Modelización del comportamiento dinámico de rectificadoras sin centros y del control de sus vibraciones mediante la actualización y reducción de modelos de ef

Resumen

Las operaciones de rectificado sin centros presentan unas características que las hacen especialmente susceptibles de sufrir inestabilidades dinámicas, dando lugar a las vibraciones de chatter. Tratándose de un proceso generalmente utilizado en operaciones de acabado, la presencia de vibraciones en este tipo de máquinas es especialmente perjudicial, por lo que el diseño de sistemas de control representa un campo de gran interés. Estos diseños requieren disponer de modelos precisos que evalúen la efectividad de diferentes alternativas antes de su implantación práctica, de tal forma que se pueda abordar un proceso de optimización mediante simulaciones. Atendiendo a la necesidad mencionada, en esta tesis se presenta tanto el estudio de las características dinámicas de una rectificadora sin centros como el proceso de simulación de un sistema de control activo de vibraciones. El modelo de elementos finitos de la máquina se ha actualizado empleando los resultados de un análisis modal experimental. Este modelo mejorado se ha empleado para obtener un modelo reducido en espacio estado que se ha validado mediante la estimación y contrastación experimental de diferentes respuestas de la máquina. Una vez verificadas las predicciones obtenidas mediante el procedimiento desarrollado, el modelo de elementos finitos actualizado se ha modificado para incorporar el efecto de dos actuadores piezoeléctricos controlados activamente. Se ha simulado un algoritmo de control que previamente se había implementado sobre la máquina, comprobándose que las estimaciones obtenidas muestran una adecuada correspondencia con los resultados experimentales. De esta forma, se verifica que el modelo desarrollado es capaz de reproducir el comportamiento de la máquina con el control activado.