پایش وضعیت سایش ابزار براده برداری با استفاده از تلفیق سنسورها
چکیده
وضعیت ابزار عامل مهمی در فرآیندهای ماشینکاری می باشد. استفاده از ابزار کند موجب ایجاد قطعات با کیفیت نامطلوب، خرابی ماشین افزار و از کارافتادگی خارج از برنامه آن و در نتیجه هزینه های اضافی می شود. در محیط های ساخت سنتی پایش وضعیت ابزار توسط اپراتورهای ماهر با استفاده از تجربه و بازرسی چشمی مستمر از سطح ابزار انجام می شود. اما در ساخت خودکار، پایش ابزار توسط انسان امکان-پذیر نمی باشد. در نتیجه روشی مطمئن جهت پایش وضعیت سایش ابزار به صورت خودکار امری ضروری است. در حال حاضر بیشتر سیستم های پایش وضعیت ابزار بر اساس روش های غیر مستقیم سنسوری می باشند. ارزیابی وضعیت ابزار بر اساس مشخصه های سیگنال یک سنسور قابل اطمینان نمی باشد زیرا مشخصه بدست آمده از سیگنال یک سنسور علاوه بر سایش ابزار به سایر عوامل غیر مرتبط با سایش ابزار مانند شرایط ماشینکاری و اغتشاشات تصادفی نیز بستگی دارد. یک راه حل ممکن برای این مشکل، تلفیق داده های چند سنسور غیر متجانس و مراجعه به نتایج بدست آمده از بینایی ماشین در محاسبه شکل ناحیه سایش ابزار در مواقع اضطراری می باشد. اطلاعات بدست آمده از این روش کامل تر و دارای دقت-بالاتری می باشد و علاوه بر این نسبت به شرایط برشی مستقل تر می باشد. در این تحقیق، ترکیب سنسورهای بینایی ماشین، جریان، کرنش و ارتعاشات جهت ایجاد یک سیستم پایش وضعیت سایش ابزار با قابلیت اطمینان بالا و کم هزینه پیشنهاد شده است. از مدل سیستم استنتاج فازی- عصبی تطبیقی (anfis) جهت تلفیق اطلاعات تصویر سطح قطعه کار، جریان موتور، کرنش و ارتعاشات ابزار و پیش بینی وضعیت سایش سطح آزاد ابزار استفاده شده است. ساختار مدل anfis پیشنهادی دارای چهار ورودی و یک خروجی می باشد. ورودی های مدل شامل انتروپی بافت سطح قطعه کار (که توسط تبدیل موجک فیلتر شده)، انتگرال حاشیه ای زمان-فرکانس سیگنال جریان موتور اسپیندل و انتروپی شانون سیگنالهای کرنش و ارتعاشات ابزار می باشد. نتایج بدست آمده نشان داد با استفاده از مدل anfis می توان با دقت بالایی مشخصه های سیگنالها را تلفیق و در پیش بینی وضعیت ابزار استفاده نمود.