Nghiên cứu khoa học công nghệ<br />
<br />
DỰ ĐOÁN NHÁM BỀ MẶT KHI PHAY CNC THEO PHƯƠNG PHÁP<br />
HỒI QUY ĐA BIẾN VÀ PHƯƠNG PHÁP TRÍ TUỆ NHÂN TẠO<br />
Nguyễn Văn Toàn1, Nguyễn Tuấn Hiếu2, Nguyễn Tài Hoài Thanh1<br />
Tóm tắt: Bài báo trình bày mô hình dự đoán nhám bề mặt Ra (µm) khi phay CNC<br />
sử dụng phương pháp phân tích hồi quy đa biến (MRA) và mô hình mạng nơ ron nhân<br />
tạo (ANN) với các tham số đầu vào là góc nghiêng trục dao (φ, độ), đường kính dụng<br />
cụ (d, mm), tốc độ trục chính (n, vòng/phút), tốc độ tiến dao (f, mm/phút), lượng dịch<br />
dao ngang (ae, mm) và chiều sâu lớp cắt (ap, mm). Kết quả dự đoán độ nhám bề mặt<br />
bằng cả hai phương pháp cho thấy tỷ lệ lỗi trung bình sử dụng phương pháp hồi quy<br />
đa biến đạt độ chính xác 92,82%, mô hình mạng nơron nhân tạo cho thấy độ chính<br />
xác 96,59%. Như vậy, mô hình ANN cho khả năng dự đoán tốt hơn. Kết quả nghiên<br />
cứu có thể được áp dụng trong thực tiễn để giảm bớt thời gian và chi phí sản xuất khi<br />
phay tinh vật liệu 40X đã qua nhiệt luyện bằng dao phay cầu.<br />
Từ khóa: Phay CNC, Độ nhám bề mặt, Hồi quy đa biến, Mạng nơ ron nhân tạo.<br />
<br />
1. ĐẶT VẤN ĐỀ<br />
Mô hình hóa và dự đoán độ nhám bề mặt gia công là một bước quan trọng để cải<br />
thiện quá trình sản xuất đồng thời giảm chi phí sản xuất [1], [2]. Trong những năm<br />
gần đây, mô hình hóa các quá trình gia công sử dụng trí thông minh nhân tạo đang<br />
được áp dụng khá nhiều ở các nước phát triển. Đã có nhiều nghiên cứu sử dụng các<br />
kỹ thuật thông minh khác nhau, bao gồm các mạng nơ ron, MRA, logic mờ, ANFIS,<br />
RSM… để dự đoán nhám bề mặt chi tiết gia công [3], [4]. Tác giả C. Lu và cộng sự<br />
[5] đã áp dụng ANN để dự đoán độ nhám bề mặt cho quá trình tiện. Năm 2009<br />
Hazim đã phát triển mô hình độ nhám bề mặt sử dụng trí tuệ bầy đàn [6].<br />
Trong nghiên cứu này, tiến hành xây dựng mô hình toán học bằng phương pháp<br />
hồi quy đa biến để tìm ra sự kết hợp tối ưu nhám bề mặt giữa các biến độc lập và<br />
sử dụng phương pháp ANN để dự đoán chính xác nhám bề mặt cho quá trình phay<br />
tinh vật liệu 40X đã qua nhiệt luyện bằng dao phay cầu. Độ chính xác dự đoán<br />
nhám bề mặt theo ANN sẽ được so sánh với mô hình toán học được xây dựng bằng<br />
phương pháp MRA.<br />
2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU<br />
2.1. Phương pháp phân tích hồi quy đa biến<br />
Để có được hệ số hồi quy ước lượng β0, β1, β2, β3, β4, β5, β6, độ nhám bề mặt<br />
thu được cho tất cả các thí nghiệm sẽ được sử dụng cho việc phân tích và tìm ra<br />
phương trình hồi quy tuyến tính.<br />
n o 1 X 1i 2 X 2 i 3 X 3i 4 X 4 i 5 X 5 i 6 X 6 i Yi<br />
0 X 1i 1 X 12i 2 X 2 i X 1i 3 X 3i X 1i 4 X 4 i X 1i 5 X 5 i X 1i 6 X 6 i X 1i X 1iYi<br />
