ES2950908T3 - Proceso de rectificado sin centros activamente amortiguado - Google Patents

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Abstract

La presente invención se refiere a un proceso de rectificado sin centros con amortiguación activa para una máquina rectificadora sin centros que tiene ruedas (1, 2), entre las cuales está dispuesta una pieza (3) a rectificar, y cabezales (5, 6) que transportan las ruedas (1). , 2), proceso que comprende acercar las muelas (1, 2) entre sí aplicando presión sobre la pieza (3) para su rectificado, de manera que se generan vibraciones en la rectificadora debido al rectificado, midiendo las vibraciones debidas al rectificado. al rectificado, e introduciendo, en función de dicha medida, una fuerza amortiguadora activa (Fact) paralela al flujo de fuerzas de la rectificadora y mediante el uso de un actuador inercial (10) que actúa directamente sobre uno de los cabezales (5, 6) , de manera que se atenúen las vibraciones debidas al rectificado. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Proceso de rectificado sin centros activamente amortiguado
Sector de la técnica
La presente invención se refiere a un proceso para llevar a cabo el rectificado de una pieza en una máquina rectificadora sin centro. El proceso propuesto emplea una estrategia de control que, mediante un actuador inercial, permite introducir una fuerza de amortiguamiento activo que atenúa las vibraciones que se producen debido al propio proceso de rectificado, mejorando así la precisión de la máquina rectificadora sin centro.
Estado de la técnica
El rectificado es un proceso muy empleado para realizar mecanizados por abrasión, con mayor precisión dimensional y menores rugosidades que el mecanizado por arranque de viruta. Es por ello que, principalmente, el rectificado es tratado como un proceso de acabado, en donde las fuerzas del proceso de rectificado no son muy grandes.
Así, el rectificado general se centra esencialmente en mejorar la precisión y, por ello, las técnicas empleadas actualmente se centran en eliminar vibraciones de tipo constante de la máquina. Por ejemplo, con el objetivo de mejorar la precisión de la máquina rectificadora existen los documentos JP2005199410A, o JP2002254303A, los cuales proponen técnicas de cancelación de las vibraciones debidas al desequilibrio de la rueda.
Sin embargo, en el rectificado sin centro, que es una variante del rectificado general, estas vibraciones de tipo constante de la máquina quedan en un segundo plano de importancia, ya que el rectificado sin centro se emplea para operaciones de desbaste, y no solo operaciones de acabado. Por ello, en el rectificado sin centro, las vibraciones generadas debido al propio proceso de rectificado, como es el caso de las vibraciones autoexcitadas (retemblado o "chatte?'), son especialmente relevantes.
En el rectificado sin centro, la pieza queda colocada en la máquina, sin que haya nada que la sujete mientras es procesada. Este proceso es ampliamente empleado para producir piezas cilindricas de precisión con altos ratios de productividad. Esto se consigue principalmente por eliminar las operaciones de centrado y amarre de la pieza a rectificar, lo cual conlleva una reducción considerable de los tiempos de operación y la posibilidad de automatizar el proceso de rectificado. El hecho de la no necesidad de amarre hace que el rectificado sin centro sea un proceso muy interesante también para mecanizar piezas cilindricas de pequeñas dimensiones comenzando por sus operaciones de desbaste.
Además, en el rectificado sin centro, el ancho de rueda empleado suele ser considerablemente mayor en comparación a los procesos de rectificado general, lo que hace que las fuerzas del proceso de rectificado aumenten en consideración. Todo ello hace que, como se ha indicado anteriormente, la precisión en las rectificadoras sin centro dependa principalmente de las vibraciones generadas debido al propio proceso de rectificado, especialmente el "chatte?', quedando en un segundo plano las vibraciones propias de la máquina, como es el caso de la vibración debida al desequilibrio de rueda. Estas vibraciones de proceso dependen principalmente de la rigidez dinámica de la máquina y de las condiciones de rectificado.
