1
MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn đề tài luận án
Hệ thống điều khiển máy gia công số (CNC) hiện tại không thể kiểm soát chất lượng
ngay trong quá trình gia công. Đặc điểm cấu trúc điều khiển hiện tại gồm hai lớp: điều
khiển servo (lớp 1) và biên dịch (lớp 2) để điều khiển chuyển động các trục của máy
công cụ. Hệ thống điều khiển này cho phép điều khiển chuyển động phức tạp nhưng
không cho phép điều khiển quá trình cắt phức tạp. Hệ thống điều khiển hiện tại chỉ phù
hợp với kế hoạch sản xuất sản phẩm không thay đổi .
Trong trường hợp lỗi như mòn dao, giá trị tối ưu ban đầu của thông số cắt phải được
thay đổi để đảm bảo chất lượng sản phẩm. Điều này không thể xảy ra đối với hệ thống
điều khiển hiện tại. Nó không thể thay đổi thứ tự câu lệnh gia công hoặc chế độ cắt trong
thao tác gia công. Nó chỉ thực hiện thao tác gia công đã được lập trình sẵn trong chương
trình NC. Đây là nguyên nhân giảm sự linh hoạt của các thao tác gia công. Chương trình
NC với các lệnh cố định không thích ứng với thay đổi như công việc trì hoãn, thêm công
việc hoặc máy hỏng, lỗi, mòn dao. Vì vậy chương trình NC được coi như một trở ngại
cho sự phát triển của thế hệ máy CNC. Máy công cụ sử dụng chương trình NC không
thể thực hiện các quá trình một cách tự trị và thông minh bởi chúng không có cơ chế
phản hồi trong suốt quá trình gia công. Mặt khác sự tích hợp của thông minh nhân tạo
trong sản xuất hướng tới các máy linh hoạt và tự tối ưu vẫn còn thiếu.
Để thích nghi với các lỗi có xét tới chất lượng sản phẩm, nghiên cứu này trình bày hệ
thống điều khiển tự tối ưu.
2. Mục đích nghiên cứu của luận án
- Nghiên cứu của luận án đề xuất điều khiển tối ưu ngay trong quá trình gia công
nhằm đảm bảo mục tiêu chất lượng (nhám bề mặt, dung sai) của chi tiết, mà không cần
sự can thiệp từ bên ngoài. Quá trình tối ưu động dựa trên mô hình động của quá trình cắt
có chú ý tới các đặc điểm mang tính ngẫu nhiên (rung động, mòn dao, thay đổi nhiệt
độ…) hoặc thay đổi theo thời gian như lượng mòn dao.
- Xây dựng mô hình để xác định chế độ cắt tối ưu và chuyển chế độ cắt đó cho bộ
phận điều khiển tiến hành tự động điều chỉnh máy làm việc theo chế độ công nghệ tối ưu
tương ứng khi có sự thay đổi trong quá trình gia công như kích thước, chiều cao nhấp
nhô bề mặt, sai số hình dạng của bề mặt gia công, độ mòn dao, lực cắt, nhiệt cắt...
3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
Đối tượng nghiên cứu: Mô hình tối ưu hóa động trong quá trình gia công Phay. Các
thông số ảnh hưởng đến chất lượng gia công. Các thuật toán tối ưu chế độ gia công. Sử
dụng các kỹ thuật thông minh nhân tạo cho phân tích, thiết kế và xây dựng các hệ thống
thông minh.
Phạm vi nghiên cứu: Gia công phay CNC
4. Phương pháp nghiên cứu
Về cơ sở lý thuyết:
Để thực thi hệ thống điều khiển tối ưu hướng chất lượng trong các hệ thống gia công
thông minh, trong đó các kỹ thuật thuộc thông minh nhân tạo được đề xuất áp dụng.
Về thực nghiệm: Công việc thực nghiệm được tiến hành sử dụng các thiết bị sẵn có
tại phòng thí nghiệm của các Trường: Đại học Giao thông Vận tải, Viện nghiên cứu Cơ
khí, Trường Đại học Công nghiệp Hà Nội và một số cơ sở sản xuất.
