9
129 The Journal of KMUTNB., Vol. 23, No. 1, Jan. - Apr. 2013 วารสารวิชาการพระจอมเกล้าพระนครเหนือ ปีท23 ฉบับที1 ม.ค. - เม.ย. 2556 การตรวจจับแชตเตอร์ในกระบวนการกัดด้วยใบมีด แบบหัวบอลโดยใช้การแปลงเวฟเล็ต ธนินธรณ์ ศักดิ์ศรี 1 * และ สมเกียรติ ตั้งจิตสิตเจริญ 2 1 นิสิต ศูนย์วิจัยและพัฒนาเทคโนโลยีการผลิตขั ้นสูงและวิศวกรรมเที ่ยงตรง ภาควิชาวิศวกรรมอุตสาหการ คณะวิศวกรรมศาสตร์ จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย 2 รองศาสตราจารย์ ศูนย์วิจัยและพัฒนาเทคโนโลยีการผลิตขั ้นสูงและวิศวกรรมเที ่ยงตรง ภาควิชาวิศวกรรมอุตสาหการ คณะวิศวกรรมศาสตร์ จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย * ผู ้นิพนธ์ประสานงาน โทรศัพท์ 08-1701-0135 อีเมล: [email protected] รับเมื่อ 23 กรกฎาคม 2555 ตอบรับเมื่อ 17 กันยายน 2555 และเปรียบเทียบกับวิธีการแปลงฟูเรียร์แบบเร็ว จากผลการ ทดลองพบว่า การแปลงเวฟเล็ตสามารถตรวจจับแชตเตอร์ ได้ดีกว่าการแปลงฟูเรียร์แบบเร็วอย่างชัดเจน ทั ้งในโดเมน เวลาและโดเมนความถี ่ ซึ ่งความแม่นยำาในการตรวจจับ แชตเตอร์ด้วยวิธีการแปลงเวฟเล็ต เท่ากับ 100% ในขณะที วิธีการแปลงฟูเรียร์แบบเร็วนั ้น สามารถตรวจจับแชตเตอร์ ได้เพียง 89.5% ภายใต้เงื ่อนไขการเดียวกัน คำาสำาคัญ: การแปลงเวฟเล็ต การแปลงฟูเรียร์แบบเร็ว กระบวนการกัดด้วยมีดแบบหัวบอล การ ตรวจจับแชตเตอร์ บทคัดย่อ แชตเตอร์เป็นสาเหตุหนึ ่งที ่สำาคัญ ต่อคุณภาพผิว ของชิ ้นงานในกระบวนการกัดด้วยมีดแบบหัวบอล เช่น ความขรุขระของผิวชิ ้นงานหรืออายุของเครื ่องมือ ดังนั ้น การตรวจจับแชตเตอร์จึงมีความสำาคัญมาก อย่างไรก็ตาม การตรวจจับแชตเตอร์ไม่สามารถทำาได้โดยตรง วิธีการ หนึ ่งที ่นิยมนำามาใช้ในปัจจุบันคือ การแปลงฟูเรียร์แบบเร็ว แต่วิธีการนี ้ทำาให้สูญเสียข้อมูลในรูปแบบของโดเมนเวลา งานวิจัยนี ้จึงมีวัตถุประสงค์เพื ่อพัฒนาวิธีการตรวจจับ แชตเตอร์ในกระบวนการกัดด้วยมีดแบบหัวบอล โดยใช้วิธี การแปลงเวฟเล็ตมาประยุกต์ใช้ในการตรวจจับแชตเตอร์

การตรวจจับแชตเตอร์ใน ... · 2013-10-29 · คำาสำาการแปลงเวฟเล็ต การแปลงฟูเรีย

  • Upload
    others

  • View
    0

  • Download
    0

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: การตรวจจับแชตเตอร์ใน ... · 2013-10-29 · คำาสำาการแปลงเวฟเล็ต การแปลงฟูเรีย

129

The Journal o f KMUTNB. , Vol . 23 , No. 1 , Jan. - Apr. 2013วารสารวชาการพระจอมเกลาพระนครเหนอ ปท 23 ฉบบท 1 ม.ค. - เม.ย. 2556

