پیاده‌سازی روش پسخور مستقیم سرعت با استفاده از عملگر دینامیکی فعال به منظور کاهش ارتعاشات ابزار داخل‌تراش

در حوزه ماشین‌کاری و فلزکاری، ابزارهای داخل تراش نقش مهمی در ایجاد سوراخ‌های دقیق و دستیابی به صافی‌های سطح مورد نظر دارند. ارتعاشات ابزار برش همواره سبب بروز محدودیت در تولید می گردد؛ چرا که این ارتعاشات نه تنها کیفیت سطوح ماشین کاری شده را کاهش می دهد بلکه طول عمر ابزار را نیز به خطر می اندازد و باعث سایش بیش از حد و کاهش بهره وری کلی سیستم می شوند. روش های متعددی اعم از روش های کنترل غیرفعال و فعال به منظور کاهش این ارتعاشات ارائه شده است؛ اگرچه روش های کنترل غیرفعال ارتعاشات همواره پایدار هستند، ولی دارای عملکرد محدود و وابسته به شرایط ماشین کاری می باشند. کنترل پسخور مستقیم سرعت یک روش کنترل فعال با حجم محاسباتی پایین و قابلیت بالا در افزایش عملکرد ابزار برشی راه حل موثری برای کاهش ارتعاشات ابزار داخل تراش می باشد. از آن جایی که ماهیت این روش دارای حجم محاسباتی پایین است، می توان جهت پیاده سازی آن از یک بستر سخت افزاری ارزان قیمت استفاده کرد و هزینه های کنترل و راه اندازی ابزار داخل تراش را کاهش داد. در این پژوهش روش پسخور مستقیم سرعت به وسیله شتاب سنج دیجیتال adxl345 و برد آردوینو due پیاده سازی و با استفاده از یک جاذب دینامیکی فعال ارتعاشات ناشی از هرگونه تحریک ضربه میرا شده و با حالت بدون جاذب دینامیکی مقایسه شده است. همچنین با افزایش ولتاژ خروجی از کنترلر میزان افزایش در توانایی میرایی عملگر مورد بررسی قرار گرفته است که در نتیجه آن 64 درصد کاهش در زمان نشست و 65 درصد بهبود در دامنه تبدیل فوریه ارتعاشات ابزار حاصل شد.

implementation of direct velocity feedback using the active dynamic actuator in order to reducing chatter vibration in boring

in machining processes, boring bars play a significant role in manufacturing precise holes with desired surface smoothness. vibrations of cutting tools mostly pose limitations in production. these limitations are attributed not only to the degradation of the quality of the machined surface but also decreases the tool’s lifespan. various methods, including passive and active vibration control methods, have been proposed to reduce these vibrations. the passive vibration control methods are stable, however their performance is limited with dependency on machining conditions. direct velocity feedback control (dvfc) is an active control method in which a low computational amount is required with high adaptability to improve the performance of boring bar while reducing the vibration. since the nature of this method has a low computational volume, a low cost hardware platform can be used for its implementation and the costs related to the control and operation of the tool inside the lathe can be reduced. in this paper, direct velocity feedback is applied with a digital accelerometer (adxl345) and an arduino due board. an active dynamic absorber is used to counteract vibrations resulting from any impact or disturbance and is compared with a condition without a dynamic absorber. also, last, the increase in output voltage from the controller is investigated by the dynamic absorber’s performance. as a result, 64% reduction in settling time and 65% improvement in the amplitude of the fourier transform of instrument vibrations were obtained.