Una de las soluciones más efectivas para eliminar las vibraciones ocurridas debido al proceso es la de incrementar el amortiguamiento actuando directamente en el comportamiento dinámico de la máquina rectificadora sin la necesidad de conocer los datos específicos de las condiciones del proceso. Una forma de introducir amortiguamiento, es de manera pasiva, empleando un actuador pasivo que tiene una masa suspendida que puede oscilar libremente según la vibración de la máquina. En el caso de que la resonancia de la masa suspendida coincida con la resonancia de la máquina, esta puede atenuar la vibración. La desventaja de ello es que la masa suspendida debe de tener un valor cuantificable respecto a la masa modal de la vibración y por tanto se requiere un actuador voluminoso que ocuparía gran espacio en máquina. Además, el actuador pasivo solo valdría para un modo de vibración concreto y no se podría adaptar a otros diferentes modos de vibración que pudieran aparecer, lo cual hace que no sea una solución adecuada para amortiguar vibraciones de proceso en una máquina rectificadora sin centro, ya que en este tipo de máquinas las frecuencias de vibración pueden variar según las condiciones de corte.
Los sistemas de amortiguamiento activo pueden suponer una solución para adaptarse a diferentes modos de vibración y atenuar las vibraciones provenientes del proceso de rectificado sin la necesidad de un espacio muy grande para disponerlos. Estos sistemas suelen estar habitualmente compuestos por un medio de detección de la vibración, un controlador que calcula la fuerza a realizar y un actuador responsable de introducir la fuerza de amortiguación requerida para atenuar las vibraciones.
Véase por ejemplo el documento ES2278496A1, el cual muestra un sistema de control activo de vibraciones autoexcitadas en una maquina rectificadora sin centro. Este sistema emplea un actuador piezoeléctrico que actúa directamente sobre los medios de traslación (conjunto tuerca-husillo) del cabezal de la rueda reguladora de la máquina rectificadora, mientras que las vibraciones son detectadas por unos sensores de tensión mecánica dispuestos igualmente en los medios de traslación.
En este documento, el actuador piezoeléctrico está dispuesto en serie con el flujo de fuerza de la máquina rectificadora, es decir, el actuador está dispuesto en los medios de traslación del cabezal de la rueda reguladora que es la encargada de presionar la pieza contra las muelas. Introducir la fuerza de amortiguamiento en serie con el flujo de fuerza de la máquina significa que el actuador se centra en modificar la propia rigidez de la máquina y para ello el punto de colocación óptimo es el punto donde mayor es la energía de deformación producida por la vibración. Sin embargo, con esta disposición, el actuador debe aportar en todo momento una rigidez, por lo que en el caso de que el actuador falle, la máquina no podría continuar trabajando de manera adecuada.
Por otro lado, la estrategia de control más empleada frente a las vibraciones constantes de la máquina, como es el desequilibrio de la rueda, es la cancelación, tal y como se muestra en los dos documentos JP2005199410A y JP2002254303A anteriormente indicados.
Esta estrategia se basa en introducir una fuerza que genera una vibración con la misma amplitud, frecuencia y fase opuesta a la vibración propia de la máquina. De este modo, se busca la cancelación total de la vibración, pero esto exige un actuador con una alta capacidad de fuerza y un conocimiento preciso de la vibración que se quiere eliminar. Para ello, se requiere un modelo detallado tanto de la dinámica de la máquina, como del proceso a amortiguar. Si se observa la cancelación en una ecuación simple de segundo grado (Eq.1), la fuerza realizada por el actuador (Fact) tendría que ser exactamente la contraria a la fuerza (F) que se pretende cancelar, demostrando así que la capacidad de fuerza del actuador debería ser muy alta.
mx cx kx = F Fact [Ecuación 1]
Sin embargo, el conocimiento exacto de la vibración es imposible cuando las vibraciones provienen del proceso de rectificado y por tanto la cancelación no puede ser empleada para atenuar este tipo de vibraciones. Es más, incluso el uso de esta estrategia de control para eliminar las vibraciones constantes en máquina, como el desequilibrio de la rueda, podría llevar al caso donde las vibraciones debidas al proceso de corte se vieran amplificadas, ya que la cancelación puede excitar estos otros modos de vibración (ver JP2002254303A).
De acuerdo con todo ello, se hace necesario un proceso o método para máquinas rectificadoras sin centro que, empleando sistemas de amortiguamiento activo, mejore la atenuación de las vibraciones debidas al propio proceso de rectificado.
Objeto de la invención
La presente invención tiene por objeto un proceso de rectificado sin centro en el que se miden las vibraciones generadas durante el rectificado y mediante un actuador inercial se introduce una fuerza de amortiguamiento activo para atenuar las vibraciones durante el proceso.
El proceso es aplicado en una máquina rectificadora sin centro que tiene unas ruedas entre las que es disponible una pieza a rectificar y unos cabezales que portan las ruedas.