0 X 2 i 1 X 2 i X 1i 2 X 22i 3 X 3i X 2 i 4 X 4 i X 2 i 5 X 5 i X 2 i 6 X 6 i X 2 i X 2 iYi<br />
0 X 3i 1 X 1i X 3i 2 X 2 i X 3i 3 X 32i 4 X 4 i X 3i 5 X 5 i X 3i 6 X 6 i X 3i X 3iYi<br />
0 X 4 i 1 X 1i X 4 i 2 X 2 i X 4 i 3 X 3i X 4 i 4 X 42i 5 X 5 i X 4 i 6 X 6 i X 4 i X 4 iYi<br />
0 X 5 i 1 X 1i X 5 i 2 X 2 i X 5 i 3 X 3i X 5 i 4 X 4 i X 5 i 5 X 52i 6 X 6 i X 5 i X 5 iYi<br />
0 X 6 i 1 X 1i X 6 i 2 X 2 i X 6 i 3 X 3i X 6 i 4 X 4 i X 6 i 5 X 5 i X 6 i 6 X 62i X 6 iYi<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
Tạp chí Nghiên cứu KH&CN quân sự, Số 47, 02 - 2017 173<br />
Cơ kỹ thuật & Kỹ thuật cơ khí động lực<br />
<br />
Đơn giản hóa phương trình tuyến tính trên thành dạng ma trận. Các giá trị của<br />
các hệ số hồi quy ước lượng có thể đạt được dễ dàng hơn.<br />
n X 1i X 2i X 3i X 4i X 5i X6i<br />
o Yi <br />
2 <br />
X1i X 1i X X<br />
2i 1i X X<br />
3i 1i X X 4i 1i X X<br />
5i 1i X X<br />
6i 1i 1 X1iYi <br />
<br />
X 2i X X<br />
2i 1i X 2<br />
2i X X<br />
3i 2i X X 4i 2i X X<br />
5i 2i X X<br />
6i 2i<br />
2 X 2iYi <br />
2 <br />
X3i X X<br />
1i 3i X X<br />
2i 3i X 3i X X 4i 3i X X<br />
5i 3i X X<br />
6i 3i 3 X 3iYi (1)<br />
X 2 X Y <br />
4i X X<br />
1i 4i X X<br />
2i 4i X X<br />
3i 4i X 4i X X<br />
5i<br />
2<br />
4i X X<br />
6i 4i<br />
4 4i i <br />
X5i X X<br />
1i 5i X X<br />
2i 5i X X<br />
3i 5i X X 4i 5i X 5i X X<br />
6i 5i 5 X 5iYi <br />
X 2 <br />
6i X X<br />
1i 6i X X<br />
2i 6i X X<br />
3i 6i X X 4i 6i X X<br />
5i 6i X 6i 6 X 6iYi <br />
<br />
<br />
Giải phương trình hồi quy tuyến tính trên sẽ tìm được hệ số của phương trình<br />
hồi quy tuyến tính cho độ nhám bề mặt.<br />
Yi o 1 X 1i 2 X 2 i 3 X 3i 4 X 4 i 5 X 5i 6 X 6 i (2)<br />
Trong đó: Yi - Độ nhám bề mặt; X1i - Góc nghiêng trục dao; X2i - Tốc độ trục<br />
chính; X3i - Đường kính dụng cụ; X4i - Lượng tiến dao dọc; X5i - Lượng dịch dao<br />
ngang; X6i - Chiều sâu cắt<br />
Từ phương trình 2 tính được các giá trị của độ nhám bề mặt dự kiến cho từng<br />
thí nghiệm.<br />
2.2. Mạng nơron nhân tạo<br />
Khi phay tinh thép 40X bằng dao cầu với sự thay đổi của góc nghiêng trục dao<br />
cầu (φ, độ), tốc độ trục chính (n, vòng/phút), đường kính dụng cụ (d, mm), tốc độ<br />
tiến dao (f, mm/phút), lượng dịch dao ngang (ae, mm), chiều sâu lớp cắt (ap, mm)<br />
cần thực hiện 70 thí nghiệm để đo Ra µm. Dữ liệu này được chia thành hai nhóm,<br />
thiết lập 43 dữ liệu huấn luyện và 27 dữ liệu kiểm tra. Dữ liệu huấn luyện sẽ được<br />
sử dụng để huấn luyện các mô hình ANN cho dự đoán Ra khác nhau. Bộ dữ liệu<br />
kiểm tra sẽ được sử dụng để xác nhận các mô hình. Mô hình ANN sẽ được lựa<br />
chọn dựa trên các giá trị tối thiểu của lỗi bình phương trung bình tối thiểu (RMSE)<br />
