CNC Sistem Tasarımı Bölüm I: Mikro Eğriler ile Sarsıntı Limitli Takım Yolu Oluşturulması


Creative Commons License

Kahraman A., Demir E., Başlamışlı S. Ç., Doğan B., Tunçer O., Altıntaş Y.

TOK2022 Otomatik Kontrol Ulusal Toplantısı, Elazığ, Türkiye, 15 - 18 Eylül 2022, ss.269-274

  • Yayın Türü: Bildiri / Tam Metin Bildiri
  • Basıldığı Şehir: Elazığ
  • Basıldığı Ülke: Türkiye
  • Sayfa Sayıları: ss.269-274
  • Marmara Üniversitesi Adresli: Evet

Özet

Takım tezgahlarında parçaların hassas işlenebilmesi için kesici takım yolu oluşturulması kritik öneme sahiptir. Oluşturulan takım yolu, tezgahın ve servo motor sisteminin dogal frekanslarını tetikleyebilir ve hassas işlemeye engel olabilir. Bu nedenle oluşturulan takım yolu sadece istenilen yörüngeyi değil, devamlılığı da verebilmelidir. Ardışık segmentlerin birleşim noktalarında hız ve ivme sürekliligi sağlanmazsa doğal frekansların tetiklenmesi olagandır. Bu çalışmada geliitirilmiş olan takım yolu algoritması, servo motor kontrol döngüsü zamanında çalışarak dogrusal ve dairesel enterpolasyon yapabilmektedir. Ayrıca algoritma, dogrusal ve dairesel fark etmeksizin, ardışık segmentler arası mikro eğriler oluşturularak C2 süreklilik saglamaktadır. Bu durum segmentler arası hızlı, yumuşak geçişe olanak tanımaktadır. Takım yolu algoritmasında segmentler arası geçiş bölgelerinde kullanılan mikro eğriler, ivme ve sarsıntı değerleri sınırlandırılmış beşinci derece polinom kullanılarak oluşturulmaktadır. Geçiş bölgeleri dışında oluşturulan dairesel ya da dogrusal takım yolları ise, sarsıntı limitli trapez ivme profili ile oluşturulmaktadır. Geliştirilen algoritma, 3 eksen köprü tipi freze tezgahında yıldız profili çizdirilerek denenmiş ve çizim sonuçları irdelenmiştir.

Cutting tool trajectory generation is critical in precision machining of workpiece on machine tools. The generated tool path can trigger the natural frequencies of the machine tool and servo motor system and interfere with precision machining. Therefore, the generated tool path should not only give the desired path, but also the required continuity. It is usual for natural frequencies to be triggered if velocity and acceleration continuity is not maintained at the junction of consecutive segments. The tool path algorithm developed in this study can perform linear and circular interpolation by operating at the time of the servo motor control loop. In addition, the algorithm provides C2 continuity by generating micro-curves between consecutive segments, regardless of linear or circular. This allows rapid and smooth transition between segments. Micro curves used in the transition regions between segments in the tool path algorithm are created using a fifth degree polynomial with limited acceleration and jerk. Circular and linear tool paths generated outside the transition zones are generated with a trapezoidal acceleration profile with jerk limit. The developed algorithm was tested by cutting a star profile on a 3-axis Gantry type milling machine and the machining results were examined.