جستجو در مقالات منتشر شده
۵ نتیجه برای ابزار داخل‌تراش
پوریا نعیمی امینی، بهنام معتکف ایمانی،
دوره ۱۷، شماره ۸ - ( ۸-۱۳۹۶ )
چکیده
فرآیند داخل‌تراشی به دلیل نسبت طول به قطر بالای ابزار و انعطاف پذیری زیاد آن، بسیار مستعد ارتعاشات خود برانگیخته(چتر) می‌باشد. این ارتعاشات منجر به کاهش کیفیت سطح، دقت هندسی پایین و شکستگی ابزار می‌شود و در مجموع مهمترین محدودیت تولید می‌باشد. مهمترین دلیل به وجود آمدن چتر، برهم‌کنش دینامیکی فرآیند براده‌برداری و سازه ماشین ابزار می‌باشد. با افزایش طول ابزار برش، تمایل سازه به ارتعاش افزایش پیدا می‌کند. راه‌حل مؤثر جهت کاهش ارتعاشات و افزایش مقاومت به چتر، افزایش صلبیت دینامیکی آن می‌باشد. در فرآیند داخل‌تراشی با نسبت طول‌به‌قطر بالا، جهت افزایش پایداری ابزار، از روشهای کنترل ارتعاشات غیرفعال یا فعال استفاده می‌شود. روشهای فعال کنترل ارتعاشات این قابلیت را دارا می‌باشند که ارتعاشات را به نحو مطلوبی در شرایط مختلف ماشینکاری میرا کنند. هدف این پژوهش بهبود مقاومت به چتر ابزار داخل‌تراش در مقیاس صنعتی از طریق افزایش صلبیت دینامیکی می‌باشد. به منظور کنترل ارتعاشات ابزار از عملگر الکترومغناطیسی استفاده گردیده است. طراحی بستر آزمایش به نحوی صورت گرفته است که بتوان در راستای شعاعی ارتعاشات ابزار را کنترل نمود. در این پژوهش ابتدا با استفاده از آزمون مودال تجربی، مشخصات دینامیکی ابزار بورینگ بدست آمده است. سپس با استفاده از تحریک سینوسی جاروبی تابع تبدیل عملگر-ابزار شناسایی شده است. حلقه کنترل ارتعاشات نیز با استفاده از الگوریتم پسخور مستقیم سرعت پیاده‌سازی شده است. نتایج آزمون‌های ماشینکاری نشان می‌دهد که عملگر در کاهش ارتعاشات و افزایش صلبیت دینامیکی و در نتیجه مقاومت در برابر چتر دارای عملکرد خوبی می‌باشد.
پوریا نعیمی امینی، بهنام معتکف ایمانی،
دوره ۱۸، شماره ۸ - ( ۹-۱۳۹۷ )
چکیده
یکی از مهمترین محدودیتهای بهره وری در تولید، ارتعاشات ماشینکاری است. این ارتعاشات منجر به افزایش هزینه‌های ماشینکاری، کاهش دقت قطعات و کاهش عمر ابزار برشی می‌گردد. مؤثرترین راه‌حل برای افزایش پایداری فرآیند برش و حذف ارتعاشات ، افزایش صلبیت دینامیکی سازه می‌باشد. شیوه‌های مختلفی برای افزایش صلبیت دینامیکی سازه‌ها با استفاده از روشهای کنترل ارتعاشات غیرفعال و فعال ارائه شده است. اگرچه روشهای غیرفعال کنترل ارتعاشات همیشه پایدار هستند ولی دارای عملکرد محدودی می‌باشند. روشهای فعال کنترل ارتعاشات این قابلیت را دارا می‌باشند که ارتعاشات را به نحو مطلوبی در شرایط مختلف میرا کنند. هدف این پژوهش افزایش صلبیت دینامیکی یک ابزار داخل‌تراش در مقیاس صنعتی با استفاده از میرایی فعال می‌باشد. فرآیند برش عمدتاً در معرض تغییرات پارامترها و اغتشاشات ناشناخته خارجی است، بنابراین طراحی یک سیستم کنترل ارتعاش فعال برای فرآیند برش یک مشکل چالش برانگیز است. در این پژوهش روش کنترلی بر اساس مفهوم مشاهده‌گر حالت گسترش یافته برای غلبه بر این عدم قطعیتها ارائه شده است. این استراتژی در سیستم کنترل ارتعاشات ابزار داخل‌تراش بکار گرفته شده است. همچنین الگوریتم پسخور مستقیم سرعت نیز در کنترل حلقه بسته ارتعاشات پیاده‌سازی شده است. نتایج آزمون‌های کنترل ضربه نشان می‌دهد که الگوریتم‌های کنترلی در کاهش ارتعاشات و افزایش صلبیت دینامیکی سازه دارای عملکرد خوبی می‌باشند. نتایج آزمون ضربه ولتاژی نیز نشان می‌دهد کنترلر ADRC نسبت به کنترلر پسخور مستقیم سرعت از تلاش کنترلی کمتری برخوردار است.
