تطبيق تقنية التحكم في الحلقة المغلقة في آلة طحن القرص المزدوجة في تحسين دقة الطحن
أصبحت تقنية التحكم في الحلقة المغلقة لآلة طحن القرص المزدوجة هي الوسيلة الأساسية لاختراق عنق الزجاجة لدقة الآلات التقليدية من خلال المراقبة في الوقت الفعلي والتكيف الديناميكي. أثناء عملية الطحن ، تتراكم عوامل مثل ارتداء عجلة الطحن ، والتشوه الحراري وأخطاء التثبيت على مستوى العمل ، في حين أن نظام الحلقة المفتوحة لا يمكن أن يعتمد إلا على التنفيذ السلبي لإجراءات مسبقات ولا يمكنه التعامل مع الاضطرابات في الوقت الفعلي فقط . يكمن جوهر التحكم في الحلقة المغلقة في بناء رابط ردود الفعل "الإدراك التنفيذي" ، على سبيل المثال ، من خلال أجهزة استشعار الإزاحة عالية الدقة (مثل مقياس التداخل بالليزر أو التحقيق السعوي) في الوقت الفعلي لحجم الشغل و بيانات موضع طحن عجلة ، ومقارنة مع النموذج النظري ، فإن نظام CNC يدفع محركات المؤازرة للتعويض عن الخطأ. تُظهر حالة معالجة طوق الحمل أن التحكم في الحلقة المغلقة يمكن أن يضغط خطأ التوازي في الشغل من ± 5μm إلى ± 1.5μm ، وارتفع معدل العائد بأكثر من 20 ٪.
يعد تخطيط شبكة المستشعر واختياره أساس التحكم في الحلقة المغلقة. في آلة طحن القرص المزدوجة ، تشمل نقاط مراقبة المفاتيح الموضع المحوري لعجلة الطحن وسمك الشغل وقوة الطحن وسعة الاهتزاز. على سبيل المثال ، يلتقط مستشعر الإزاحة الاستقرائي مع دقة النانومتر المدمجة في نهاية مغزل عجلة الطحن الجريء المحوري لعجلة الطحن على مستوى الميكرون في الوقت الفعلي ؛ في حين أن مستشعر قوة كهرضغطية مثبتة على قطعة العمل يعمل على مراقبة التغير الديناميكي لقوة الطحن ويمنع حروق السطح بسبب القطع الزائد. تتبنى الشركة المصنعة للألمانية الراقية تقنية الاندماج متعددة الاستشعار لمزامنة قوة الطحن وبيانات درجة الحرارة والاهتزاز في وحدة التحكم ، وتزيل تداخل الضوضاء من خلال خوارزميات ترشيح Kalman ، بحيث يصل مستوى الثقة في إشارة التغذية المرتدة إلى 99 ٪.
يحدد تصميم ردود الفعل في الوقت الفعلي وخوارزمية التعويض الديناميكي مباشرة سرعة الاستجابة ودقة نظام الحلقة المغلقة. يصعب التحكم في التحكم التقليدي في PID مع الاضطرابات غير الخطية في عملية الطحن (على سبيل المثال تخميل العجلات ، تقلبات صلابة المواد) بسبب المعلمات الثابتة. لهذا السبب ، تم تقديم خوارزميات التحكم التكيفي. على سبيل المثال ، يمكن أن تعدل وحدات التحكم القائمة على المنطق الغامضة تلقائيًا معدل التغذية وفقًا لمعدل تغيير قوة الطحن ، وعندما يتم اكتشاف زيادة مفاجئة في قوة الطحن ، يقلل النظام من معدل التغذية بنسبة 30 ٪ في غضون 10 مللي ثانية ، وتجنب أنماط الاهتزاز على سطح قطعة العمل. يتمثل الحل المتطرف في الجمع بين تقنية التعلم الآلي لتدريب نموذج التنبؤ من خلال بيانات الآلات التاريخية للتنبؤ باتجاهات ارتداء عجلة الطحن والتعويض مقدمًا. أظهرت تجربة أن هذه التكنولوجيا يمكن أن تمتد عمر عجلات الطحن بنسبة 40 في المائة ، مع تقليل عدد الضمادات بنسبة 30 في المائة.
تعويض الخطأ الحراري هو سيناريو تطبيق مهم آخر للتحكم في الحلقة المغلقة في آلات طحن القرص المزدوج. تؤدي الحرارة الناتجة عن الطحن عالي السرعة إلى التمدد الحراري على مستوى الميكرون للمكونات مثل السرير والمغزل ، ويعتمد نموذج تعويض درجة الحرارة التقليدي فقط على عدد محدود من نقاط قياس درجة الحرارة بدقة محدودة. يجمع نظام الجيل الجديد بين مستشعرات درجة حرارة الألياف البصرية الموزعة على الهياكل الرئيسية (مثل محامل المغزل ، وقضبان التوجيه) مع نموذج محاكاة تشوه حراري محدود للتنبؤ بكمية التمدد الحراري في الوقت الفعلي ودفع المحركات الخطية للتعويض عن ذلك في الاتجاه العكسي. بعد تبني هذه التكنولوجيا ، قللت الشركة المصنعة للمعدات أشباه أشباه الموصلات من تقلب سماكة الشغل من ± 3μm إلى ± 0.8μm لمدة 8 ساعات من الآلات المستمرة ، وتحقيق الاستقرار دون الميكرون.
التكامل الذكي يوسع حدود التطبيق للتحكم في الحلقة المغلقة. على سبيل المثال ، يسمح تضمين نظام رؤية الماكينة في رابط الحلقة المغلقة بالتفتيش عبر الإنترنت لسطح الشغل بعد الانتهاء من الطحن ، وإذا تم العثور على مناطق غير محلية ، فإن النظام يؤدي تلقائيًا إلى عملية الآلات الثانوية دون تدخل يدوي. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن لتكنولوجيا التوأم الرقمية معاينة تأثيرات استراتيجيات التعويض المختلفة من خلال التفاعل في الوقت الفعلي بين النماذج الافتراضية والمعدات المادية. في خط إنتاج قطع غيار السيارات ، قلل نظام الحلقة المغلقة ذات التوأم الرقمي من وقت التكليف بنسبة 70 ٪ ، مع تقليل الانحراف المعياري لاتساق الآلات من 1.2 ميكرون إلى 0.4 ميكرون.