การตรวจจบแชตเตอรในกระบวนการกดดวยใบมด

แบบหวบอลโดยใชการแปลงเวฟเลต

ธนนธรณ ศกดศร1* และ สมเกยรต ตงจตสตเจรญ2

1 นสต ศนยวจยและพฒนาเทคโนโลยการผลตขนสงและวศวกรรมเทยงตรง ภาควชาวศวกรรมอตสาหการ คณะวศวกรรมศาสตร

จฬาลงกรณมหาวทยาลย2 รองศาสตราจารย ศนยวจยและพฒนาเทคโนโลยการผลตขนสงและวศวกรรมเทยงตรง ภาควชาวศวกรรมอตสาหการ

คณะวศวกรรมศาสตร จฬาลงกรณมหาวทยาลย* ผนพนธประสานงาน โทรศพท 08-1701-0135 อเมล: [email protected]

รบเมอ 23 กรกฎาคม 2555 ตอบรบเมอ 17 กนยายน 2555

และเปรยบเทยบกบวธการแปลงฟเรยรแบบเรว จากผลการ ทดลองพบวา การแปลงเวฟเลตสามารถตรวจจบแชตเตอรไดดกวาการแปลงฟเรยรแบบเรวอยางชดเจน ทงในโดเมนเวลาและโดเมนความถ ซงความแมนยำาในการตรวจจบแชตเตอรดวยวธการแปลงเวฟเลต เทากบ 100% ในขณะท วธการแปลงฟเรยรแบบเรวนน สามารถตรวจจบแชตเตอรไดเพยง 89.5% ภายใตเงอนไขการเดยวกน

คำาสำาคญ: การแปลงเวฟเลต การแปลงฟเรยรแบบเรวกระบวนการกดดวยมดแบบหวบอล การตรวจจบแชตเตอร

บทคดยอ

แชตเตอรเปนสาเหตหนงทสำาคญ ตอคณภาพผว ของชนงานในกระบวนการกดดวยมดแบบหวบอล เชน ความขรขระของผวชนงานหรออายของเครองมอ ดงนน การตรวจจบแชตเตอรจงมความสำาคญมาก อยางไรกตาม การตรวจจบแชตเตอรไมสามารถทำาไดโดยตรง วธการหนงทนยมนำามาใชในปจจบนคอ การแปลงฟเรยรแบบเรว แตวธการนทำาใหสญเสยขอมลในรปแบบของโดเมนเวลา งานวจยนจงมวตถประสงคเพอพฒนาวธการตรวจจบ แชตเตอรในกระบวนการกดดวยมดแบบหวบอล โดยใชวธการแปลงเวฟเลตมาประยกตใชในการตรวจจบแชตเตอร

Page 2: การตรวจจับแชตเตอร์ใน ... · 2013-10-29 · คำาสำาการแปลงเวฟเล็ต การแปลงฟูเรีย

130

วารสารวชาการพระจอมเกลาพระนครเหนอ ปท 23 ฉบบท 1 ม.ค. - เม.ย. 2556The Journal o f KMUTNB. , Vol . 23 , No. 1 , Jan. - Apr. 2013

1 Student, Department of Industrial Engineering Faculty of Engineering, Chulalongkorn University.2 Associate Professor, Department of Industrial Engineering Faculty of Engineering, Chulalongkorn University.* Corresponding Author, Tel. 08-1701-0135, E-mail: [email protected]

Received 23 July 2012; Accepted 17 September 2012

Chatter Detection in Ball End Milling Process Using Wavelet Transformation

Tanintorn Saksri1* and Somkiat Tangjitsitcharoen2

AbstractChatter is one of the major causes of the

workpiece quality in ball end milling process such as surface roughness or tool life. Hence, it is very important to detect the chatter. However, it is difficult to detect the chatter directly. Most commonly used method is the fast fourier transformation but the data in time domain is the major disadvantage of this method. The aim of this research is to develop a new method to detect the chatter called wavelet transformation. The experimental result

shows that the wavelet transformation outperforms the fast fourier transformation in both time and frequency domains. Based on the same cutting condition, The accuracy of the chatter detection using the wavelet transformation is 100% whereas it is only 89.5% when the fast fourier transformation is applied.

