端銑顫振模糊控制

Abstract

本論文的主要研究目的乃是要設計一模糊控制器，來解決端銑加工時的顫 振問題。在整個銑切過程中，由於加工條件的配合不當所引發的顫振現象 ，容易造成刀具受損，工件表面精度變差，生產量下降等嚴重的問題，所 以在此想以模糊邏輯控制理論，來設計一模糊控制器而嘗試解決銑切加工 中的顫振問題。本文主要想從基本的切削理論及實際的切削實驗，來了解 整個銑切過程的切削動態行為，再以此為基礎來設計我們的模糊控制器。 在切削實驗上乃採取現在產業界相當流行田口式實驗設計法或是所謂的穩 健設計法(Robust design)，以麥克風訊號變動量為切削系統的穩定性指 標-即所謂的品質特性，再以直交表作實驗配置，進行實驗。然後藉由所 得到的各個切削參數對系統穩定性的影響程度，以及各切削參數在不同的 水準(Level)下對於切削穩定性的影響趨勢，來建立出我們的控制策略。 再由後續切削實驗所獲的數據資料來設定模糊介面、模糊控制規則庫等， 進而完成整個模糊控制器的設計。其中我們也利用矩陣實驗所分析得的資 料結果，讓我們以較短的實驗時間建立穩定曲線圖。而後，我們經由電腦 模擬，線上實驗，證明了本文所設計的模糊控制器的確是可行的，而且在 切削加工條件(徑向切深 Rd)改變的情況下，也可以有效地排除顫振，證 明其具有不錯的強韌性。