Bài viết giới thiệu về tầm quan trọng của hệ thống điều chỉnh thích nghi áp dụng cho FMS. Từ chức năng của hệ thống đã làm rõ đối tượng và nguyên lý điều chỉnh chế độ cắt gọt cho tế bào gia công trong FMS, đồng thời cũng trình bày phương pháp tối ưu hóa điều chỉnh thích nghi giới hạn.
HỆ THỐNG HIỆU CHỈNH THÍCH NGHI ÁP DỤNG CHO FMS ADAPTIVE CONTROL ADJUSTMENT SYSTEM APPLY TO FMS LÊ VĂN CƯƠNG Viện Cơ khí, Trường Đại học Hàng hải Việt Nam Email liên hệ: binhcuong1985@gmail.com Tóm tắt Bài báo giới thiệu tầm quan trọng hệ thống điều chỉnh thích nghi áp dụng cho FMS Từ chức hệ thống làm rõ đối tượng nguyên lý điều chỉnh chế độ cắt gọt cho tế bào gia công FMS, đồng thời trình bày phương pháp tối ưu hóa điều chỉnh thích nghi giới hạn Từ khóa: Hệ thống FMS, điều khiển thích nghi, tối ưu hóa, chế độ cắt Abstract This paper introduces the importance of the adaptive control adjustment system apply to FMS From the function of the system, the object is clarified and the principle of adjusting the cutting mode for processing element in FMS At the same time, also presented limited adaptive control adjustment method Keywords: FMS, adaptive control adjustment, optimization Method, Cutting mode Mở đầu Hệ thống sản xuất linh hoạt FMS thiết kế để sản xuất nhóm sản phẩm cụ thể theo nhóm chi tiết điển hình chế tạo khí Tính linh hoạt hệ thống thể khả thích ứng nhanh hay chậm với thay đổi đối tượng sản xuất dù có kế hoạch khơng có kế hoạch định trước Trong FMS thành phần trung tâm máy công cụ điều khiển số NCM trung tâm gia cơng CNC, có thay đổi đối tượng sản xuất yếu tố quan trọng điều chỉnh kịp thời thơng số chế độ cắt cho phù hợp Điều đảm bảo hiệu hoạt động tế bào gia cơng đảm bảo độ tin cậy FMS Các điều chỉnh chế độ cắt hệ thống sản xuất linh hoạt FMS gọi điều khiển thích nghi [2] Chức hệ thống điều chỉnh thích nghi Hầu với tất máy công cụ điều khiển theo chương trình số, thơng số chế độ cắt chúng xác định phương pháp tối ưu hóa theo điều kiện cơng nghệ hệ thống Bộ thơng số tính tốn theo điều kiện ban đầu hệ thống công nghệ bao gồm máy gia công, đồ gá, dụng cụ cắt chi tiết (MGDC) yêu cầu kỹ thuật chi tiết [3] Tuy theo thời gian khai thác có hai vấn đề xảy là: Thứ hao mòn hệ thống công nghệ, đặc biệt dụng cụ cắt, điều kiện bôi trơn, làm mát ảnh hưởng tích lũy phoi,… làm thay đổi điều kiện ban đầu Thứ hai thay đổi loại hình sản xuất, đối tượng sản xuất làm thay đổi thông số đầu vào để xác định chế độ cắt gọt Trong hai trường hợp yêu cầu thay đổi thơng số chế độ cắt nhằm mục đích đảm bảo chất lượng hệ thống công nghệ độ xác gia cơng chi tiết Như ta biết chế độ cắt làm thay đổi mạnh lực cắt chất lượng sản phẩm Để thực thay đổi chế độ cắt cách nhanh chóng, xác hiệu chức hệ thống điều chỉnh thích nghi Trong FMS người ta thường sử dụng hệ thống điều chỉnh tốc độ cắt kiểu điều chỉnh thích nghi giới hạn Hệ thống điều chỉnh thích nghi giới hạn Hệ thống điều chỉnh thích nghi giới hạn hệ thống thực điều chỉnh theo giới hạnhỏ Các giá trị giới hạn n S xác lập dựa vào hệ thống cơng nghệ Ví dụ trường hợp tiện trục trơn ta tính giá trị giới hạn sau: Xác định S = Smax cho phép theo độ bền động học máy; Xác định giá trị S = Smin theo điều kiện chất lượng bề mặt gia công; Xác định giá trị vòng quay trục n = nmin cho phép máy cơng cụ; 44 Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Hàng hải Số 59 - 8/2019 Xác định giá trị n = nmax đạt máy gia công; Xác định công suất dẫn động động NCT; Xác định