Keywords: Wavelet Transform, Fast Fourier Transform, Ball End Milling Process,

Chatter Detection

Page 3: การตรวจจับแชตเตอร์ใน ... · 2013-10-29 · คำาสำาการแปลงเวฟเล็ต การแปลงฟูเรีย

131

The Journal o f KMUTNB. , Vol . 23 , No. 1 , Jan. - Apr. 2013วารสารวชาการพระจอมเกลาพระนครเหนอ ปท 23 ฉบบท 1 ม.ค. - เม.ย. 2556

1. บทนำาในงานวจยน ไดทำาการศกษากระบวนการกดดวยมด

แบบหวบอล ซงเปนกระบวนการผลตหนงทมความสำาคญ โดยเฉพาะในการผลตชนสวนแมพมพหรอชนสวน ยานยนต ซงเปนชนสวนพนฐานทนำาไปผลตชนงานอนๆ ตอไป ในการเพมผลตผลของกระบวนการกด ซงเปน กระบวนการหนงในการกำาจดเนอโลหะนน จำาเปนตองเพมอตราการกำาจดเนอโลหะใหสงขน โดยการเพมความลกตด (Depth of Cut) ความเรวรอบตด (Spindle Speed) อตราการปอนตด (Feed Rate) แตอยางไรกตามการเพมปจจยตางๆ เหลาน กอาจทำาใหเกดแชตเตอร (Chatter) หรอการสนรปแบบหนงทเกดจากกระกระตนตวเอง (Self Excited) ขน ซงมผลเสยทตามมาได คอ

● คณภาพของผวชนงานไมด● ขนาดชนงานไมเปนไปตามทตองการ● มดตดแตกหกหรอเกดความเสยหายไดดงนน การตรวจจบแชตเตอรจงมความสำาคญอยางยง

ในกระบวนการผลต แตอยางไรกตาม การควบคมแชตเตอร จากกระบวนการกดโดยตรงนนทำาไดยาก ทำาใหตองพฒนาวธการตรวจจบแชตเตอรใหมความแมนยำาและ ถกตอง โดยวตถประสงคของงานวจยน คอ ตองการพฒนา วธในการตรวจจบแชตเตอร โดยการวดแรงตดไดนามกสทเกดขนในระหวางกระบวนการกด เนองจากสญญาณ แรงตดเปนสงทแสดงถงขอมลเกยวกบสถานะของกระบวนการตดไดด [1], [2]

การตรวจจบแชตเตอร ในงานวจยตางๆ ทผานมา [3], [4] ไดใชวธการทเรยกวา การแปลงฟเรยรแบบเรว (Fast Fourier Transform) ซงเปนการแปลงขอมลจาก โดเมนเวลาไปยงโดเมนความถ ทำาใหสามารถตรวจจบ แชตเตอรไดงาย [1] แตเกดการสญเสยขอมลในรปแบบ ของโดเมนเวลาไป ซงมขอเสยกคอ ทำาใหไมสามารถ ทราบไดวามแชตเตอรเกดขนเมอใด ดงนนในงานวจยนจงทำาการศกษาวธการ การแปลงเวฟเลต (Wavelet Transform) ซงปนการแปลงขอมลจากโดเมนเวลา ไปยงโดเมนเวลาและความถ (Time-frequency Domain) ดวยวธการนทำาใหสามารถตรวจจบแชตเตอรได และยงคงทราบเวลา

