دانلود تحقیق فرآیند تولید کردن دقیق که به وسیله انتشار اکوستیک کنترل می شود

خلاصه :

ضروریات کنونی در صنایع با تکنووژی بالا مانند نیمه هادی ، اپتیک MEMS ، غیره ، نیازی برای فرایندهای تولیدی اظهار داشته که بتوانند مشخصه های کوچکتر خیلی زیادی را به طور قابل اطمینان در مقاومت خیلی بالا تولید کنند ، در سیستم های در حال کنترل که می توانند برای شناسایی ، کنترل و بهبود بخشیدن تولید این مشخصه های کوچکتر که برای برآوردن ضروریات زیاد در دقت و کیفیت مورد نیاز می باشند این نوشته در مورد ضروریات منحصر به فرد از کنترل کردن فرایندهای تولیدی دقیق و مناسب بودن انتشار اکوستیک (AE ) را به عنوان یک تکنیک کنترل در مقیاس دقیق بحث می کند ، سپس جزئیات روی  استفاده از تکنولوژی حس گر AE در کنترل کردن فرآیندهای تولید دقیق داده می شوند ؛ مخصوصاً خرد کردن ، برنامه ریزی مکانیکی ، شیمیایی خیلی دقیق.

مقدمه :

ضروریات کنونی درصنایع با تکنولوژی بالا مانند نیمه های ، اپتیک MEMS و غیره نیازی برای فرایندهای تولیدی اظهار داشته که بتوانند مشخصه های کوچکتر خیلی زیادی را به طور قابل اطمینان در مقاومت خیلی بالایی تولید کنند . این نیاز رو به افزایش برای توانایی جهت تولید مشخصه ها در کوچکترین مقیاس های طولی و دقت بیشتری می تواند در منحنی تانیگاچی ارائه شود ( شکل 1 ) که توضیح می دهد که کوچکترین صحت قابل حصول ( و در نتیجه ، کوچکترین مشخصه قابل تولید ) به عنوان یک عملکردی از زمان کاهش می یابد . در سیستم های کنترل شونده که می توانند برای شناسایی کردن به کنترل و بهبود بخشیدن تولید این مشخصه های کوچکتر مورد استفاده قرار بگیرند که برای برآوردن نیازهای رو به افزایش در دقت و کیفیت مورد نیاز می شوند . کنترل کردن بر اساس حس گر ، اطلاعات با ارزشی درباره فرایند تولیدی می دهد که می تواند به عنوان هدف دوگانه از کنترل فرایند و کنترل کردن کیفیت عمل کند و در نتیجه بخشی از هر محیط تولیدی خواهد بود که به طور کامل اتومات شده است . به هر حال ، برای هر حس گر که می خواهد به عنوان یک ابزار کنترلی استفاده شود ، یک اندازه بالای از اطمینان و اعتماد در مشخص کردن و فرایند تولید مورد نیاز می باشد . همانطور که در مرور مقاله قبلی به وسیله دورنفلید و دیگران توضیح داده شد ، انتشار اکوستیک (AE ) یک میزان بالایی از اطمینان را در شناسایی پدیده های متعدد مرتبط با جابجایی مواد توضیح داده است ، مخصوصاً در مقیاس کوچک ، از این رو به مناسب بودن برای کنترل فرایند تولید دقیق اعتبار می دهد . این کار حساسیت AE را در سه نظام تولیدی مختلف توضیح می دهد که در منحنی تانیگاچی ترسیم شده است ، مقیاس های خیلی دقیق ، سنتی / نرمال  

ضروریات برای تکنولوژی حس گر در مقیاس دقیق :

