روشی جدید در پیش‏ بینی و کنترل تجربی پدیده چتر در فرایند داخل‏ تراشی

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری گروه مکانیک، دانشکده مکانیک، دانشگاه یزد، یزد، ایران

2 دانشکده مکانیک، دانشگاه یزد، یزد، ایران

3 عضو هیئت علمی دانشکده مهندسی مکانیک دانشگاه یزد

چکیده

پدیده چتر در فرایندهای تراش‏کاری همواره مورد توجه محققان علم ماشین‏کاری بوده و تلاش‏های زیادی برای کنترل آن انجام گرفته ‏است. روش‏های فعال کنترل ارتعاشات ‏این قابلیت را دارا هستند که ارتعاشات را به نحو مطلوبی در شرایط مختلف میرا کنند. هدف این مقاله توسعه یک روش فعال، جدید و ارزان برای تشخیص و کنترل پدیده ‏چتر قبل از وقوع چتر در فرایند داخل‏تراشی است که با انجام آزمایش عمل‏کرد‏ آن بررسی می‌شود. به این منظور ابتدا روش‏های مختلف پردازش سیگنال به طور مختصر ‏مرور و مقایسه می‏شوند تا از بین آن‏ها دو روش که زمان کمتر و دقت بیشتری برای پیش‏بینی وقوع چتر دارند، انتخاب و زمان لازم برای تبدیل از حالت پایدار به ناپایدار از ‏روی سیگنال‏ها تعیین شود. سپس آزمون‏های زیادی با و بدون سیستم کنترلی انجام می‌شود و در آنها از سیگنال شتاب خروجی از حسگر شتاب که هر 1/0 ثانیه انداره‏گیری ‏می‏شود و دو روش پردازش سیگنال (تبدیل فوریه و چگالی طیفی) به عنوان شاخص وقوع چتر در لحظه اولیه استفاده می‌شود. آنگاه با استفاده از یک سیستم کنترل فعال ‏دستور لازم برای کاهش سرعت اسپیندل ماشین تراش تولید می‏شود تا سیستم به حالت پایدار خود برگردد. آزمون‏های زیادی با روش استخراج شده برای حالت داخل‏تراشی ‏و با پارامترهای مختلف انجام شد که در همه‏ی آزمون‏ها، اگر فرایند پایدار بود سیستم کنترلی وارد مدار نشد و اگر فرایند به مرحله ناپایداری می‏رسید، در مرحله پیش چتر ‏قبل از شروع چتر و معیوب شدن سطح، پدیده چتر تشخیص و مهار شد. ‏

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

The new approach to practical predicting and controlling the chatter phenomenon ‎in the internal turning ‎process

نویسندگان [English]

  • maryam khalili 1
  • Mansour Rafeeyan 2
  • Mohammad Mehdi Abootorabi 3
1 Ph.D. Student, Department of Mechanical Engineering, Yazd University, Postal code: 8915818411, Yazd, Iran.‎
2 Mechanical Eng., Faculty of Eng., Yazd University, Yazd, Iran
3 Mech. Eng. Dept., Faculty of Eng., Yazd University, Yazd, Iran
چکیده [English]

Due to its complex nature, the chatter phenomenon in turning processes has always been important for the researchers of machine ‎science and many efforts have been made to control it‏.‏‎ Active methods of vibration control have the ‎ability to suppress the vibrations properly in different situations. This paper aims to develop a new, active and economic method for ‎detection and controlling chatter phenomenon before it occurs in the boring process. First, various signal processing methods were briefly ‎reviewed and compared, then two methods which are faster and more accurate in determining the occurrence of chatter were chosen, and ‎the time required for the transition from the stable to unstable mode was determined based on the signals. Then many tests were ‎performed with and without a control system. The accelerometer’s output signal which was measured in 0.1 seconds were used in these ‎tests. Two methods of signal processing (Fourier transform and spectral density) were also applied as indicators of the chatter occurrence ‎at the initial moment. Then, using an active control system, the command was given to slow down the speed of the milling machine to ‎switch the system back to its stable state. Using this control method, many tests were performed with different parameters for boring ‎process. In all tests, when the process was stable, the control system did not enter the circuit, and when the process went into the unstable ‎stage, the chatter phenomenon was detected and controlled in the pre-chatter stage before the surface was damaged.‎

کلیدواژه‌ها [English]

  • Chatter phenomena Control
  • Internal Turning process
  • Identification of chatter