ณ จดทมแชตเตอรเกดขนไดอกดวย

2. การแปลงเวฟเลต

การแปลงเวฟเลตถกนำามาประยกตใชในหลายๆ ดาน [5]-[7] ตวอยางเชน การประมวลผลสญญาณ (Signal Processing) และการประมวลภาพ (Image Processing) เปนตน ซงการแปลงเวฟเลตนเปนการแปลงสญญาณไปหาฟงกชนเวฟเลตหรอทเรยกกนวาเวฟเลต แม (Mother Wavelet) แทนทแปลงไปหาฟงกชนซายนเหมอนกบการแปลงฟเรยรแบบเรว ซงเวฟเลตแมน กถกแบงออกเปนลกษณะทแตกตางกนออกไปหลายๆ ลกษณะ ซงเรยกลกษณะเหลานวา แฟมล (Family) ตวอยางเชน ดอเบชส (Daubenchies) คอยเฟลต (Coiflet) ฮาร (Haar) ซมมเลต (Symmlet) เปนตน ดงรปท 1 โดยแตละ แฟมลกเหมาะสมกบลกษณะของสญญาณทแตกตางกนออกไป

ทฤษฎเวฟเลตนนถกนำามาใชในการอธบายสงๆ หนงหรอสญญาณๆ หนง ซงประกอบดวยองคประกอบยอยๆ หลายๆ สวนทมความสมพนธกน องคประกอบยอยๆเหลานถกจดอยในรปของเวฟเลตทมการยอหรอขยาย หรอเลอนตำาแหนง โดยกระบวนการดงกลาวนถกเรยกวา เวฟเลต ดคอมโพสชน (Wavelet Decomposition) ซงสญญาณถกแบงออกเปนระดบ (Level) หลายๆ ระดบ ในแตละระดบของสญญาณถกแบงออกเปนจากขางตน

รปท 1 ตวอยางของแฟมลตางๆ ของเวฟเลต [8]

Page 4: การตรวจจับแชตเตอร์ใน ... · 2013-10-29 · คำาสำาการแปลงเวฟเล็ต การแปลงฟูเรีย

132

วารสารวชาการพระจอมเกลาพระนครเหนอ ปท 23 ฉบบท 1 ม.ค. - เม.ย. 2556The Journal o f KMUTNB. , Vol . 23 , No. 1 , Jan. - Apr. 2013

รปท 2 การแยกยอยสญญาณในระดบตางๆ [9]

การเลอกระดบและเวฟเลตแมทเหมาะสมกบสญญาณทตองการศกษา จงมความสำาคญอยางยง โดยในงานวจยน เลอกใชเวฟเลต ดอเบชส เปนเวฟเลตแม เนองจากเปนเวฟเลตทมรปแบบทเหมาะสมกบสญญาณกล (Mechanical Signal) [1] ซงเปนสญญาณทไดทำาการศกษาในงานวจยนและใชการแปลงเวฟเลตในระดบท 1 ถง 4 เพอทดสอบการ ตรวจจบแชตเตอรทเกดขน เนองจากเปนชวงของระดบทเหมาะสมกบความถของแชตเตอร

3. อปกรณและวธการทดลอง

อปกรณทใชในงานวจยน ไดแก เครองซเอนซ แมช ชนนงเซนเตอรยหอ Mazak รน Variaxis 500-5X แทนเซนเซอรวดแรง (ไดนาโมมเตอร) ชารจแอมปลไฟเออร ยหอ Kister type 5073 และเครองออสซลโลสโคปยหอ YOKOGAWA รน DL 750 โดยมดตดทใชในงานวจยนคอ มดตดแบบหวบอล ชนดคมมดคารไบดเคลอบผวดวยไทเทเนยมอลมเนยมไนโตรชนด 2 คมตด ขนาดเสนผาน ศนยกลาง 6 และ 8 มลลเมตร และใชชนงานเปนเหลกกลาคารบอน (S50C) ขนาด กวาง 64 มลลเมตร ยาว 64 มลลเมตร สง 45 มลลเมตร

สำาหรบเวลาทใชในการประมวลผลนน โดยงานวจยนทำาการบนทกขอมลแรงตดทงหมด 10,000 ขอมลในแตละแนวแกน รวมทงสน 30,000 ขอมลตอเงอนไขการตดหนงหนง และใชโปรแกรมสำาเรจรปทพฒนาขนบน Window 7 Enterprise 64 bit โดยขอมลจำาเพาะของคอมพวเตอรทใชมดงตอไปน Intel Core i5-2430M CPU @ 2.40 GHz RAM 4GB ซงเวลาประมวลผลเฉลย ทไดจากวธการ