El proceso de rectificado comprende:
• aproximar las ruedas entre sí aplicando presión en la pieza para su rectificado, de forma que se generen unas vibraciones en la máquina rectificadora debido al rectificado,
• medir las vibraciones debidas al rectificado e
• introducir, en función de dicha medición, una fuerza de amortiguamiento activo en paralelo al flujo de fuerza de la máquina rectificadora y mediante el empleo de un actuador inercial que actúa directamente en uno de los cabezales, de forma que se atenúen las vibraciones debidas al rectificado.
A diferencia de los documentos ES2278496A1 o JP2005199410A, en donde el actuador se dispone en serie al flujo de fuerza de la máquina rectificadora, la invención propone introducir la fuerza de amortiguamiento en paralelo al flujo de fuerza de la máquina rectificadora. Así, cuando la fuerza de amortiguamiento es introducida en paralelo, las propiedades originales de la máquina no son modificadas y la fuerza de amortiguamiento es introducida como una fuerza externa. De este modo, se asegura el funcionamiento normal de la máquina incluso cuando el actuador no está en funcionamiento. A la hora de introducir la fuerza de amortiguamiento en paralelo, el punto óptimo de colocación es el de mayor desplazamiento de vibración.
De esta manera, se detectan durante el rectificado la aparición de vibraciones, y mediante el actuador inercial, se puede acelerar la masa móvil del actuador que se dispone en el cabezal de manera que se introduce la fuerza requerida para amortiguar las vibraciones. De esta forma, se consiguen atenuar, o eliminar, en tiempo real y de forma eficiente, las vibraciones que se producen en la máquina rectificadora durante el rectificado de la pieza.
Cuando se realizan operaciones de desbaste con altas fuerzas de rectificado, como es el caso de las máquinas rectificadoras sin centro, principalmente aparecen dos modos críticos de vibración que se corresponden con los modos de apertura de los cabezales, es decir, se produce un movimiento relativo de acercamiento/alejamiento entre los cabezales que portan las ruedas y la pieza, en la dirección donde las ruedas aplican presión a la pieza. Por ello, preferentemente, la fuerza de amortiguamiento activo es introducida en una parte superior de al menos uno de los cabezales, ya que experimentalmente se ha comprobado que es el punto de mayor desplazamiento debido a la vibración.
Preferentemente, las vibraciones se miden en los dos cabezales, introduciéndose una fuerza de amortiguamiento activo en cada cabezal mediante un respectivo actuador inercial, de forma que se atenúan las vibraciones debidas al rectificado en los dos cabezales.
Preferentemente, la fuerza de amortiguamiento activo es introducida en el mismo punto de la máquina en donde se miden las vibraciones.
Aún más preferentemente, las vibraciones se miden en la parte superior del cabezal y la fuerza de amortiguamiento activo se aplica en esa parte superior del cabezal.
De esta manera, se emplean unos medios de detección y un actuador inercial colocalizados, resultando así más efectiva la atenuación de las vibraciones ocurridas en máquina. Es recomendable realizar esta distribución colocalizada en donde los medios de detección y los actuadores inerciales están localizados en un mismo punto, ya que, de esta manera, teóricamente se podrían atenuar todos los modos de vibración existentes en el ancho de banda del actuador inercial. En el caso de que se realice una distribución no colocalizada, como es el caso del documento JP2005199410A, el control de las vibraciones puede verse complicado cuando hay modos de vibración con distinta fase entre el punto de medición y el punto de actuación dentro del ancho de banda del actuador.
El actuador inercial está configurado para generar un movimiento de su masa móvil en función de la medición de la vibración realizada por los medios de detección. Preferentemente el actuador inercial empleado es un actuador hidráulico, un actuador electromagnético o un motor lineal encargado de acelerar la masa móvil, los cuales permiten la introducción de una fuerza controlada.
La elección del actuador depende de la fuerza y el ancho de banda frecuencial requerido al actuador. En las operaciones de rectificado sin centro, principalmente críticos son los modos estructurales de baja frecuencia inferiores a 300 Hz, concretamente entre 10-300 Hz, que exigen cierto desplazamiento de la masa del actuador inercial. En los documentos ES2278496A1 y JP2005199410A se emplean actuadores piezoeléctricos dispuestos en serie con el flujo de fuerza de la máquina rectificadora. Los actuadores piezoeléctricos son los más empleados para ir dispuestos en serie con el flujo de fuerza de la máquina, donde deben de tener una energía de deformación alta. Sin embargo, se ha observado que, debido a su gran fragilidad, los actuadores piezoeléctricos no son adecuados para hacer actuadores inerciales de bajas frecuencias donde se les exige un desplazamiento considerable, como es el caso del rectificado sin centro.
