استفاده از فناوری کنترل حلقه بسته در دستگاه سنگ زنی دو دیسک در بهبود دقت سنگ زنی
فناوری کنترل حلقه بسته از دستگاه سنگ زنی Double Disc به وسیله اصلی برای شکستن تنگنای دقت ماشینکاری سنتی از طریق نظارت در زمان واقعی و تنظیم پویا تبدیل شده است. در طی فرآیند سنگ زنی ، عواملی مانند سایش چرخ سنگ زنی ، تغییر شکل حرارتی و خطاهای بستن قطعه کار انحرافات سطح میکرون را جمع می کنند ، در حالی که سیستم حلقه باز فقط می تواند به اجرای منفعل روشهای از پیش تعیین شده متکی باشد و قادر به مقابله با آشفتگی های زمان واقعی نیست بشر جوهر کنترل حلقه بسته در ساخت پیوند بازخورد "ادراک-تصمیم-پیش بینی" نهفته است ، به عنوان مثال ، از طریق سنسورهای جابجایی با دقت بالا (مانند تداخل سنج لیزر یا کاوشگر خازنی) کسب زمان واقعی از اندازه قطعه کار و داده های موقعیت چرخ سنگ زنی ، و در مقایسه با مدل نظری ، سیستم CNC موتورهای سروو را برای جبران خطا هدایت می کند. یک مورد پردازش یقه بلبرینگ نشان می دهد که کنترل حلقه بسته می تواند خطای موازی سازی قطعه کار را از 5μm به 1.5 میکرومتر پوند فشرده کند و میزان عملکرد بیش از 20 ٪ افزایش یافته است.
طرح و انتخاب شبکه سنسور اساس کنترل حلقه بسته است. در یک دستگاه سنگ زنی دیسک دوتایی ، نقاط نظارت بر کلید شامل موقعیت محوری چرخ سنگ زنی ، ضخامت قطعه کار ، نیروی سنگ زنی و دامنه لرزش است. به عنوان مثال ، یک سنسور جابجایی القایی با وضوح نانومتر که در انتهای اسپیندل چرخ سنگ زنی یکپارچه شده است ، حرکت محوری چرخ سنگ زنی را در سطح میکرون در زمان واقعی ضبط می کند. در حالی که یک سنسور نیروی پیزوالکتریک نصب شده بر روی قطعه قطعه کار ، تغییر پویا نیروی سنگ زنی را کنترل می کند و به دلیل برش اضافه بار از سوختگی سطح جلوگیری می کند. یک سازنده چرخ دستی بالا آلمانی ، فناوری فیوژن چند حسگر را برای همگام سازی داده های سنگ زنی ، دما و لرزش در واحد کنترل اتخاذ می کند و تداخل نویز را از طریق الگوریتم های فیلتر کلمن از بین می برد ، به طوری که سطح اطمینان سیگنال بازخورد به 99 ٪ می رسد.
طراحی بازخورد در زمان واقعی و الگوریتم جبران پویا به طور مستقیم سرعت پاسخ و صحت سیستم حلقه بسته را تعیین می کند. کنترل PID سنتی به دلیل پارامترهای ثابت ، سازگاری با اختلالات غیرخطی در فرآیند سنگ زنی (به عنوان مثال انفعال چرخ ، نوسانات سختی مادی) دشوار است. به همین دلیل ، الگوریتم های کنترل تطبیقی معرفی شده اند. به عنوان مثال ، کنترل کننده های مبتنی بر منطق فازی می توانند به طور خودکار نرخ خوراک را با توجه به میزان تغییر نیروی سنگ زنی تنظیم کنند و هنگامی که افزایش ناگهانی در نیروی سنگ زنی تشخیص داده می شود ، سیستم در 10ms 30 ٪ سرعت خوراک را کاهش می دهد و از آن جلوگیری می کند. الگوهای لرزش روی سطح قطعه کار. یک راه حل مهم تر ترکیب فناوری یادگیری ماشین برای آموزش یک مدل پیش بینی از طریق داده های ماشینکاری تاریخی برای پیش بینی روند سایش چرخ سنگ زنی و جبران خسارت از قبل است. یک آزمایش نشان داده است که این فناوری می تواند عمر چرخ سنگ زنی را 40 درصد افزایش دهد ، در حالی که تعداد پانسمان ها را 30 درصد کاهش می دهد.
جبران خطای حرارتی یکی دیگر از سناریوی های مهم کاربرد برای کنترل حلقه بسته در دستگاه های سنگ زنی دو دیسک است. گرمای ناشی از سنگ زنی با سرعت بالا منجر به گسترش حرارتی در سطح میکرون قطعات مانند بستر و دوک می شود و مدل جبران دما سنتی فقط به تعداد محدودی از نقاط اندازه گیری دما با دقت محدود متکی است. سیستم نسل جدید سنسورهای دمای فیبر نوری توزیع شده را بر روی ساختارهای کلیدی (به عنوان مثال یاتاقان دوک نخ ریسی ، ریل های راهنما) با یک مدل شبیه سازی تغییر شکل حرارتی عنصر محدود ترکیب می کند تا میزان انبساط حرارتی در زمان واقعی را پیش بینی کند و موتورهای خطی را برای جبران آن در آن جبران کند. جهت معکوس پس از اتخاذ این فناوری ، یک سازنده تجهیزات نیمه هادی نوسانات ضخامت قطعه را از 3μm به 0.8 میکرومتر به مدت 8 ساعت ماشینکاری مداوم کاهش داده و به ثبات زیر میکرون رسیده است.
ادغام هوشمند بیشتر مرزهای برنامه کنترل حلقه بسته را گسترش می دهد. به عنوان مثال ، تعبیه سیستم Vision Machine در لینک حلقه بسته اجازه می دهد تا پس از اتمام سنگ زنی ، بازرسی آنلاین از سطح قطعه کار را انجام دهد و در صورت یافتن مناطق محلی محلی ، سیستم به طور خودکار روند ماشینکاری ثانویه را بدون مداخله دستی تحریک می کند. علاوه بر این ، فناوری دوقلوی دیجیتال می تواند از طریق تعامل در زمان واقعی بین مدلهای مجازی و تجهیزات فیزیکی ، اثرات استراتژی های مختلف جبران خسارت را پیش نمایش دهد. در یک خط تولید قطعات خودرو ، سیستم حلقه بسته دوقلو دیجیتال ، زمان راه اندازی را 70 ٪ کاهش می دهد ، در حالی که انحراف استاندارد سازگاری ماشینکاری را از 1.2 میکرومتر به 0.4 میکرومتر کاهش می دهد.