แปลงฟเรยรแบบเรวและวธการแปลงเวฟเลตคอ 0.14 และ 0.27 วนาทตอเงอนไขการตดหนงตามลำาดบ

3.1 การหาความถธรรมชาตอปกรณ

ในการทดสอบเพอหาความถธรรมชาต จะทำาการทดสอบกบเครองมอและอปกรณตางๆ ไดแก ชนงาน (Workpiece) ปากกาจบชนงาน (Jig) โตะรองชนงาน (Table) ไดนาโมมเตอร (Dynamometer) อปกรณจบยดมดตด (Tool Holder) และมดตด (Tool) โดยความถธรรมชาตของชนงาน ปากกาจบชนงาน โตะรองชนงาน ไดนาโมมเตอร ถกจบยดตดกน มความถธรรมชาตเทากบ 790 เฮรตซ มดตดและอปกรณจบยดมดตด ซงถกจบยดตดกน มความถธรรมชาตเทากบ 1,150 เฮรตซ และความถของเซนเซอรวดแรงหรอไดนาโมมเตอรเทากบ 2,300 เฮรตซ

3.2 วธการทดลองสำาหรบงานวจยน ไดทำาการระบสญญาณแรงตด

ทเกดขนดงน แรงตดในแนวแกน X หรอแรงตดในแนวสมผส (Tangencial Force) ใหแทนดวยสญลกษณ Fx,

แรงตดในแนวแกน Y หรอแรงตดในแนวรศม (Radial Force) ใหแทนดวยสญลกษณ Fy และแรงตดในแนวแกน Z หรอแรงตดในแนวแกน (Axial Force) ใหแทนดวยสญลกษณ Fz ตามลำาดบดงรปท 3 และในงานวจยน มขนตอนในการทดลองดงตอไปน

1. นำาชนงานตดเขากบปากจบชนงาน (Jig) ทเชอมตอ กบเซนเซอรวดแรง

2. เชอมตอเซนเซอรวดแรงเขากบเครองขยายสญญาณ

รปท 3 ทศทางของแรงในแกนตางๆ

Page 5: การตรวจจับแชตเตอร์ใน ... · 2013-10-29 · คำาสำาการแปลงเวฟเล็ต การแปลงฟูเรีย

133

The Journal o f KMUTNB. , Vol . 23 , No. 1 , Jan. - Apr. 2013วารสารวชาการพระจอมเกลาพระนครเหนอ ปท 23 ฉบบท 1 ม.ค. - เม.ย. 2556

รปท 4 ขนตอนการตรวจจบแชตเตอรดวยวธการแปลงเวฟเลต

งานวจยทผานมาของ S.Tangjitsitcharoen และ T. Moriwaki [10] ทกลาววาเมอเกดแชตเตอรขนแลว แอมปลจดของแรงตดไดนามกสมคาสงเมอเทยบกบการตดปกต และเมอทำา การแปลงขอมลของแรงตดไดนามกสจากโดเมนเวลาไปยง โดเมนความถโดย วธการแปลงฟเรยรแบบเรว ซงเหนไดอยาง ชดเจนวา ในเงอนไขการตดทมแชตเตอรเกดขน ดงรป ท 5 แอมปลจดทมคาสง 2 สวนดวยกนคอ ความถของซฟน (Tooth Passing Frequency) ทเกดขนตามความเรวรอบตดท 200 เฮรตและความถของแชตเตอร (Chatter Frequency) ทความถประมาณ 1,150 เฮรตซ ซงใกลเคยงกบความถธรรมชาต ในทางกลบกน ในเงอนไข การตดปกตนน ไมพบความถทเกดแชตเตอรขนแตพบเพยงความถของซฟนเทานน

กอนเขาสออสซลโลสโคป โดยกำาหนดคากรองความถยานสญญาณตำาผาน (Low-pass Filter) เทากบ 5,000 เฮรตซ และอตราการเกบขอมล (Sampling Rate) เทากบ 10,000 คาตอวนาท

