การประยุกต์ใช้เทคโนโลยีการควบคุมวงปิดในเครื่องบดแผ่นดิสก์คู่ในการปรับปรุงความแม่นยำในการบด

เทคโนโลยีการควบคุมแบบวงปิดของเครื่องบดแผ่นดิสก์คู่ได้กลายเป็นหลักวิธีการฝ่าคอขวดของความแม่นยำในการตัดเฉือนแบบดั้งเดิมผ่านการตรวจสอบแบบเรียลไทม์และการปรับแบบไดนามิก ในระหว่างกระบวนการบดปัจจัยต่าง ๆ เช่นการสึกหรอของล้อบดการเปลี่ยนรูปแบบความร้อนและข้อผิดพลาดในการยึดชิ้นงานจะสะสมการเบี่ยงเบนระดับไมครอนในขณะที่ระบบเปิดเปิดสามารถพึ่งพาการดำเนินการแบบพาสซีฟ . สาระสำคัญของการควบคุมวงปิดอยู่ในการสร้างลิงก์ข้อเสนอแนะ 'การรับรู้-การตัดสินใจ' ตัวอย่างเช่นผ่านเซ็นเซอร์การกระจัดที่มีความแม่นยำสูง (เช่นเลเซอร์ interferometer หรือโพรบแบบ capacitive) การได้มาซึ่งขนาดของชิ้นงานและขนาดงาน ข้อมูลตำแหน่งล้อบดและเปรียบเทียบกับแบบจำลองเชิงทฤษฎีระบบ CNC ขับเคลื่อนเซอร์โวมอเตอร์เพื่อชดเชยข้อผิดพลาด กรณีการประมวลผลปลอกคอแบริ่งแสดงให้เห็นว่าการควบคุมแบบวงปิดสามารถบีบอัดข้อผิดพลาดของชิ้นงานคู่ขนานได้จาก±5μmถึง±1.5μmและอัตราผลตอบแทนเพิ่มขึ้นมากกว่า 20%

รูปแบบและการเลือกเครือข่ายเซ็นเซอร์เป็นพื้นฐานของการควบคุมวงปิด ในเครื่องบดแผ่นดิสก์คู่จุดตรวจสอบที่สำคัญรวมถึงตำแหน่งตามแนวแกนของล้อบดความหนาชิ้นงานแรงบดและแอมพลิจูดการสั่นสะเทือน ตัวอย่างเช่นเซ็นเซอร์การกระจัดแบบอุปนัยที่มีความละเอียดนาโนเมตรรวมกันที่ส่วนท้ายของแกนหมุนของวงล้อบดจับการวิ่งตามแนวแกนของล้อบดที่ระดับไมครอนในเวลาจริง ในขณะที่เซ็นเซอร์แรงแบบ piezoelectric ที่ติดตั้งบนอุปกรณ์งานชิ้นงานจะตรวจสอบการเปลี่ยนแปลงแบบไดนามิกของแรงบดและป้องกันการเผาไหม้ของพื้นผิวเนื่องจากการตัดมากเกินไป ผู้ผลิตเครื่องบดระดับไฮเอนด์ของเยอรมันใช้เทคโนโลยีฟิวชั่นหลายเซ็นเซอร์เพื่อซิงโครไนซ์แรงบดอุณหภูมิและข้อมูลการสั่นสะเทือนในชุดควบคุมและกำจัดสัญญาณรบกวนเสียงรบกวนผ่านอัลกอริทึมการกรอง Kalman เพื่อให้ระดับความเชื่อมั่นของสัญญาณตอบรับสูงถึง 99%