La inercia del movimiento de la masa del actuador inercial es la que introduce la fuerza de amortiguamiento activo en la máquina, siendo la amplitud, frecuencia y fase de dicha fuerza dependiente de la estrategia de control empleada.
Preferentemente, la estrategia de control empleada por la invención se basa en medir la velocidad de las vibraciones debidas al rectificado, preferentemente medidas en el cabezal, y aplicar mediante el actuador inercial una fuerza proporcional a la amplitud de esa velocidad, con la misma frecuencia, pero con la fase opuesta. Al introducir la fuerza de amortiguamiento esta manera, se introduce un amortiguamiento proporcional a la amplitud de la fuerza introducida que permite aumentar la rigidez dinámica de la máquina.
La estrategia de control puede ser explicada matemáticamente de manera sencilla sobre la ecuación simple de movimiento (Ecuaciones 1-3), donde x es el desplazamiento de vibración de la máquina y m, c y k son la masa, el amortiguamiento y la rigidez modal de la máquina respectivamente. F se refiere a la fuerza sufrida por la máquina durante el rectificado que se pretende atenuar, o eliminar, mientras que Fact es la fuerza realizada por actuador inercial.
Figure imgf000004_0001
Se trata de una estrategia de realimentación, por lo que no requiere del conocimiento de los parámetros dinámicos de la máquina ni las condiciones de corte empleadas. Además, al contrario que lo que ocurre con las estrategias de cancelación, como las descritas en los documentos JP2005199410A y JP2002254303A, la capacidad de fuerza requerida al actuador inercial no es tan grande, ya que no se le exige realizar una fuerza igual a la fuerza de vibración que se quiere atenuar.
Como alternativa, se puede desarrollar un modelo simple de la dinámica de la máquina para que la estrategia de control se base en hacer al actuador inercial comportarse como un amortiguador pasivo ('tuned mass dampe?'). Las principales desventajas de los amortiguadores pasivos son que están limitados a reducir una única frecuencia de vibración y que la masa requerida es muy alta. Sin embargo, mediante la estrategia de control activo que simula este comportamiento, se pueden atenuar diferentes frecuencias y puede ser diseñada para simular diferentes magnitudes de masa. De esta manera, al igual que la anterior estrategia propuesta, no se requiere del conocimiento alguno de las condiciones de corte ni de la vibración a ocurrir.
Matemáticamente, esta estrategia propone introducir una fuerza de amortiguamiento activo (Fact) que es función de la frecuencia (Wa ) y del amortiguamiento relativo (£a ) deseado en la masa pasiva virtual, en donde p es la relación entre la masa pasiva virtual y la masa de la máquina (p=ma/m). De acuerdo con ello, con esta estrategia de control alternativa se introduce una fuerza de amortiguamiento activo (Fact) en función de la siguiente ecuación:
Figure imgf000005_0001
en donde:
m es la masa de la máquina rectificadora
p es la relación entre la masa pasiva virtual del actuador y la masa de la máquina (p=ms/m):
x es el desplazamiento medido debido a las vibraciones
Wa es la frecuencia de oscilación deseada en la masa pasiva virtual
& es el amortiguamiento relativo deseado en la masa pasiva virtual
De acuerdo con todo ello, se obtiene un proceso para el rectificado de piezas en una máquina rectificadora sin centro que permite mejorar la precisión del rectificado atenuando las vibraciones que se originan en la máquina debido al propio proceso de rectificado.
Descripción de las figuras
La figura 1 muestra un ejemplo de una máquina rectificadora sin centro en la que es aplicable el proceso de rectificado de la invención.
La figura 2 muestra una vista esquemática de los dos principales modos de vibración de la máquina de la figura 1. La figura 3 muestra una vista esquemática de un actuador dispuesto en serie con el flujo de fuerza de una maquina rectificadora.
La figura 4 muestra una vista como la de la figura anterior, pero con el actuador inercial dispuesto en paralelo al flujo de fuerza de la maquina rectificadora como propone la invención.