در فرآیندهای جابجایی مواد در مقیاس دقیق ، ضخامت قطعات شکل یافته می توانند در نظمی از چند میکرون یا کمتر باشند و در بعضی موارد بدون مقیاس می شوند . در این مقیاس های طولی ، سطح ، سطح کوچک و شرایط لبه از مشخصه های ماشین شده و مکانیسم اصلی برای شکل گیری قطعه به طور نزدیکی توسط ویژگیهای مواد و ساختار کوچک از مواد قطعه تحت تأثیر قرار گرفته است مانند رفتار شکننده / انعطاف پذیر ، انشعاب کریستا لوگرافیک از مواد در سطوح مشترک قطعه / ابزار و ویژگیهای میکروتوپوگرافیکی مانند فضاهای خالی ، مراحل ثانویه و تخصیص فاصله ای می باشند . یک تنوعی از حس گرها ( که هر کدام از آنها یک درجه ای از قابلیت کاربر دارند بستگی به سطح دقت نیاز شده یا نوع پدیده یا پارامتر کنترل دارد که نیاز به اندازه گیری دارد ) برای گرفتن اطلاعات ضروری درباره فرایند تولید مورد استفاده قرار می گیرند . شکل 2 که به عنوان یک گزارش برای یک نمودار مشابه از مقاله مرور شده قبلی عمل می کند ، چندین طبقات مختلف از حس گرها و قابلیت کاربرد آنها را برای سطح دقت( از مقیاس قدیمی شروع می شود و به طرف سطوح جابجایی مواد بالا حرکت می کند )و نوع پارامتر کنترل را ترسیم می کند . به هر حال ، مهم است توجه کنیم که مرزها برای هر نوع حس ضرورتاً مرزهای « سخت » نمی باشند و اینکه به طور ممتد تکنولوژی حس گر در حال بهبود باعث می شود حس گرها یک دامنه وسیعتری را از پارامترهای کنترل را با حساسیت رو به افزایش بپوشانند .( همانند این نوشته  ،مقدمه اخیر از سلولهای بار برشی یک مثال خوبی می باشند ) تکنیک های اندازه گیری قدیمی مانند سلولهای بار برای اندازه گیری پارامترهای کنترل مقیاس قدیمی مناسب می باشند مانند نیروهای برشی و رانشی در دامنه هایی از چندین تا صدها نیوتن می باشند . به هر حال ، حس گرهای قدیمی ممکن است علامت لازم را برای نسبت صدا (S/N ) و حساسیت کافی مورد نیاز برای مشخص کردن به طور قابل اطمینان سطح پایانی را ندارد و همچنین سطح کوچک آسیب دیده و نیروهای برشی در مقیاس خیلی با دقتی با توجه به نیروهای برشی با افتهای پایین ( تقریباً 13/0 ) می باشند و قدرت مصرف در ماشین با دقتی موجود می باشد .

منابع برای AE در تولید کردن دقت :

ماشین داران مدتی زیاد از پیش زمینه های مناسب در طول ماشین به عنوان یک وسیله ای از کنتر کردن فرایند برش استفاده کرده اند  ،ماشین داران با مهارت قادرند حتی تنوع کمی در فرسایش ابزار و سطح آن را به راحتی با گوش کردن به فرایند ماشین مورد قضاوت قرار دهند . صدای منحصر به فرد داده شده به وسیله فلزات در طول به هم ریختن پلاستیک جدید نمی باشد ، همراه با صدای  قوطی داده شده به وسیله قوطی که از نظر پلاستیکی به عنوان یک چیز مشترک به هم ریخته می شود نمونه های بالا همه خصوصیات مشترک از تولید یک موجهای فشار الاستیک را در بین یک وسیله با توجه به نقص پلاستیک دارند . واژه انتشار اکوستیک معمولاً به انتشار موج الاستیک در فرکانس بر می گردد ( دامنه ای در حدود KHZ 2000 -20 دارد ) . برخلاف تکنیک های غیر مخربی فراسونیک (NDT ) که یک وسیله ای از اسکن شدن فعال می باشند ( به عبارت دیگر تولید ، انتقال و جمع آوری سیگنال ) ، انتشار اکوستیک اکثراً یک وسیله ای مجهول از اسکن می باشد که بیشتر یک میکروفن یا دیگر حس گری را نگه می دارد و برای پدیده های متعددی گوش می کند . در ماشین کردن دقیق ، AE می تواند به چندین منابع در سطح مشترک قطعه / وسیله نسبت داده شود ( در شکل 3 نشان داده شده است ) در سطح مشترک قطعه در ماشین کردن قدیمی ، AE به طور معمول در ناحیه شیر اولیه تولید می شود ( ناحیه شیر جلوی ابزار ) و همچنین در شیر ثانویه ( ناحیه تماس بین ابزار و قطعه ) و ناحیه شیر سومی ( تماس بین سطح ماشین شده و فلونک ) تولید می شود . در حالیکه در مقیاس ماشین کردن قدیمی که DOC به طور معمول روی نظم دهها میکرون و بالاتر می باشد ، AE به میزان زیادی با توجه به مالش اصطکاک در سطح مشترک قطعه / ابزار می باشد که شامل هر دو ناحیه شیر ثانویه و سومی می باشد . به هر حال ، در مقیاس دقیق و پائین تر باور می شود که اکثریت سیگنال AE  و تولید آن در ارتباط نوک ابزار با مشخصه های میکروساختاری از قطعه کاری تولید می شوند مانند فضاهای خالی ، شمول ها ، مرزهای قطه و ارتباط بزرگ آن در ناحیه شیر می باشد . ( شکل 3 ) .

