznaczeniu i uwzględnieniu granicy stabilności. W pracy przedstawiono wstępną weryfikację zaproponowanego modelu dynamicznej charakterystyki procesu skrawania poprzez porównanie granicy stabilności wyznaczonej teoretycznie z uzyskaną doświadczalnie. SŁOWA KLUCZOWE: granica samowzbudne, drgania stabilności Avoiding of self-excited vibrations during cutting involves the determination of the stability limit. The paper presents preliminary verification of the proposed model of the dynamic characteristics of the machining process by comparing the stability limit theoretically determined and experimentally obtained. KEYWORDS: selfvibrations excited , stability chatter, limit Występowanie drgań samowzbudnych podczas procesu skrawania jest zjawiskiem wysoce niepożądanym. Jak wiadomo obrabiarka będąc układem o wielu stopniach swobody może zostać pobudzona do drgań oddziaływaniem obciążeń dynamicznych [1,8]. Jeśli warunki będą sprzyjające drganiom, te mogą się rozwinąć powodując utratę stabilności, a tym samym spowodować wystąpienie drgań samowzbudnych, co oznacza między innymi złą jakość powierzchni obrabianej, przyspieszone zużycie narzędzi jak również obrabiarki [1,5,8]. W przypadkach skrajnych, drgania samowzbudne mogą doprowadzić do uszkodzenia powierzchni obrabianej przedmiotu, narzędzia skrawającego, powodując dodatkowe koszty wykonania wyrobu oraz wydłużenie czasu produkcji. Zatem wyznacznikiem prawidłowo przebiegającego procesu technologicznego obróbki skrawaniem jest eliminowanie tych czynników, które mają wpływ na powstawanie drgań samowzbudnych i prawidłowe określenie granicy stabilności.Projektowanie procesu skrawania wymaga dużego doświadczenia i wiedzy jak uzyskać najdłuższy okres trwałości ostrza przy jak najwyższej wydajności i jak najkrótszych czasach produkcji. Określenie granicy stabilności wymaga opracowania pełnego modelu dynamicznego układu obrabiarka -uchwyt -przedmiot obrabiany -narzędzie (OUPN) [6], a następnie jak w metodzie klasycznej rozwiązania rów-nań różniczkowych bądź przeprowadzenie numerycznej symulacji drgań.Granicę stabilności można wyznaczyć teoretycznie na podstawie modeli matematycznych sił skrawania. Więk-szość ze znanych modeli zawiera głównie parametr zależny od sztywności procesu skrawania, a znacznie mniej zależy od czynników tłumiących. W pracy przedstawiono wstępną weryfikację zaproponowanego modelu dynamicznej charakterystyki procesu skrawania poprzez porównanie granicy stabilności wyznaczonej teoretycznie z uzyskaną doświad-czalnie.Już w latach 60-tych zaczęto prowadzić głębsze analizy na temat drgań samowzbudnych typu chatter. Tobias [14] i Tlusty [11] wyjaśnili mechanizm regeneracji śladu dając podwaliny dla teorii stabilności. Współcześnie zagadnienia te są pogłębiane i dynamicznie rozwijane [3,4,15].Jak już zostało wspomniane, określenie granicy stabilności zależy od znajomości dynamicznej charakterystyki procesu skrawania (DCPS) oraz układu masowo-sprężysto-tłumiącego obrabiarki. Dynamiczna charakt...

The SBS ExactControl Card has been developed to meet today's requirements for comprehensive process monitoring. Six acoustic emission sensors can be connected, two can be operated simultaneously. It can be plugged into the SB-5500 or SB-5575 controllers, which are also capable of automatic and manual balancing, hydro-balancing and cards for basic acoustic emission monitoring.The ExactControl Card is multi-channel capable and has Profibus and Ethernet interfaces, and analogue and digital inputs/outputs. With this card, power, spindle current, vibration, temperature, torque and speed, as well as information from the controller, e.g. alarms and positions can be used individually or in parallel for process monitoring.

No abstract

No abstract