và tỷ lệ phần trăm tuyệt đối của lỗi (MAPE). Huấn luyện mạng thông qua những<br />
mối quan hệ đầu vào, đầu ra bằng cách thích ứng tham số tự do của nó.<br />
Ta sử dụng công cụ trên phần mềm Matlab để huấn luyện cho mô hình mạng<br />
ANN. Độ nhám bề mặt dự đoán được tính toán bằng mạng Nơ ron nhân tạo.<br />
Để đo chính xác cho mô hình dự đoán, sai số trung bình được tính như sau:<br />
R ai R ai<br />
i 100% (3)<br />
R ai<br />
<br />
Trong đó: i - Phần trăm sai số đối với mỗi thí nghiệm; Rai - Độ nhám bề mặt<br />
đo từ thực nghiệm; Rai - Độ nhám dự đoán;<br />
Từ sai số trung bình tính toán, hiệu quả của phương pháp có thể được xác định<br />
theo công thức:<br />
n<br />
<br />
i<br />
i 1 (4)<br />
n<br />
<br />
<br />
174 N. V. Toàn, N. T. Hiếu, N. T. H. Thanh, “Dự đoán nhám bề mặt… trí tuệ nhân tạo.”<br />
Nghiên cứu khoa học công nghệ<br />
<br />
Trong đó: - Phần trăm lỗi trung bình; n - Số thí nghiệm.<br />
3. THÍ NGHIỆM<br />
3.1. Thiết bị và vật liệu thí nghiệm<br />
3.1.1. Thiết bị thí nghiệm<br />
Thí nghiệm được thực hiện trên máy phay CNC Spinner U5- 620 tại phòng thí<br />
nghiệm Chế tạo máy- Bộ môn Chế tạo máy – Khoa Cơ khí – HVKTQS như hình 1<br />
thể hiện.<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
Hình 1. Máy phay CNC Spinner U5- 620.<br />
Dụng cụ cắt: Thí nghiệm sử dụng dao phay cầu được chọn theo tiêu chuẩn<br />
ISO, như hình 2 thể hiện. Có thành phần hóa học và cơ tính như bảng 1.<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
Hình 2. Dao phay cầu sử dụng trong thí nghiệm.<br />
Bảng 1. Thành phần hóa học, cơ tính dao.<br />
Ti ( C,N) Wc Co Giới hạn uốn Trọng lượng Độ cứng<br />
(%) (%) (%) (N/cm3) riêng (g/cm3) (HRC)<br />
14 78 8 115 11,2 ÷ 12 89,5<br />
Phạm vi các biến tham số công nghệ sử dụng trong thí nghiệm được lựa chọn<br />
theo khuyến nghị của nhà sản xuất dụng cụ cắt và dựa trên những thí nghiệm cơ sở<br />
như thể hiện trong bảng 2.<br />
Bảng 2. Tham số đầu vào của thí nghiệm.<br />
Kí Tham số đầu vào Các mức<br />
hiệu Mức 1 Mức 2 Mức 3<br />
(-1) (0) (+1)<br />
X1 Góc nghiêng trục dao cầu φ (độ) 15 30 45<br />
X2 Tốc độ trục chính n (vòng/phút) 1000 1500 2000<br />
X3 Đường kính dụng cụ d (mm) 8 12 16<br />
X4 Tốc độ tiến dao f (mm/phút) 400 600 800<br />
X5 Lượng dịch dao ngang ae (mm) 0,2 0,3 0,4<br />
X6 Chiều sâu lớp cắt ap (mm) 0,1 0,2 0,3<br />
<br />
<br />
Tạp chí Nghiên cứu KH&CN quân sự, Số 47, 02 - 2017 175<br />
Cơ kỹ thuật & Kỹ thuật cơ khí động lực<br />
<br />
Thiết bị đo: - Sử dụng máy đo độ nhám Mitutoyo SJ-301. Đầu dò đặt tại vị<br />
trí gia công trên bề mặt mẫu, dịch chuyển theo phương của đường chạy dao gia<br />
công. Mỗi vị trí đo 3 lần, lấy giá trị trung bình của ba lần đo.<br />