La figura 5 muestra una comparativa de la fuerza de amortiguamiento empleada en una estrategia de control de cancelación según el estado de la técnica.
La figura 6 muestra una comparativa de la fuerza de amortiguamiento empleada en una estrategia de control de amortiguamiento activo como la propuesta por la invención.
Descripción detallada de la invención
En la figura 1 se muestra un ejemplo de una máquina rectificadora sin centro en la que es aplicable el proceso de rectificado de la invención. La máquina rectificadora comprende dos ruedas (1, 2), una muela (1) y una rueda reguladora (2), entre las que hay dispuesta una pieza (3) a rectificar apoyada sobre un medio de soporte (4). Cada rueda (1, 2) está dispuesta en un cabezal (5, 6) y cada cabezal (5, 6) está dispuesto en un medio de traslación (8, 9).
La configuración de máquina representada en la figura 1 no es limitativa para la invención, resultando evidente para un experto en la materia que el proceso de rectificado pudiera aplicarse en máquinas rectificadoras sin centro con una configuración de máquina diferente.
Mediante el desplazamiento de los cabezales (5, 6) se produce un movimiento de separación y aproximación entre las ruedas (1, 2), produciéndose dicho movimiento en una dirección perpendicular a la pieza (3). Así, en funcionamiento, las ruedas (1, 2) aplican presión en la pieza (3) en la dirección del movimiento de aproximación entre ellas (1, 2), de manera que la pieza (3) queda retenida entre las ruedas (1, 2) apoyando en giro libre sobre el medio de soporte (4), con lo que mediante el giro de las ruedas (1, 2) se rectifica la pieza (3).
El propio proceso de rectificado crea fuerzas que excitan los modos de vibración de los diferentes componentes de la máquina, como son los cabezales (5, 6), lo cual genera unas vibraciones que son transmitidas al punto de mecanizado situado en la zona de contacto entre la pieza (3) y las ruedas (1, 2). Esto provoca, entre otros factores, defectos geométricos o desgastes excesivos de herramienta de mecanizado, o un mal acabado superficial de la pieza (3). Como se observa en la figura 2, la máquina rectificadora sin centro tiene dos modos principales de vibración, los cuales provocan una flexión de los cabezales (5, 6) que tiende a su alejamiento o acercamiento.
La invención propone un proceso de rectificado para máquinas rectificadoras sin centro con el que se pueden atenuar, o incluso eliminar, esas vibraciones debidas al propio proceso de rectificado.
Así, el proceso de rectificado propuesto por la invención comprende aproximar las ruedas (1, 2) entre sí aplicando presión en la pieza (3) para su rectificado, medir las vibraciones generadas debidas al rectificado, e introducir, en función de dicha medición, una fuerza de amortiguamiento activo (Fact), que es introducida en paralelo al flujo de fuerza de la máquina rectificadora, y mediante el empleo de un actuador inercial (10) que actúa sobre uno de los cabezales (5, 6), de forma que se atenúan las vibraciones debidas al rectificado.
La medición de las vibraciones debidas al rectificado se realiza empleando unos medios de detección (9), tal como, por ejemplo, acelerómetros. Los medios de detección (9) están especialmente configurados para medir bajas frecuencias inferiores a 300 Hz y, preferentemente, un rango de frecuencias entre 10-300 Hz. Para ello, se ha previsto emplear filtros que discriminen el ruido debido a frecuencias fuera del rango preferente anteriormente indicado.
Como se muestra en el ejemplo de la figura 1, se ha previsto disponer el actuador inercial en la parte superior del cabezal (5, 6), que es la parte de la máquina en donde se produce el mayor desplazamiento debido a las vibraciones del proceso de rectificado.
Para mejorar la precisión de la máquina, se dispone un actuador inercial (10) en cada cabezal, de manera que se introduce una fuerza de amortiguamiento activo (Fact) en cada cabezal (5, 6).
Los medios de detección (9) se disponen en el cabezal (5, 6), de manera que los medios de detección (9) y el actuador inercial (10) que introduce la fuerza están colocalizados en el mismo punto.
En el ejemplo de la figura 1, las vibraciones se miden en los dos cabezales (5, 6), introduciéndose una fuerza de amortiguamiento activo (Fact) en cada cabezal (5, 6) mediante un respectivo actuador inercial (10), de forma que se atenúan las vibraciones debidas al rectificado en los dos cabezales (5, 6).