3. ทำาการทดลองตามเงอนไขทกำาหนดไว ดงตารางท 1 และทำาการบนทกขอมลสญญาณแรงตดไดนามกสทเกดขน ทง 3 แกน

4. คำานวณแรงตดไดนามกสทง 3 แกน โดยการคณคาทเกบไดดวยคาตอบสนอง (Sensitivity) ในงานวจยนมคาเทากบ 200 นวตน/โวลล

5. ตดสญญาณรบกวนโดยหาคาเฉลยของสญญาณแรงตดไดนามกสแลวนำาไปลบออกจากคาทบนทกได

6. พจารณาแรงตดไดนามกสทงหมด เพอหาเงอนไข การตดทมแชตเตอรเกดขน โดยใชวธการแปลงฟเรยรแบบเรว

7. พจารณาแรงตดไดนามกสทงหมด เพอหาเงอนไขการตดทมแชตเตอรเกดขน โดยใชวธการแปลงเวฟเลต ซงสามารถแสดงขนตอนไดดงรปท 4

8. เปรยบเทยบผลการทดลองทไดจากวธการแปลงฟเรยรแบบเรวและวธการแปลงเวฟเลต

ตารางท 1 เงอนไขการตดเสนผาน ศนยกลาง(มลลเมตร)

ความเรวรอบตด

(รอบตอนาท)

ความลกตด

(มลลเมตร)

อตรา

การปอนตด

(มลลเมตร/รอบ)

6 5,000 1 0.01

8 6,000 2 0.02

7,000 3 0.03

8,000 4

4. ผลการทดลองในการศกษาการตรวจจบแชตเตอรในงานวจยน

ทำาการเปรยบเทยบแรงตดไดนามกสทง 3 แกนภายใตเงอนไขการตดปกต และเงอนไขการตดทเกดแชตเตอร จากผลการทดลองแสดงใหเหนวา คาแอมปลจดของแรงตดไดนามกสทเกดขนทง 3 แกนมคาสงขนอยางชดเจนเนองจากการสนสนเทอนจากมดตด ซงสอดคลองกบ

Page 6: การตรวจจับแชตเตอร์ใน ... · 2013-10-29 · คำาสำาการแปลงเวฟเล็ต การแปลงฟูเรีย

134

วารสารวชาการพระจอมเกลาพระนครเหนอ ปท 23 ฉบบท 1 ม.ค. - เม.ย. 2556The Journal o f KMUTNB. , Vol . 23 , No. 1 , Jan. - Apr. 2013

ในบางกรณ การตรวจจบแชตเตอรดวยวธการแปลง ฟเรยรแบบเรว ไมสามารถตรวจจบแชตเตอรไดดงรปท 6 จากสญญาณโดยสงเกตไดจากโดเมนความถของสญญาณนำาเขาจะไมพบความถของแชตเตอร และพบเพยง ความถของซฟนเทานน แตอยางไรกตาม การแปลงเวฟเลต ในระดบทเหมาะสม สามารถตรวจจบแชตเตอรไดอยางชดเจน โดยสงเกตไดจากแอมปลจดทสงขนเนองมาจากแชตเตอรทเกดขน [10] ในสญญาณรายละเอยดระดบท 2 และ 3 และแอมปลจดทสงขนนเองทแสดงถงขณะเวลา ณ จดทเกดแชตเตอร

นอกจากน เพอยนยนวาสญญาณรายละเอยดสามารถตรวจจบแชตเตอรไดจรง จงทดลองนำาวธการแปลงฟเรยรแบบเรวมาใช ซงผลทไดคอพบความถทตำาแหนงเดยวกน

กบความถของแชตเตอรท 1150 เฮรตซ ซงสอดคลองกบการทดลองกอนหนาน แตในทางกลบกบในระดบท 1 และ 4 ไมพบความถของแชตเตอรดงกลาว เนองมาจากใน ระดบดงกลาวไมเหมาะสมกบชวงความถของแชตเตอรนนเอง