giá trị mơ men uốn lớn M; Xác định độ bền dụng cụ cắt; Xác định lượng mòn giới hạn dụng cụ cắt; Xác định lượng biến dạng đàn hồi chi tiết; 10 Xác định yêu cầu chất lượng bề mặt chi tiết (Ra, Rz); 11 Xác định giới hạn lực Px; 12 Xác định giới hạn lực Py Mỗi giới hạn (từ đến 12) mơ tả phương trình giới hạn có dạng [1]: n Ci S i (5) Với i = (1 12) số thự tự giới hạn ràng buộc Ci, I hệ số Lấy Logarit hai vế ta có [1]: lg n lg Ci i lg S (6) Đặt lgn = xi; lgCi = bi; I = - lgS = x2 ta có phương trình [1]: x1 x2 bi (7) Từ phương trình (7) mặt phẳng lgn - lgS ta có miền giới hạn (n) (S) điều chỉnh Kết hợp với phương trình (4) tìm hình chiếu y(n,S) miền giới hạn Đó giá trị (n, S) tối ưu để điều chỉnh (Hình 3) y nmin nmax Smin lg n Smax Phương trình thứ i lg S Hình Mơ tả thuật tốn tối ưu hóa hệ thống điều chỉnh thích nghi 1, lgn điều chỉnh; 2, lgS điều chỉnh Việc giải hệ phương trình (5) kết hợp với phương trình (4) thực dễ dàng, trực tiếp máy công cụ điều khiển số hệ CNC DNC q trình điều chỉnh hiệu kỹ thuật kinh tế Ứng dụng Thiết kế sơ đồ nguyên lý điều khiển điện từ để thực hiệu chỉnh thích nghi theo áp lực dầu bơi trơn ổ trục máy cơng cụ Tạp chí Khoa học Công nghệ Hàng hải Số 59 - 8/2019 45 2 1 1 b, a, Hình Sơ đồ nguyên lý điều chỉnh thích nghi điện từ Các cuộn dây lõi thép (1) (2) có kết cấu giống với lõi di động (4) Khi trục làm việc điều kiện ổn định (Hình 4a) véc tơ từ thơng 1 vng góc với trục máy cơng cụ tín hiệu thay đổi để điều chỉnh không Khi áp lực dầu thay đổi, trục thay đổi vị trí, khoảng cách đến cuộn dây thay đổi làm cần từ thông xuất thành phần từ thông hướng trục (Hình 4b) Lúc véc tơ từ 900 thơng tổng cộng tạo góc khác với trục máy biến thành tín hiệu điều khiển Kết luận Các hệ thống điều chỉnh thích nghi thành phần quan trọng khai thác hiệu hệ thống sản xuất linh hoạt FMS Có thể nói thiếu điều khiển thích nghi chưa phải FMS hoàn hảo chưa thể đảm bảo tính linh hoạt Các điều chỉnh thích nghi FMS ln sử dụng loại điều chỉnh thích nghi giới hạn, xây dựng khai thác FMS ln phải có đầy đủ thơng tin giới hạn hệ thống cơng nghệ Thuật tốn tối ưu hóa điều chỉnh thích nghi khơng q phức tạp, thiết kế, xây dựng khai thác FMS cụ thể nên theo kho liệu hệ thống để xây dựng phương trình giới hạn dạng (7) để làm sở cho tính tốn điều chỉnh đạt hiệu cao kinh tế kỹ thuật TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] A.I.Kochegin, M.Iu.Lykus, V.I.Sagun, Gia công kim loại dây chuyền dụng cụ cắt gọt, NXB VusaiaSkola, 2001 [2] PGS.TS Trần Văn Địch, Hệ thống sản xuất linh hoạt FMS sản xuất tích hợp CIM, NXB Khoa học Kỹ thuật, 2001 [3] Nguyễn Tiến Đào, Nguyễn Tiến Dũng, Công nghệ khí ứng dụng CAD - CAM - CNC, NXB Khoa học Kỹ thuật, 1999 Ngày nhận bài: Ngày nhận sửa: Ngày duyệt đăng: 46 04/04/2019 19/04/2019 24/04/2019 Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Hàng hải Số 59 - 8/2019 ... điều chỉnh thích nghi FMS ln sử dụng loại điều chỉnh thích nghi giới hạn, xây dựng khai thác FMS ln phải có đầy đủ thông tin giới hạn hệ thống cơng nghệ Thuật tốn tối ưu hóa điều chỉnh thích nghi. .. thành tín hiệu điều khiển Kết luận Các hệ thống điều chỉnh thích nghi thành phần quan trọng khai thác hiệu hệ thống sản xuất linh hoạt FMS Có thể nói thiếu điều khiển thích nghi chưa phải FMS hồn... ưu hóa hệ thống điều chỉnh thích nghi 1, lgn điều chỉnh; 2, lgS điều chỉnh Việc giải hệ phương trình (5) kết hợp với phương trình (4) thực dễ dàng, trực tiếp máy công cụ điều khiển số hệ CNC