En la figura 3 se muestra una vista esquemática de un actuador (9) dispuesto en serie con el flujo de fuerza de la maquina rectificadora, tal y como proponen los documentos del estado de la técnica ES2278496A1, o, JP2005199410A, mientras que en la figura 4 se muestra otra vista esquemática de un actuador inercial (9) dispuesto en paralelo al flujo de fuerza de la maquina rectificadora, tal y como propone la invención.
El flujo de fuerza de la maquina rectificadora, también denominado "path force", está representado en las figuras por una línea con flechas. Este flujo se refiere al camino que seguiría la transmisión de la fuerza necesaria para el rectificado de las piezas dentro de la máquina.
Cuando el actuador se dispone en serie, tal y como proponen los documentos ES2278496A1 o JP2005199410A, al pasar el flujo de fuerza por el actuador, el actuador puede modificar las propiedades dinámicas originales de la máquina y así amortiguar las vibraciones creadas, al mismo tiempo que tiene que soportar las fuerzas de rectificado. Por ello, la rigidez que deben aportar los actuadores dispuestos en serie es muy grande y en el caso de que el actuador falle, la máquina no rectificaría apropiadamente.
En cambio, si el actuador inercial se dispone en paralelo, como propone la invención, la fuerza de amortiguamiento es introducida como si fuera una fuerza externa y no tiene ningún efecto sobre la rigidez original de la máquina. Por ello, aunque el actuador falle, la máquina continuaría teniendo su rigidez original y rectificando de manera correcta.
Según una realización de la invención, para realizar el amortiguamiento activo se emplea una estrategia de control que se basa en medir la velocidad de la vibración del cabezal (5, 6) y aplicar mediante el actuador inercial (10) una fuerza proporcional a la amplitud de esa velocidad.
Así, la fuerza requerida por el actuador no sería tan grande como en el caso de la cancelación y no necesitaría del conocimiento de la dinámica de la máquina o del proceso a amortiguar.
Para eliminar las vibraciones de proceso es muy efectivo el empleo de amortiguamiento activo mediante realimentación tal y como propone la invención, cuyo objetivo es dotar a la máquina de una rigidez dinámica más alta en función de la vibración medida. Esta estrategia de realimentación no es válida para vibraciones forzadas constantes, como es el caso de la vibración debida al desequilibrio de rueda, pero sí que es muy efectiva frente a las vibraciones de proceso, ya que el aumentar la rigidez dinámica de la máquina hace que estas vibraciones puedan ser totalmente atenuadas empleando una fuerza menor a la fuerza de vibración.
Según otra realización de la invención, para realizar el amortiguamiento activo se emplea una estrategia de control que se basa en un modelo dinámico de la máquina para hacer al actuador inercial comportarse como un amortiguador pasivo (tuned mass damper). Este amortiguador pasivo virtual podría atenuar diferentes frecuencias y puede ser diseñado para simular diferentes magnitudes de masa, eliminando así las desventajas de los amortiguadores pasivos. Además, la fuerza requerida al actuador también sería bastante menor que la exigida en la cancelación, ya que también se basa en una realimentación de los parámetros de vibración. Aunque la necesidad del modelo dinámico lo hace menos atractiva frente a la simple realimentación, el hecho de que el comportamiento dinámico no varíe según la posición de sus componentes hace que no sea necesario ajustar el modelo en cada proceso, ya que la estrategia de control no requiere del conocimiento de las condiciones del proceso de rectificado.
A continuación, se muestra una tabla comparativa entre una estrategia de control basada en la cancelación, como es el caso de los documentos JP2005199410A o JP2002254303A, y una estrategia de control basada en amortiguamiento activo, como es el caso de las dos estrategias propuestas por la presente invención.
Como se puede observar, entre otros aspectos ventajosos, en el caso del amortiguamiento activo la fuerza requerida por el actuador inercial es bastante menor que la exigida en la cancelación y, además, la cancelación es una estrategia pre-control en donde se requiere un conocimiento preciso de la vibración a cancelar, mientras que el amortiguamiento activo es una estrategia de realimentación en donde no es necesario tener un conocimiento preciso de la vibración para poder atenuarla.