3.1.2. Vật liệu thí nghiệm<br />
Vật liệu thí nghiệm sử dụng thép hợp kim 40X (hay 40Cr) đã nhiệt luyện đạt<br />
độ cứng 45 HRC, có thành phần như trong bảng 3.<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
Hình 3. Phôi thép 40X sử dụng trong thí nghiệm.<br />
Bảng 3. Thành phần vật liệu 40X (Gost 4543-71).<br />
Thành phần C S Si Cr<br />
Tỷ trọng (%) 0,36÷0,44 0,035 0,17÷0,37 0,8÷1,1<br />
3.2. Thiết kế thí nghiệm<br />
Bảng 4. Ma trận thực nghiệm dùng để huấn luyện ANN.<br />
<br />
TT X1 X2 X3 X4 X5 X6 Ra 22 -1 -1 0 0 -1 0 0,77<br />
1 +1 -1 +1 -1 -1 +1 1,21 23 0 0 -1 0 -1 -1 0,93<br />
2 +1 0 -1 +1 -1 -1 1,07 24 -1 0 0 -1 +1 -1 0,94<br />
3 +1 +1 -1 +1 -1 -1 1,14 25 0 -1 -1 0 0 -1 0,86<br />
4 +1 0 -1 0 -1 -1 0,92 26 +1 -1 0 -1 -1 +1 1,19<br />
5 -1 0 -1 -1 +1 +1 0,98 27 0 -1 -1 +1 0 -1 1,04<br />
6 -1 -1 -1 -1 -1 -1 1,02 28 -1 +1 +1 -1 +1 -1 1,02<br />
7 +1 -1 -1 +1 +1 -1 1,08 29 +1 -1 -1 0 0 -1 1,02<br />
8 -1 +1 -1 -1 +1 +1 1,20 30 -1 -1 0 +1 -1 +1 1,16<br />
9 0 0 -1 0 -1 -1 0,79 31 +1 -1 +1 -1 -1 0.1 0,95<br />
10 0 -1 -1 0 +1 -1 0,89 32 -1 0 -1 -1 0 +1 1,13<br />
11 -1 +1 +1 -1 0 -1 1,14 33 -1 -1 +1 0 -1 +1 1,02<br />
12 0 +1 -1 0 -1 -1 0,86 34 -1 -1 +1 +1 -1 0.1 0,95<br />
13 -1 10 +1 -1 0 -1 0,91 35 +1 +1 -1 0 -1 -1 1,11<br />
14 +1 -1 -1 0 +1 -1 0,97 36 -1 -1 +1 0 -1 0 0,80<br />
15 -1 +1 0 -1 0 -1 1,03 37 +1 -1 -1 +1 0 -1 1,12<br />
16 0 -1 0 -1 -1 +1 1,09 38 -1 +1 -1 -1 0 0 0,98<br />
17 -1 +1 0 -1 +1 -1 1,08 39 -1 0 0 -1 0 -1 0,91<br />
18 +1 -1 0 -1 -1 0 0,90 40 0 +1 -1 +1 -1 -1 1,13<br />
19 -1 -1 +1 +1 -1 +1 1,21 41 0 -1 0 -1 -1 0 0,77<br />
20 0 -1 +1 -1 -1 0 0,81 42 -1 -1 0 0 -1 +1 1,06<br />
21 -1 0 -1 -1 0 0 0,76 43 0 -1 +1 -1 -1 +1 1,04<br />
<br />
<br />
<br />
176 N. V. Toàn, N. T. Hiếu, N. T. H. Thanh, “Dự đoán nhám bề mặt… trí tuệ nhân tạo.”<br />
Nghiên cứu khoa học công nghệ<br />
<br />
Từ mô hình bài toán, ta thấy rằng, để xác định được độ nhám bề mặt chi tiết gia<br />
công thì phải xây dựng bảng ma trận thí nghiệm với các thông số đầu vào, sau đó,<br />
tiến hành thí nghiệm và đo đạc để xác định các giá trị độ nhám Ra (µm).<br />
Các mô hình ANN đã được phát triển như là một hàm của các thông số gia công<br />
sử dụng 43 dữ liệu huấn luyện được trình bày trong bảng 4. Sử dụng hộp công cụ<br />
nntool của Matlab 7.0 để huấn luyện các ANN. 27 dữ liệu lấy theo phương pháp<br />
thiết kế thí nghiệm trực giao Taguchi với mảng trực giao L27 được sử dụng để thiết<br />
lập phương trình hồi quy theo MRA và kiểm tra các thông số mạng ANN như trình<br />
bày trong bảng 5.<br />
Bảng 5. Ma trận thực nghiệm trực giao L27 (27 thí nghiệm).<br />
<br />
TT X1 X2 X3 X4 X5 X6 Ra 14 0 0 +1 -1 0 +1 0,98<br />
1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 0,73 15 0 0 +1 -1 +1 -1 0,86<br />