پوریا نعیمی‌امینی، بهنام معتکف‌ایمانی،
دوره ۱۹، شماره ۲ - ( ۱۱-۱۳۹۷ )
چکیده
ارتعاش در ماشینکاری یکی از مهمترین محدودیتهای تولید است. این ارتعاش منجر به افزایش هزینه‌های ماشینکاری، کاهش دقت قطعات و کاهش عمر ابزار برشی می‌شود. کنترل فعال یکی از روشهای مرسوم برای مقابله با ارتعاش در ماشینکاری است ولی طراحی یک کنترلر بهینه برای فرآیند ماشینکاری به‌دلیل عوامل ناشناخته در سیستم یک مشکل چالش‌برانگیز است. روش کنترلی DVF با حجم محاسباتی پایین و قابلیت بالا در افزایش عملکرد ابزار برشی، روش موثری است ولی به‌دلیل افزایش توان کنترلی می‌تواند موجب اشباع عملگر شود، بنابراین یک روش بهینه کنترلی نیست. هدف این پژوهش پیاده‌سازی کنترل PID غیرخطی برای افزایش کارآیی و بهبود عملکرد کنترل فعال ارتعاش روی یک ابزار داخل‌تراش است. نتایج آزمون‌های کنترل ضربه نشان می‌دهد که الگوریتم کنترلی PID غیرخطی کسری در کاهش ارتعاش و افزایش میرایی سازه دارای عملکرد مطلوبی است. با استفاده از معیارهای عملکرد کنترلر می‌توان توان کسری بهینه برای کنترلر PID غیرخطی را به‌نحوی انتخاب کرد که علاوه‌بر افزایش میرایی ابزار، منجر به کاهش توان مصرفی شده و در نتیجه از اشباع عملگر جلوگیری شود. نتایج آزمون‌های برشی نیز نشان می‌دهد که کنترلر PID غیرخطی با کاهش ولتاژ کنترلی و توان مصرفی عملگر نسبت به کنترلر DVF، منجر به افزایش محدوده ماشینکاری پایدار می‌شود. همچنین کنترلر پیشنهادی در هنگام وقوع اغتشاش‌های ضربه‌ای در فرآیند ماشینکاری از جمله درگیری اولیه ابزار منجر به کاهش قابل توجه قله ولتاژ کنترلی می‌شود.
