The Study is concerned with adaptive control of CNC lathe by sensing on-line cutting temperature. Adaptive control system requires the definition of both a performance index and a mathematical model for the process. In order to obtain a performance index and a mathematical model for turning process, cutting temperature and flank wear are measured. Cutting temperature is sensed on-line using the tool/workpiece thermocouple technique and flank wear are measured off-line at regular intervals.
Optimum input parameters (feed and cutting speed), optimum process parameter (cutting temperature) and maximum performance index are searched by steepest ascent procedure under given constraints. As a result of simulation, minimum cost is obtained by using maximum allowable feed. Therefore the optimum cutting condition may be achieved by varying a single parameter (cutting speed) for turning process.
Adaptive control system increases the productivity about 9% and optimum cutting temperature control system increases it about 8% at constant depth of cut, and optimum cutting temperature control system can be constructed simply and inexpensively. Therefore, in industry, it is recommended to use optimum cutting temperature control system, which is the simplest adaptive control system.
본 연구의 목적은 on-line 상태에서 절삭공구온도를 감지하여 CNC 선반을 적응제어하는 것이다. 적응제어 System에 필요한 Process에 대한 성능지수와 수학적 Model은 절삭공구온도와 측면 마모를 측정하여 얻어지는데, 절삭공구온도는 Tool/Workpiece Thermocouple을 이용하여 on - line 상태에서, 측면마모는 적당한 시간 간격으로 off - line 상태에서 각각 측정된다.
최적 Input Parameters(절삭속도.이송량), 최적 Process Parameter (절삭온도), 최적 성능지수는 표면거칠기나 구동력같은 제한조건 아래서 Computer Simulation 한 결과 생산비용은 최대 허용이송량에서 최소가 되었다. 그러므로 선삭작업에 있어서 최적절삭조건은 Single Parameter(절삭속도)를 변화시킴으로써 얻을 수 있다.
절삭 깊이를 1 mm로 일정하게 하는 경우, 적응 제어 System은 생산성을 9% 증가 시킬 수 있었고, 최적 절삭 온도 제어 System은 8% 증가 시킬 수 있었다. 최적 절삭 온도 제어 System은 간단하고 값싸게 만들 수 있으므로, 현장에서는 가장 간단한 적응제어 System 중의 하나인 최적 절삭 온도 제어 방법이 추천된다.
이 System의 잇점은 생산성을 향상시킬 뿐만 아니라 어느정도 공구수명을 조절, 예측할 수 있고 공구보호의 척도가 될 수 있다.
본 연구에서는 절삭깊이를 일정하게 하였지만, 실제 절삭에서는 적응 제어의 효과가 더욱 크고 중요하다.
최적 공구온도 제어 System은 Nova 1200 Minicomputer, A/D Converter, D/A Converter, Stepping Moter, Teletype-Writer, Temperature Sensing Equipments(Special Tool Holder, Brush), Filter 등으로 만들어졌다.