2 -1 -1 -1 -1 0 0 0,85 16 0 +1 -1 0 -1 0 0,99<br />
3 -1 -1 -1 -1 +1 +1 0,95 17 0 +1 -1 0 0 +1 1,16<br />
4 -1 0 0 0 -1 -1 0,76 18 0 +1 -1 0 +1 -1 0,89<br />
5 -1 0 0 0 0 0 0,83 19 +1 -1 +1 0 -1 +1 1,15<br />
6 -1 0 0 0 +1 +1 0,97 20 +1 -1 +1 0 0 -1 0,91<br />
7 -1 +1 +1 +1 -1 -1 0,79 21 +1 -1 +1 0 +1 0 0,95<br />
8 -1 +1 +1 +1 0 0 0,86 22 +1 0 -1 +1 -1 +1 1,12<br />
9 -1 +1 +1 +1 +1 +1 1,09 23 +1 0 -1 +1 0 -1 0,82<br />
10 0 -1 0 +1 -1 0 0,91 24 +1 0 -1 +1 +1 0 1,03<br />
11 0 -1 0 +1 0 +1 1,11 25 +1 +1 0 -1 -1 +1 1,17<br />
12 0 -1 0 +1 +1 -1 0,95 27 +1 +1 0 -1 0 -1 0,87<br />
13 0 0 +1 -1 -1 0 0,83 27 +1 +1 0 -1 +1 0 1,05<br />
<br />
4. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN<br />
4.1. Phương pháp phân tích hồi quy đa biến<br />
Phương trình 2 là phương trình hồi quy đa biến được sử dụng để dự đoán độ<br />
nhám bề mặt. 27 dữ liệu từ bảng 5 đã được sử dụng để xác định phương trình này<br />
và kết quả dự đoán đã được tóm tắt trong bảng 6.<br />
Từ kết quả đo độ nhám bề mặt, thực hiện phân tích, tính toán hệ số hồi quy β0,<br />
β1, β2, β3, β4, β5, β6. Thay thế tất cả các giá trị vào phương trình 1:<br />
27 810 40500 324 16200 8,1 5,4 o 25,53 <br />
810 <br />
28350 1215000 9720 486000 243 162 1 783,8 <br />
40500 1215000 65250000 486000 24300000 12150 8100 2 38470<br />
<br />
324 9720 486000 4176 194400 97,2 64,8 3 306 <br />
16200 486000 24300000 194400 10440000 4860 3240 4 15390 <br />
<br />
8,1 243 12150 97,2 4860 2,61 1,62 5 5,689 <br />
5,4 <br />
162 8100 64,8 3240 1,62 1,26 6 5,321 <br />
<br />
<br />
<br />
Tạp chí Nghiên cứu KH&CN quân sự, Số 47, 02 - 2017 177<br />
Cơ kỹ thuật & Kỹ thuật cơ khí động lực<br />
<br />
Giải ma trận trên tìm được các hệ số hồi quy β0= 0,4189; β1= 0,0046; β2=<br />
0,000001; β3= -0,0015; β4= 0,0001; β5= 0,1667; β6= 1,1722.<br />
Sau đó, thay thế các hệ số hồi quy vào phương trình tổng quát 2 cho hồi quy đa<br />
biến. Phương trình toán học để dự đoán có được độ nhám bề mặt là:<br />
Yi 0,4189 0,0046 X1 0,000001X 2 0,0015X3 0,0001X 4 0,1667 X5 1,1722 X 6 (5)<br />
4.2. Mạng nơron nhân tạo (ANN)<br />
Mô hình được phát triển bởi ANN được kiểm tra bằng cách sử dụng 27 dữ liệu<br />
kiểm tra như trong bảng 5. Kết quả dự đoán bằng mô hình ANN được trình bày<br />
trong bảng 6. Các giá trị độ nhám bề mặt dự đoán với các giá trị đo từ thực nghiệm<br />
được vẽ và thể hiện trong hình 4. Kết quả cho thấy mô hình ANN đề xuất có thể dự<br />
đoán được độ nhám bề mặt khá gần với kết quả đo thực tế.<br />
Bảng 6. So sánh giữa độ nhám thực nghiệm và dự đoán.<br />
Số thí Độ nhám dự đoán Ra µm<br />
nghiệm Ra µm MRA % lỗi (MRA)Φi ANN % lỗi (ANN) Φi<br />
1 0,73 0,67 8,704 0,760 4,109<br />
2 0,85 0,80 5,841 0,824 3,058<br />
