Để giâm sât quâ trình gia công có thể thông qua câc thông số như lực cắt, độ nhâm bề mặt của sản phẩm trong quâ trình gia công, dao động của dụng cụ cắt hoặc tình trạng của dao v.v.v.. . Do vậy việc giâm sât mây công cụ cần phải có nhiều loại cảm biến khâc nhau để nhận biết câc hiện tượng vật lý xảy ra trong quâ trình cắt kim loại. Vấn đề ở đđy lă xâc định loại cảm biến chỉ một thông số mă thông số năy biểu thị đủ trạng thâi của quâ trình gia công, đặc biệt lă trong quâ trình phay lă quâ trình gia công với dao phay gồm nhiều lưỡi cắt cùng lăm việc với tốc độ cao.
Qua quâ trình nghiín cứu có thể nói lực cắt lă một thông số cần biết nhất trong quâ trình gia công có hệ thống giâm sât vă điều khiển. Do lực cắt phụ thuộc văo câc thông số hình học phần cắt, vật liệu lăm dao, vật liệu gia công, chế độ cắt ( Chiều sđu cắt , lượng chạy dao , tốc độ cắt ), chất lượng lưỡi cắt ( Mòn,nứt , gêy ), , nhiệt ( Dung dịch trơn nguội ) vă bất kỳ rung động liín quan giữa dụng cụ vă chi tiết. Lực cắt lă yếu tố sinh ra nhiệt cắt trong quâ trình gia công, lă nguyín nhđn chính dẫn đến mòn dụng cụ vă lă nhđn tố chủ yếu gđy nín câc biến dạng của hệ thống công nghệ trong quâ trình gia công. Giữ ổn định lực cắt trong quâ trình gia công sẽ giúp ta cải thiện được chất lượng bề mặt gia công, tăng năng suất vă giảm bớt việc mòn vă gêy dụng cụ trong quâ trình gia công.
Ngoăi ra, sự đo lường lực cắt ngay trong quâ trình gia công sẽ cung cấp một tín hiệu có thể được sử dụng để phât hiện lưỡi cắt bị mỏi hay gêy, hoặc để phât hiện va đập v.v.Thông số đo lă lực để điều khiển thích nghi lượng chạy dao f nhằm duy trì lực cắt không đổi khi điều kiện cắt thay đổi. Sơ đồ điều khiển thích nghi quâ trình phay như sau:
Chương 1: Bộ điều khiển mây CNC thông minh 40
Hình 1.41: Sơ đồ hệ thống điều khiển thích nghi trong gia công kim loại
Tín hiệu đầu văo lă lực cắt lớn nhất mong muốn ( Giâ trị tham chiếu ), lực cắt thực được xâc định bằng câc cảm biến gắn trín trục chính hay băn mây. Lực cắt lớn nhất tại mỗi lưỡi cắt được xâc định vă được truyền qua bộ thuật toân điều khiển thích nghi. Lực cắt lớn nhất Fp (k) được đânh giâ tại từng chu kỳ trục chính vă so sânh với lực cắt được thiết lập ban đầu Fr ( k ). Thuật toân điều khiển thích nghi xâc định tốc độ cắt mới để lăm giảm thiểu sai số lực cắt ( So với giâ trị tham chiếu ). Tín hiệu tốc độ điều khiển fc (k) được truyền đến mây CNC để điều khiển động cơ bộ truyền động, lăm băn mây di chuyển để đạt tốc độ cắt thực fa (k ) .
Hình 1.42:Bộ điều khiển thích nghi
Bộ điều khiển thích nghi dùng thím một vòng hồi tiếp nữa bín cạnh câc vòng hồi tiếp thông thường trong điều khiển vị trí để hiệu chỉnh một câch linh hoạt câc thông số công nghệ trong quâ trình gia công.
Chương 1: Bộ điều khiển mây CNC thông minh 41
Do câc thông số điều khiển được điều chỉnh theo sự thay đổi của thông số quâ trình cắt nín hệ thống điều khiển “thích nghi “ với sự thay đổi câc điều kiện gia công. Vòng điều khiển thích nghi nhằm đảm bảo lực cắt thực khi phay luôn luôn cđn bằng với giâ trị tham khảo không đổi, giâ trị năy không vượt quâ giới hạn phâ hủy của dụng cụ.
Để xâc định lực cắt trong quâ trình gia công có nhiều phương phâp khâc nhau có thể : dùng lực kế gâ cố định trín băn mây, hoặc lực kế gắn trín trục chính của mây, dụng cụ đo lực thông qua độ dịch chuyển trục chính, đo lực cắt thông qua dòng điện động cơ, đo lực cắt thông qua tín hiệu đm thanh của quâ trình gia công.. Như vậy trong thực tế có rất nhiều phương phâp đo lực khâc nhau, mỗi phương phâp đều có những ưu nhược điểm khâc nhau.