Figure imgf000007_0001
En la figura 5 se muestra una gráfica comparativa de una estrategia de control de cancelación según el estado de la técnica anterior, en donde la fuerza de amortiguamiento (Fací), representada a trazos, tiene la misma amplitud y fase opuesta a la fuerza (F) que se quiere cancelar, mientras que en la figura 6 se muestra una gráfica comparativa de una estrategia de control amortiguamiento activo, en donde se observa claramente que la fuerza de amortiguamiento (Fací) requerida es menor que la fuerza de amortiguamiento (Fací) empleada para la cancelación.

Claims (12)

REIVINDICACIONES
1. Un proceso de rectificado sin centros activamente amortiguado para una máquina rectificadora sin centro que tiene unas ruedas (1, 2), entre las cuales hay dispuesta una pieza (3) a rectificar, y unos cabezales (5, 6) que portan las ruedas (1,2), comprendiendo el proceso de rectificado:
• aproximar las ruedas (1, 2) entre sí aplicando presión en la pieza (3) para su rectificado, de forma que se generen unas vibraciones en la máquina rectificadora debido al rectificado,
• medir las vibraciones debidas al rectificado e
• introducir, en función de dicha medición, una fuerza de amortiguamiento activo (Fact) mediante el empleo de un actuador inercial (10), de forma que se atenúen las vibraciones debidas al rectificado,
caracterizado por que dicha fuerza de amortiguamiento activo (Fací) es paralela al flujo de fuerza de la máquina rectificadora y dicho actuador inercial (10) actúa directamente en uno de dichos cabezales (5, 6).
2. El proceso de rectificado sin centros activamente amortiguado según la reivindicación anterior, caracterizado por que la fuerza de amortiguamiento activo (Fací) es introducida en una parte superior del cabezal (5, 6).
3. El proceso de rectificado sin centros activamente amortiguado según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que las vibraciones se miden en los cabezales (5, 6), introduciéndose una fuerza de amortiguamiento activo (Fací) en cada cabezal (5, 6) mediante un respectivo actuador inercial (10), de forma que se atenúen las vibraciones debidas al rectificado en los cabezales (5, 6).
4. El proceso de rectificado sin centros activamente amortiguado según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que la fuerza de amortiguamiento activo (Fací) es introducida en el mismo punto de la máquina en donde se miden las vibraciones.
5. El proceso de rectificado sin centros activamente amortiguado según la reivindicación anterior, caracterizado por que las vibraciones se miden en la parte superior del cabezal (5, 6) y la fuerza de amortiguamiento activo (Fact) se aplica en esa parte superior del cabezal (5, 6).
6. El proceso de rectificado sin centros activamente amortiguado según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el actuador inercial (10) empleado es un actuador hidráulico, un actuador electromagnético o un motor lineal encargado de acelerar una masa móvil.
7. El proceso de rectificado sin centros activamente amortiguado según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que las vibraciones debidas al rectificado se miden empleando unos medios de detección (9) que miden bajas frecuencias inferiores a 300 Hz.
8. El proceso de rectificado sin centros activamente amortiguado según la reivindicación anterior, caracterizado por que las vibraciones se miden en un rango de frecuencias entre 10-300 Hz.
9. El proceso de rectificado sin centros activamente amortiguado según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que la fuerza de amortiguamiento activo (Fací) es introducida en la dirección en la que las ruedas (1, 2) aplican la presión en la pieza (3).
10. El proceso de rectificado sin centros activamente amortiguado según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que la fuerza de amortiguamiento activo (Fací) introducida es proporcional a la velocidad de las vibraciones medidas debidas al rectificado, y es introducida a la misma frecuencia, y con fase opuesta, que la velocidad de las vibraciones medidas.
11. El proceso de rectificado sin centros activamente amortiguado según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado por que la fuerza de amortiguamiento activo (Fací) introducida es función de la frecuencia (wa ) y del amortiguamiento relativo (£a ) deseado en una masa pasiva virtual, de forma que se simula el comportamiento de un amortiguador pasivo de manera virtual.
12. El proceso de rectificado sin centros activamente amortiguado según la reivindicación anterior, caracterizado por que la fuerza de amortiguamiento activo (Fací) es función de la siguiente ecuación:
en donde:
Figure imgf000008_0001
m es la masa de la máquina rectificadora,
p es la relación entre la masa pasiva virtual del actuador inercial ma y la masa de la máquina m.
(p=ma/m),
x es el desplazamiento medido debido a las vibraciones,
ωa es la frecuencia de oscilación deseada en la masa pasiva virtual,
ξa es el amortiguamiento relativo deseado en la masa pasiva virtual.
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