3 0,95 0,94 1,659 0,938 1,263<br />
4 0,76 0,68 10,466 0,798 5,000<br />
5 0,83 0,82 1,886 0,866 4,337<br />
6 0,97 0,95 2,243 0,977 0,722<br />
7 0,79 0,71 12,094 0,846 7,088<br />
8 0,86 0,84 3,681 0,890 3,488<br />
9 1,09 0,97 11,721 1,057 3,027<br />
10 0,91 1,03 2,563 0,986 8,352<br />
11 1,11 1,04 8,056 1,100 0,901<br />
12 0,95 0,81 15,494 0,920 3,158<br />
13 0,83 0,74 1,286 0,848 2,168<br />
14 0,98 0,88 0,554 0,998 1,836<br />
15 0,86 0,76 12,000 0,870 1,163<br />
16 0,99 0,87 11,851 1,027 3,737<br />
17 1,16 1,01 13,226 1,175 1,293<br />
18 0,89 0,79 11,371 0,870 2,247<br />
19 1,15 1,05 8,965 1,169 1,652<br />
20 0,91 0,83 8,887 0,863 5,165<br />
21 0,95 0,96 1,371 1,020 7,368<br />
22 1,12 1,08 3,669 1,135 1,339<br />
23 0,82 0,89 5,016 0,863 5,243<br />
24 1,03 0,99 3,396 1,106 7,378<br />
25 1,17 1,04 11,718 1,115 4,701<br />
26 0,87 0,81 6,307 0,856 1,609<br />
27 1,05 0,95 9,617 1,044 0,571<br />
Lỗi trung bình 7,18 3,41<br />
<br />
<br />
<br />
178 N. V. Toàn, N. T. Hiếu, N. T. H. Thanh, “Dự đoán nhám bề mặt… trí tuệ nhân tạo.”<br />
Nghiên cứu khoa học công nghệ<br />
<br />
Theo tính toán bảng 6 ta có tỷ lệ lỗi trung bình đối với mô hình MRA là 7,18%,<br />
trong khi mô hình ANN có tỷ lệ lỗi trung bình là 3,41%.<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
Hình 4. Đồ thị so sánh độ nhám bề mặt dự đoán và độ nhám bề mặt thực tế.<br />
Hình 4 biểu diễn kết quả đồ thị so sánh độ nhám bề mặt thực nghiệm, độ nhám<br />
bề mặt dự đoán theo phân tích hồi quy đa biến và mạng nơron nhân tạo. Quan sát<br />
cho thấy, các giá trị độ nhám dự đoán sử dụng mạng nơron rất sát với độ nhám bề<br />
mặt thu được từ thực nghiệm. Phương pháp hồi quy đa biến cho kết quả với độ tin<br />
cậy kém hơn do chỉ có thể giải được phương trình hồi quy tuyến tính.<br />
5. KẾT LUẬN<br />
Nghiên cứu đã sử dụng hai phương pháp song song để cùng so sánh với giá trị<br />
độ nhám đo bằng thực nghiệm. Đó là phương pháp mạng nơron nhân tạo (ANN);<br />
phương pháp phân tích hồi quy đa biến; Trong hai phương pháp trên, sai số dự<br />
đoán theo mô hình hồi quy đa biến là 7,18%, cho thấy sự chính xác dự đoán là<br />
92,82%. Theo mô hình ANN là 3,41%, có nghĩa là mạng neural nhân tạo có khả<br />
năng dự đoán chính xác độ nhám bề mặt lên đến 96,59%. Như vậy, mô hình ANN<br />
cho khả năng dự đoán tốt hơn, tin cậy hơn. Còn phương pháp hồi quy đa biến có<br />
thể được dùng để khảo sát sơ bộ bước đầu.<br />
TÀI LIỆU THAM KHẢO<br />
[1]. C. Bruni, L. d Apolito, A. Forcellese, F. Gabrielli and M. Simoncini, “Surface<br />
Roughness Modelling in Finish Face Milling Under MQL and Dry Cutting<br />
Conditions”, International Journal of Material Formation, 503–506, 2008.<br />
[2]. P.G. Bernardos and G.C. Vosniakos, (2003), “Predicting Surface<br />
