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Tesis Doctoral
DOI
10.11606/T.18.2016.tde-08012016-135305
Documento
Autor
Nombre completo
Carlos Umberto Burato
Instituto/Escuela/Facultad
Área de Conocimiento
Fecha de Defensa
Publicación
São Carlos, 2006
Director
Tribunal
Duduch, Jaime Gilberto (Presidente)
Caurin, Glauco Augusto de Paula
Fortulan, Carlos Alberto
Silva, Marcelo de Assumpção Pereira da
Wrege, Paulo Alberto Silveira
Título en portugués
Desenvolvimento de um porta-ferramenta translativo para a usinagem de ultraprecisão
Palabras clave en portugués
Atuador piezelétrico
Microposicionamento
PID
Técnicas de controle
Ultraprecisão
Resumen en portugués
Trata do desenvolvimento de um porta-ferramenta translativo (PFT). Objetiva o microposicionamento relativo ferramenta/peça durante a usinagem de ultraprecisão, para atender à tolerâncias nanométricas. Define esse microposicionamento com o emprego de atuador piezelétrico. Mostra alguns aspectos de projeto aplicados à engenharia de precisão que foram usados no desenvolvimento do PFT. Relata as técnicas de controle aplicadas como PID e compensador por atraso de fase. Realiza uma análise para verificação dos modos de vibrar do PFT, identificando assim as freqüências naturais do sistema. Apresenta um modelo ideal, ou seja, todos os componentes foram fabricados e montados para a realização dos testes. Propõe que a estratégia de controle seja baseada em processar sinais adquiridos ao longo do microposicionamento da ferramenta para identificar a condição de posicionamento relativo ferramenta/peça e obter informações que foram posteriormente usadas em um controlador PID, para realimentação de posição. Conclui com a avaliação e testes experimentais de deslocamento da ferramenta de corte, até 25 μm; com freqüência, até 10 Hz, realizados com o PFT projetado.
Título en inglés
Development of the a tool post to be used in ultraprecision machining
Palabras clave en inglés
Control techniques
Micropositioning
PID
Piezoelectric actuators
Ultraprecision
Resumen en inglés
This work deals with the development of a tool post (PFT) for the micropositioning of a tool during ultraprecision machining in the nanometric range. Micropositioning employing piezoelectric actuators is defined. Precision engineering designs aspects applied to the development of the PFT are discussed. Control techniques such as PID and phase-lag compensator are addressed. A computer simulation for the verification of the vibrating modes of the PFT, with the simultaneous identification of the natural frequencies is carried out. An ideal model - all components will be manufactured and assembled - is presented. A control strategy based on the processing of signals acquired during the micropositioning of the tool to identify the positioning condition and to obtain information to be used by a PID controller is proposed. Experimental tests are performed with displacement of the tool, up to 25 μm, with frequency, up to 10 Hz.
 
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Fecha de Publicación
2016-01-08
 
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