จากการทดลองตรวจจบแชตเตอร จากเงอนไข การทดลองทงหมดทกำาหนดขนในงานวจยนรวม 96 เงอนไข การทดลอง พบวาการแปลงเวฟเลตสามารถตรวจจบการตดทเกดแชตเตอรไดทงหมด 20 เงอนไขการทดลองและเงอนไขการตดปกต 76 เงอนไขการทดลอง แตวธการแปลงฟเรยรตรวจจบไดเพยง 17 เงอนไขการทดลองทเปนการตดทเกดแชตเตอร และ 79 เงอนไขการทดลองทเปนการตดปกต

รปท 5 ตวอยางของแรงตดไดนามกสทง 3 แกน จากกระบวนการกดและการแปลงฟเรยรแบบเรว

ก) การตดทเกดแชตเตอร: ความเรวรอบตด 6,000 รอบตอนาท ความลกตด 3 มลลเมตร อตราการปอนตด 0.03 มลลเมตร/ฟน

ข) การตดปกต: ความเรวรอบตด 6,000 รอบตอนาท ความลกตด 1 มลลเมตร อตราการปอนตด 0.02 มลลเมตร/ฟน

Page 7: การตรวจจับแชตเตอร์ใน ... · 2013-10-29 · คำาสำาการแปลงเวฟเล็ต การแปลงฟูเรีย

135

The Journal o f KMUTNB. , Vol . 23 , No. 1 , Jan. - Apr. 2013วารสารวชาการพระจอมเกลาพระนครเหนอ ปท 23 ฉบบท 1 ม.ค. - เม.ย. 2556

5. อภปรายผลและสรปงานวจยนไดทดลองการแปลงเวฟเลตในระดบท 1

ถงระดบท 4 ซงเปนชวงของระดบทเหมาะสมกบชวงความถของแชตเตอร โดยระดบทเหมาะสมทสดในการตรวจจบแชตเตอร ในงานวจยนอยในระดบท 2 หรอ 3 ซงสอดคลองกบงานวจยอนๆ ทผานมา [11]

จากผลการทดลองในงานวจยน แสดงใหเหนวาวธการแปลงเวฟเลตมขอไดเปรยบ เมอเทยบกบวธการแปลง ฟเรยร โดยเฉพาะอยางยงในกรณทการแปลงฟเรยรไมสามารถตรวจจบแชตเตอรทเกดขนได

นอกจากน วธการแปลงเวฟเลตยงสามารถแสดง

รายละเอยดขอมลไดทงในรปแบบของโดเมนเวลา และโดเมนความถ โดยเฉพาะอยางยงในเมนเวลาทวธการแปลงฟเรยรแบบเรวไมสามารถทำาได ซงทำาใหทราบถงขณะเวลาทเกดแชตเตอรได และยงใหผลการตรวจจบทดกวาวธการแปลงฟเรยรแบบเรว โดยประสทธภาพในการตรวจจบเทากบ 100% แตวธการแปลงฟเรยรแบบเรวนนสามารถตรวจจบไดเพยง 89.5% เทานน แตยง คงใชเวลาในการประมวลผลมากกวาวธการแปลงฟเรยรแบบเรวอยเลกนอย

เพอทดสอบวาวธการแปลงเวฟเลต สามารถนำาไปประยกตใชไดกบเงอนไขการตดอนๆ ได โดยในงานวจยน

รปท 6 ตวอยางของแรงตดไดนามกสในแกน x จากกระบวนการกดและการแปลงเวฟเลตในระดบท 1-4

ก) การตดทเกดแชตเตอร: ความเรวรอบตด 8,000 รอบตอนาท ความลกตด 4 มลลเมตร อตราการปอนตด 0.03

ข) การตดปกต: ความเรวรอบตด 6,000 รอบตอนาท ความลกตด 1 มลลเมตร อตราการปอนตด 0.02 มลลเมตร/ฟน

Page 8: การตรวจจับแชตเตอร์ใน ... · 2013-10-29 · คำาสำาการแปลงเวฟเล็ต การแปลงฟูเรีย

136

วารสารวชาการพระจอมเกลาพระนครเหนอ ปท 23 ฉบบท 1 ม.ค. - เม.ย. 2556The Journal o f KMUTNB. , Vol . 23 , No. 1 , Jan. - Apr. 2013