Roughness in Machining: a Review”, International Journal of Machine Tools<br />
& Manufacture, vol. 43, pp. 833-844, 2003..<br />
[3]. H H. Oktem, T. Erzurumlu. 2005. “Prediction of minimum surface roughness<br />
in end milling mold parts using neural network and Genetic Algorithm”.<br />
Materials & Design, Volume 27, Issue 9, Pages 735-744, 2006.<br />
[4]. S. Kumanan, C.P. Jesuthanam and R.A. Kumar, “Application of Multiple<br />
Regression and Adaptive Neuro Fuzzy Inference System for the Prediction of<br />
Surface Roughness”, International Journal of Advanced Manufacturing Tech-<br />
nology, vol. 35, pp. 778–788, 2008.<br />
<br />
<br />
Tạp chí Nghiên cứu KH&CN quân sự, Số 47, 02 - 2017 179<br />
Cơ kỹ thuật & Kỹ thuật cơ khí động lực<br />
<br />
[5]. C. Lu and J. Costes, “Surface profile prediction and analysis applied to<br />
turning process”, International Journal of Machining and Machinability of<br />
Mate-rials, vol. 4, no. 2-3, pp. 158-180, 2008.<br />
[6]. Hazim El-Mounayri, Zakir Dugla, and Haiyan Deng, "Prediction of Surface<br />
Roughness in End Milling using Swarm Intelligence”, IEEE, Indianapolis,<br />
USA, 2009.<br />
ABSTRACT<br />
PREDICTION OF SURFACE FOR CNC MILLING PROCESS USING<br />
MUTIPLE REGRESSION AND ARTIFICIAL INTELLIGENT METHOD<br />
In this paper, method of predicting surface roughness workpiece Ra (µm)<br />
using multiple regression and artificial neural network with the input<br />
parameters like Cutter Axis Inclination Angle (φ degree), Tool Diameter (d<br />
mm), Spindle Speed (n rpm), Feed Rate (f mm/min), Feed (ae mm) and<br />
Depth of Cut (ap mm) is presented. The results of predicting surface<br />
roughness by using both methods show that average percentage error using<br />
the mathematical model developed by using multiple regression method<br />
shows the accuracy of 92.82%. On the other hand, artificial neural network<br />
technique shows the accuracy of 96.59% which is feasible and applicable in<br />
prediction of surface roughness. The result from this research is useful to be<br />
implemented in industry to reduce time and cost in surface roughness<br />
prediction.<br />
Keywords: End milling, Surface roughness, Neural Networks, MATLAB.<br />
<br />
Nhận bài ngày 06 tháng 12 năm 2016<br />
Hoàn thiện ngày 17 tháng 01 năm 2017<br />
Chấp nhận đăng ngày 20 tháng 02 năm 2017<br />
1<br />
Địa chỉ: Học viện Kỹ thuật quân sự - 236 Hoàng Quốc Việt, Cầu Giấy, Hà Nội;<br />
2<br />
Viện Công nghệ, Tổng cục Công nghiệp quốc phòng;<br />
*<br />
Email: bkqs2020@gmail.com.<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
180 N. V. Toàn, N. T. Hiếu, N. T. H. Thanh, “Dự đoán nhám bề mặt… trí tuệ nhân tạo.”<br />