车床上加工细长零件的自适应控制[外文翻译].doc

附件C：译文



车床上加工细长零件的自适应控制

现已开发出一种在车床上加工细长轴的外形轮廓的精确控制问题的解决方法。用基于切削力的实时监测而得到的加工参数的最优化数据来确保轮廓误差不会超出既定的限制。在一定范围内的切削速度、进给量、切削深度的变化的实验性的校核已经被实现。
关键词：自适应控制；细长轴零件

1.简介
在一个多变的环境中能够最优化的控制一个系统的性能的需求引致了自适应控制的发展。一个自适应系统是由三个分别具有识别、确认、修改功能的子系统组成（1）。自适应控制的执行是围绕着最优化的自适应控制和约束条件的自适应控制展开的（1）。
由于加工余量、工件硬度的变化，切削温度的不确定性，加工工具弹性系统的磨损等等而导致的加工环境的不可预见性使得自适应控制已经在金属切削领域得到了应用。一些任意变化的因素影响着切削过程的加工参数，比如刀具磨损率、切削力、切削温度、能耗、噪声、振动等等。决定于这些特殊的问题，这些加工参数中一个或更多个被测量出来并且做成一个随着时间变化的反馈。一个合适的控制策略就会被采纳，通过改变进给量、切削速度等输入变化因素来控制加工参数在一个给定的范围。这种控制策略的应用决定于需要的最优化函数中的加工参数的评估，这个参数有可能是一个加工进程的指标，比如生产率、生产成本等。
自适应控制在加工中的很多好处已经被广泛报道。提高生产率、减小切削工具的磨损、减小振动、提高表面精度等等（1）。
在一个传统的加工系统中，操作者经常拘于加工参数的限定，结果导致了成本的增加。更有甚者不适当的选用加工参数导致了加工出的零件远远超出要求精度。
在一个自适应控制系统中，输入参数的变化是可控的，以屈服于要求精度的同时确保最佳的工作性能，这种最佳是就目标函数的测量而言的，比如说生产率、生产成本等。这里面的一个特殊类别，就是针对于这种长度和半径比大于6的（2），被称作“细长零件”公差的高要求控制。这种零件由于其本身的屈服强度在受到径向力的时候很容易产生较大的变形。当遇到棒料的前端或者末端加持在车床上的这种末端支撑变形时，问题也就更复杂。这不只取决于径向力的大小还因为受力点沿着径向的变化引起的变形。即使径向力保持恒定，工作部分沿着轴向的这种形式的变形也是变化的。