On-line control of feed-speed in circular sawing

On-line Kontrolle des Vorschubs bei Kreissägen

C. Tanaka, T. Nakao, A. Takahashi and A. P. Schniewind

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Abstract

An adaptive control optimization system was developed to produce a desired surface finish roughness by automatic control of the work-piece feed-rate in circular sawing. The system developed in this study consists of the interconnection of an adaptive controller with a numerically controlled circular saw. The AE signals and cutting forces were measured to monitor the machining process continuously in this system. The signals were provided to the adaptive controller to evaluate the surface finish roughness and adjust the workpiece feed-rate automatically in the machining process.
Sensing of AE signals and of cutting forces was compared to determine which technique is more convenient. Experiments were carried out with a carbide-tipped circular saw. Cross cutting was done with counter-cutting during the experiments. The cutting parameters controlled were workpiece feed-rates and cutting speeds. Japanese beech (Fagus crenata Blume) and Yezo spruce (Picea jezoensis Carr.) were used as the workpiece. Experimental results indicated that adaptive control optimization took place in the system developed for circular sawing. The desired surface finish roughness was produced by automatic control of the workpiece feed-rate using the sensing technique of AE signals as well as that of cutting force. However, the system using AE signals is more convenient than taht using cutting force.
Es wurde ein Kontroll-Optimierungssystem entwickelt, mit dessen Hilfe eine gewünschte Oberflächenrauhigkeit eines Werkstücks durch Kontrolle des Vorschubs der Kreissäge erzielt werden kann. Das entwickelte System besteht in der Verbindung eines Reglers und einer NC-Kreissäge. Die AE-Signale und Schneidkräfte wurden gemessen, um den Maschinenablauf dieses Systems dauernd überwachen zu können. Die Signale wurden an den Regler weitergegeben, um die Oberflächenrauhigkeit berechnen und den automatischen Werkstück-Vorschub dem Maschinenablauf anpassen zu können. AE-Signale und Schneidstärke wurden miteinander verglichen, um festzustellen, welche Technik am geeignetsten ist. Die Versuche wurden mit Karbid-Spitzen der Kreissäge durchgeführt. Während des Experiments wurden Kreuzschnitte mit Gegenschnitten gemacht. Die kontrollierten Schneideparameter bestanden aus Werkstück-Vorschub und Schneidgeschwindigkeiten. Japanische Buche (Fagus crenata Blume) und Yezo-Fichte (Picea jezoensis Carr) wurden für die Werkstücke verwendet. Die Versuchsergebnisse zeigten, daß eine Kontrolloptimierung in dem für Kreissägen entwickelten System erreicht wurde. Die gewünschte Oberflächenrauhigkeit wurde durch automatische Kontrolle des Werkstück-Vorschubs erzielt, wobei sowohl die AE-Signale als auch die Schneidstärke als Parameter benutzt wurden. Das System mit AE-Signalen ist allerdings besser bandhabbar.

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