การออกแบบข้อเสนอแนะแบบเรียลไทม์และอัลกอริทึมการชดเชยแบบไดนามิกจะกำหนดความเร็วในการตอบสนองและความแม่นยำของระบบวงปิดโดยตรง การควบคุม PID แบบดั้งเดิมนั้นยากที่จะปรับให้เข้ากับการรบกวนแบบไม่เชิงเส้นในกระบวนการบด (เช่นการหยุดยั้งล้อ, ความผันผวนของความแข็งของวัสดุ) เนื่องจากพารามิเตอร์คงที่ ด้วยเหตุนี้จึงมีการแนะนำอัลกอริทึมการควบคุมแบบปรับตัว ตัวอย่างเช่นตัวควบคุมที่ใช้ตรรกะฟัซซี่สามารถปรับอัตราการป้อนโดยอัตโนมัติตามอัตราการเปลี่ยนแปลงของแรงบดและเมื่อตรวจพบแรงบดเพิ่มขึ้นอย่างฉับพลันระบบจะลดอัตราการป้อนลง 30% ภายใน 10ms รูปแบบการสั่นสะเทือนบนพื้นผิวของชิ้นงาน วิธีแก้ปัญหาที่ทันสมัยมากขึ้นคือการรวมเทคโนโลยีการเรียนรู้ของเครื่องเพื่อฝึกอบรมแบบจำลองการทำนายผ่านข้อมูลการตัดเฉือนในอดีตเพื่อทำนายแนวโน้มการสึกหรอของล้อบดและชดเชยล่วงหน้า การทดลองแสดงให้เห็นว่าเทคโนโลยีนี้สามารถยืดอายุการใช้งานของล้อได้ 40 % ในขณะที่ลดจำนวนการแต่งกายลง 30 %

การชดเชยข้อผิดพลาดทางความร้อนเป็นอีกสถานการณ์ที่สำคัญแอปพลิเคชันสำหรับการควบคุมวงปิดในเครื่องบดแผ่นดิสก์คู่ ความร้อนที่เกิดจากการบดความเร็วสูงนำไปสู่การขยายตัวทางความร้อนระดับไมครอนของส่วนประกอบต่าง ๆ เช่นเตียงและแกนหมุนและแบบจำลองการชดเชยอุณหภูมิแบบดั้งเดิมนั้นขึ้นอยู่กับจุดวัดอุณหภูมิที่ จำกัด จำนวน จำกัด ระบบรุ่นใหม่ผสมผสานเซ็นเซอร์อุณหภูมิใยแก้วนำแสงแบบกระจายกับโครงสร้างสำคัญ (เช่นตลับลูกปืนแกนหมุน, รางนำ) กับโมเดลการจำลองการเสียรูปแบบความร้อนองค์ประกอบ จำกัด เพื่อทำนายปริมาณการขยายตัวทางความร้อนในเวลาจริงและขับมอเตอร์เชิงเส้นเชิงเส้นเพื่อชดเชย ทิศทางย้อนกลับ หลังจากใช้เทคโนโลยีนี้ผู้ผลิตอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์ได้ลดความผันผวนของความหนาของชิ้นงานจาก±3μmเป็น±0.8μmเป็นเวลา 8 ชั่วโมงของการตัดเฉือนอย่างต่อเนื่อง

การรวมอัจฉริยะจะขยายขอบเขตแอปพลิเคชันของการควบคุมวงปิด ตัวอย่างเช่นการฝังระบบวิสัยทัศน์ของเครื่องเข้าไปในลิงค์วงปิดช่วยให้การตรวจสอบพื้นผิวชิ้นงานออนไลน์หลังจากการบดเสร็จสมบูรณ์และหากพบพื้นที่ที่ไม่มีพื้นดินในท้องถิ่นระบบจะกระตุ้นกระบวนการตัดเฉือนที่สองโดยอัตโนมัติโดยไม่ต้องแทรกแซงด้วยตนเอง นอกจากนี้เทคโนโลยี Digital Twin สามารถดูตัวอย่างผลกระทบของกลยุทธ์การชดเชยที่แตกต่างกันผ่านการโต้ตอบแบบเรียลไทม์ระหว่างโมเดลเสมือนจริงและอุปกรณ์ทางกายภาพ ในสายการผลิตชิ้นส่วนยานยนต์ระบบวงปิดแบบปิดที่ขับเคลื่อนด้วยคู่ดิจิตอลจะลดเวลาการว่าจ้างลง 70%ในขณะที่ลดค่าเบี่ยงเบนมาตรฐานของความสอดคล้องการตัดเฉือนจาก 1.2 μmเป็น 0.4 μm