محسن فلاح، بهنام معتکف ایمانی،
دوره ۱۹، شماره ۸ - ( ۵-۱۳۹۸ )
چکیده
در این مقاله، یک مدل دینامیکی کارآمد برای ابزار داخل‌تراش میراشده مجهز به عملگر الکترومغناطیس ارایه شده است. مدل‌های دینامیکی عملگر و ابزار با بهره‌گیری از فرآیند شناسایی نظام‌مند ارایه‌شده در این مقاله به دست آمده‌اند، که مبتنی‌بر بهره‌گیری از ابزارها و روشهای بنیادین مبحث شناسایی سیستم است. سیستم الکترومکانیکی یا مسیر پیشرو، از سه بخش اصلی تشکیل شده که شامل تقویت‌کننده توان خطی، شیکر الکترودینامیک و سازه ابزار داخل‌تراش است. در این مقاله، ابتدا مدل دینامیکی هر یک از زیرسیستم‌های تشکیل‌دهنده مسیر پیشرو شناسایی شده‌اند. بهره‌گیری از روش شناسایی جزء‌به‌جزء، باعث دستیابی به درک قابل‌توجهی پیرامون منشا رفتار غیرخطی در مدل دینامیکی مسیر پیشرو می‌شود. براساس مشاهدات تجربی ارایه‌شده، می‌توان نتیجه گرفت که عملگر الکترومغناطیس به‌صورت یک سیستم دینامیکی خطی رفتار می‌کند، اما در مقابل سازه ابزار داخل‌تراش رفتار غیرخطی از خود بروز می‌دهد؛ زیرا با تغییر دامنه تحریک ورودی، دقت تخمین مدل دینامیکی شناسایی‌شده برای ابزار داخل‌تراش به‌میزان قابل‌توجهی کاهش می‌یابد. در نتیجه برای توصیف رفتار دینامیکی مسیر پیشرو برحسب فرکانس و شدت تحریک ورودی، در این مقاله یک مدل دینامیکی پارامتر متغیر ارایه شده است. این مدل دارای ساختار معلوم و پایین‌ترین مرتبه ریاضی ممکن است. مدل دینامیکی ارایه‌شده می‌تواند پاسخ حوزه زمان مسیر پیشرو به تحریک ورودی چِرپ را با ۸۸% دقت تخمین بزند. همچنین این مدل در مرحله اعتبارسنجی پاسخ حوزه زمان سیستم به تحریک نویز سفید گوسی را با دقت قابل قبولی پیش‌بینی می‌نماید. به‌علاوه مدل دینامیکی عملگر الکترومغناطیس، می‌تواند سیگنال نیروی دینامیکی عملگر را با دقت بسیار خوب ۸۵% تخمین بزند.
محسن فلاح، بهنام معتکف‌ایمانی،
دوره ۲۰، شماره ۴ - ( ۱-۱۳۹۹ )
چکیده
در این مقاله یک سیستم کنترل فعال ارتعاشات برای حذف لرزه ابزار داخل‌تراش در فرآیند تراشکاری داخلی ارایه شده است. این سیستم شامل ابزار داخل‌تراش مجهز به عملگر الکترومغناطیس و سنسور شتاب‌سنج به‌همراه یک الگوریتم کنترل تطبیقی بدیع است که معمولاً در حوزه کنترل فعال نویز صوتی مورد استفاده قرار می‌گیرد. الگوریتم کنترل پیشنهادی با نام FxNLMS پسخور شناخته شده و شامل دو فیلتر تطبیقی با پاسخ ضربه محدود است. یکی از این فیلترها با عنوان فیلتر مدل نامیده شده و تخمینی از مدل دینامیکی مجموعه عملگر- ابزار ارایه می‌دهد. فیلتر تطبیقی دیگر به عنوان فیلتر کنترل بوده و معکوس دینامیک مسیر پیشرو را تخمین می‌زند. ضرایب وزنی این فیلتر تطبیقی با بهره‌گیری از الگوریتم حداقل میانگین مربعات نرمال‌شده تنظیم می‌شود. ابتدا در آزمون کنترل ضربه نشان داده است که با بهره‌گیری از این کنترلر تطبیقی، دامنه منحنی پاسخ فرکانسی مسیر پیشرو در مجاورت مود اصلی آن تا میزان ۳۶دسی‌بل کاهش می‌یابد. سپس با اجرای تراشکاری داخلی روی قطعاتی از جنس آلومینیوم آلیاژی رده ۶۰۶۳-T۶ کارآیی کنترلر پیشنهادی برای حذف ناپایداری لرزه ارزیابی شده است. در اثر عملکرد بهینه کنترلر تطبیقی، دامنه منحنی چگالی طیفی توان سیگنال شتاب نوک ابزار به‌میزان ۶۸دسی‌بل کاهش یافته و عمق برش متناظر با آستانه پایداری در فرآیند برش به میزان ۱۰ برابر افزایش یافته است. همچنین مقدار زبری سطح قطعه‌کار در حالت دارای کنترل، تا ۸ برابر نسبت به حالت بدون کنترل بهبود یافته است. به علاوه هزینه عملگر نیز تا ۳ برابر نسبت به کنترلر انتگرال‌گیر بهینه با ضریب بهره ثابت کاهش داشته است.
