Система адаптивного керування точністю з покращеною динамікою для важких токарних верстатів як мехатронна система

Abstract

Розглянуто проблему підвищення точності обробки на важких токарних верстатах шляхом застосування адаптивної системи керування з покращеними динамічними характеристиками. Запропоновано мехатронний підхід до компенсації пружних деформацій технологічної системи на основі використання сенсорної підсистеми, цифрової обробки інформації, алгоритмів адаптивного керування та швидкодіючого комбінованого електромеханічного привода. Система забезпечує отримання поточної інформації про параметри процесу різання, формування цифрової моделі поверхні заготовки та корекцію положення інструмента в режимі реального часу. Особливу увагу приділено специфіці застосування системи у важких токарних верстатах, для яких характерні значні маси рухомих вузлів, висока інерційність приводів і підвищені вимоги до динамічної стійкості. Показано, що інтеграція механічної, електронної, сенсорної та керуючої підсистем дозволяє віднести запропоновану систему до класу мехатронних систем і забезпечити підвищення точності обробки великогабаритних деталей.

The paper considers the problem of improving machining accuracy in heavy lathes through the application of an adaptive control system with enhanced dynamic characteristics. A mechatronic approach to compensating elastic deformations of the technological system is proposed based on the use of a sensor subsystem, digital information processing, adaptive control algorithms, and a high-speed combined electromechanical drive. The system provides real-time acquisition of current information on cutting process parameters, formation of a digital model of the workpiece surface, and correction of tool position in real time. Particular attention is paid to the specific application of the system in heavy lathes, which are characterized by large masses of moving units, high drive inertia, and increased requirements for dynamic stability. It is shown that the integration of mechanical, electronic, sensor, and control subsystems makes it possible to classify the proposed system as a mechatronic system and ensures improved machining accuracy of large-sized parts.