بهينه‌سازي كنترل تطبيقي در فرآيند ماشين كاري قطعات سخت

Adaptive control optimization in the finishing process of hardened materials

در ماشين كاري به روش هاي سنتي، پارامترهاي ماشين كاري براساس داده‌هاي موجود در كتاب‌هاي مرجع يا تجربه فرد برنامه نويس و يا پيشنهاد سازندگان ابزار، تعيين مي‌شود و تغييرات انجام يافته در حين ماشين كاري مانند تغيير در ميزان سايش ابزار و يا تغيير در ابعاد قطعه كار در تعيين اين پارامترها تاثيري ندارند. اين امر عملاً باعث كاهش عملكرد فرآيند ماشين كاري مي‌شود. سيستم هاي كنترل تطبيقي با هدف محاسبه پارامترهاي ماشين كاري بهينه با در نظر گرفتن تغييرات صورت گرفته در حين انجام ماشين كاري پيشنهاد شده و گسترش يافته‌اند. روش هاي بهينه‌سازي ماشين كاري به دو صورت برون خط و برخط مي‌باشند. اكثر تحقيقات انجام شده براي بهينه‌سازي به صورت برون خط انجام شده ‌است، به عبارت ديگر پارامترهاي ماشين كاري محاسبه شده در اين روش بدون در نظر گرفتن تغييرات نرخ سايش ابزار تعيين مي‌شوند. براي اعمال تاثير اين گونه تغييرات در فرآيند بهينه‌سازي بايد از نوع برخط استفاده شود. در اين مقاله از روش گراديان براي پيدا كردن مقادير بهينه پارامترهاي برش در فرآيند تراش كاري قطعات سخت استفاده شده‌است. بررسي نتايج شبيه‌سازي شده براي ماشين كاري بهينه شده و بهينه نشده تحت شرايط و پارامترهاي ورودي يكسان نشان مي‌دهد كه با انجام بهينه‌سازي برخط، عملكرد كلي سيستم ماشين كاري افزايش مي‌يابد و مقدار حجم براده برداشته شده توسط ابزار در ماشين كاري با پارامترهاي بهينه شده به مقدار قابل توجهي از حجم براده برداشته شده توسط ابزار در ماشين كاري با پارامترهاي بهينه نشده بيشتر مي‌شود.

In traditional machining systems, cutting parameters are usually selected prior to machining according to handbooks or user’s experience and variations during the machining process such as tool wear and dimensional changes are not considered in selecting cutting parameters. This practice will have a negative effect on the performance of machining. Adaptive control systems have been proposed and developed to find optimal cutting parameters by considering ongoing variations during machining process. Optimization of machining process can be done by off-line or on-line methods. The majority of researches in this field have been conducted in off-line mode. In other words, selection of optimal cutting parameters has been done without considering progressive tool wear. In order to investigate the effect of tool wear in selection of optimal cutting parameters, on-line methods for optimization of machining process should be used. In this paper, the gradient method has been proposed to find optimal cutting parameters during hard turning operation. The results of performed simulations showed that by using adaptive control optimization techniques, the performance of machining process improved and material removal rate increased remarkably