کنترل کردن پوشش چرخ خردکن بر اساس AE :

هم اکنون یک فرایندخردکردن قدیمی به توالی پیچیده ای از کارها به جهت شروع کردن تولید روی یک قطعه کار احتیاج دارد ، شامل مجموعه تجهیزات ، ماشین کردن نمونه های قسمت اولیه ، قط ابزار و کنترل مکرر و تصحیح کردن پارامترهای فرایند می باشند . AE می تواند به عنوان یک وسیله ای برای اتوماسیون کامل از همه این مراحل عمل کند .  به هر حال در خرد کردن ، دو محدودیت اصلی از راه حل های کنترل کردن بر اساس AE ، اکسید شدن سطح RMS و اشباع علائم می باشند . علی رغم این محدودیت ها ، AE می تواند برای بررسی تماس بین سطوح حرکتی خیلی موثر باشد . بخش زیر روی یک تحلیل AE RMS سریع تمرکز می کند و تکنیکی را برای کنترل کردن شرایط چرخ در خرد کردن ترسیم می کند . یک روش جدید برای فرایند کنترل کردن بر اساس تحلیل کوتاه مدت از الگوهای AE RMS پیشنهاد می شود . از آنجا که تغییرات AE RMS  بعد از یک دوره قابل توجهی از زمان روی می دهد ، ارزیابی کوتاه مدت می تواند یک راه حل برای کاربرد قابل اطمینان AE باشد . شکل 4 یک سیستم پیشنهاد شده ای را نشان می دهد که انتشار اکوستیک از تماس بین ابزار الماسی و چرخ خرد کن به دست آمد . ( با چرخ خردکن و قطعه کاری در کنترل خرد کردن ) و به یک سطح RMS برگردانده می شود و به وسیله کامپیوتر با استفاده از یک برد تبدیل A/D به دست آمده است . اندازه دامنه نمونه بستگی به راه حل انتخاب شده در مسیر دایره ای از 60 تا 500 KHz فرق دارد . یک اندازه نمونه KHz 2 در این مورد برای کشیدن هر چرخش از چرخ خردکن مورد استفاده قرار گرفته ، که با یک راه حلی از حدود mm5/0 مطابقت می کند . جهت قادر بودن به اندازه گیری تماس ابزار الماس با هر ذره آن  ،محاسبات RMS باید با استفاده از یک زمان ثابت خیلی سریع انجام شود . زمان ثابت به عنوان متوسط زمان سپری شده برای دو هیتز متوالی بین قطعات درشت و ابزر الماس محاسبه می شود . این محاسبات برای شش شبکه انجام و همچنین برای چرخ اکسید آلومینیوم ساختار L انجام می گیرد . فاصله متوسط که بین ذره ها اندازه گیری شد در حدود mm38/0 همراه با سرعت خرد کردن m/s45 بود ، بنابراین یک ثابت زمانی ms10 یافت شد . این سیستم می تواند بر ای راه حل های ارزیابی متفاوتی مورد استفاده قرار گیرد شامل :

ارزیابی پوششی : در طول این عملکرد پوششی ، رابطه بین پوشش دهنده و چرخ خردکن می تواند به طور اکوستیکی ترسیم شود . کمبود تماس بین ابزار پوششی و چرخ خردکن به عنوان نواحی تاریک در نقشه ظاهر خواهد شد .