روشي جديد در پيش بيني و كنترل تجربي پديده چتر در فرايند داخل تراشي

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

پديده چتر در فرايندهاي تراشكاري همواره مورد توجه محققان علم ماشينكاري بوده و تلاش هاي زيادي براي كنترل آن انجام گرفته است. روشهاي فعال كنترل ارتعاشات اين قابليت را دارا هستند كه ارتعاشات را به نحو مطلوبي در شرايط مختلف ميرا كنند. هدف اين مقاله توسعه يك روش فعال، جديد و ارزان براي تشخيص و كنترل پديده چتر قبل از وقوع چتر در فرايند داخلتراشي است كه با انجام آزمايش عملكرد آن بررسي مي‌شود. به اين منظور ابتدا روش هاي مختلف پردازش سيگنال به طور مختصر مرور و مقايسه ميشوند تا از بين آنها دو روش كه زمان كمتر و دقت بيشتري براي پيش بيني وقوع چتر دارند، انتخاب و زمان لازم براي تبديل از حالت پايدار به ناپايدار از روي سيگنال ها تعيين شود. سپس آزمونهاي زيادي با و بدون سيستم كنترلي انجام مي‌شود و در آنها از سيگنال شتاب خروجي از حسگر شتاب كه هر 1/0 ثانيه انداره گيري مي شود و دو روش پردازش سيگنال (تبديل فوريه و چگالي طيفي) به عنوان شاخص وقوع چتر در لحظه اوليه استفاده مي‌شود. آنگاه با استفاده از يك سيستم كنترل فعال دستور لازم براي كاهش سرعت اسپيندل ماشين تراش توليد مي شود تا سيستم به حالت پايدار خود برگردد. آزمونهاي زيادي با روش استخراج شده براي حالت داخلتراشي و با پارامترهاي مختلف انجام شد كه در همه ي آزمونه ا، اگر فرايند پايدار بود سيستم كنترلي وارد مدار نشد و اگر فرايند به مرحله ناپايداري مي رسيد، در مرحله پيش چتر قبل از شروع چتر و معيوب شدن سطح، پديده چتر تشخيص و مهار شد.

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.