จงไดทดลองสมเงอนไขการตดอนๆ นอกเหนอจากเงอนไขทกำาหนดในงานวจยน ทงขนาดมดตด ความเรวรอบตด ความลกตดและอตราการปอนตด โดยยงคงใชชนงานเดมดงตารางท 2 ซงผลทได คอการแปลงเวฟเลต ยงคงสามารถตรวจจบแชตเตอรได แตระดบทเหมาะในการตรวจจบแชตเตอรอาจเปลยนแปลงไปเนองจากการเปลยนขนาดของมดตดทำาใหนำาหนกเปลยนไป ซงสงผลตอความถธรรมชาตและความถของแชตเตอรทเปลยนแปลงไป

ตารางท 2 เงอนไขการตดเพมเตม

ลำาดบทขนาดเสนผาศนยกลาง อตราการปอนตด ความเรวรอบตด ความลกตด

(มลลเมตร) (มลลเมตร/ฟน) (รอบตอนาท) (มลลเมตร)

1 4 1 2000 2

2 4 1 8000 2

3 4 2 4000 2

4 4 2 10000 3

5 4 2 2000 2

6 4 2 5000 3

7 4 2 8000 2

8 4 3 1000 2

9 4 3 5000 3

10 4 3 1000 2

11 10 1 2000 3

12 10 1 8000 4

13 10 2 3000 6

14 10 2 8000 3

15 10 2 2000 7

16 10 2 5000 4

17 10 2 8000 6

18 10 3 1000 7

19 10 3 5000 4

20 10 3 9000 6

21 12 1 2000 8

22 12 1 8000 6

23 12 2 4000 10

24 12 2 9000 6

25 12 2 2000 8

26 12 2 5000 8

27 12 2 8000 6

28 12 3 2000 8

29 12 3 4000 8

30 12 3 8000 8

6. กตตกรรมประกาศงานวจยนไดรบการสนบสนนทนในการวจยจาก

The Asahi Glass Foundation ในป พ.ศ. 2553 ประเทศญปนและศนยวจยและพฒนาเทคโนโลยการผลตขนสง และวศวกรรมเทยงตรง ภาควชาวศวกรรมอตสาหการ คณะวศวกรรมศาสตร จฬาลงกรณมหาวทยาลย

เอกสารอางอง

[1] J. Kwak, “Application of Wavelet Transform Technique to Detect Tool Failure in Turning operations,” The International Journal of Advanced Manufacturing Technology, vol. 28, Issue 11, pp. 1078-1083, 2005.

[2] E. Kuljanic, G. Totis, and M. Sortino, “Development of an Intelligent Multisensor Chatter Detection System in Milling,” Mechanical Systems and Signal Processing, vol. 23, Issue 5, pp. 1704-1718, 2009.

[3] Y. Altintas and M. Weck., “Chatter Stability of Metal Cutting and Grinding,” Annals of the CIRP., vol. 53, no 2., pp. 619-642, 2004.

[4] S. Tangjitsitcharoen and N. Pongsathornwiwat, “Development of Chatter Detection in Milling Processes,” The International Journal of advanced Manufacturing Technology, 10.1007/s00170-012-4228-7.

[5] P. S. Addison, The Illustrated Wavelet Transform Handbook, Introductory Theory and Applications in Science, Engineering, Medicine and Finance, Bristol and Philadelphi: Institute of Physics Publishing, 2002.

[6] A. Graps, “An Introduction to Wavelets,” Computational Science & Engineering, IEEE, vol. 2, Issue 2, pp. 50-61, 1995.

[7] A. Bijaoui and G. Jammal, “On the Distribution of the Wavelet Coefficient for a Poissons Noise,”

Page 9: การตรวจจับแชตเตอร์ใน ... · 2013-10-29 · คำาสำาการแปลงเวฟเล็ต การแปลงฟูเรีย

137

The Journal o f KMUTNB. , Vol . 23 , No. 1 , Jan. - Apr. 2013วารสารวชาการพระจอมเกลาพระนครเหนอ ปท 23 ฉบบท 1 ม.ค. - เม.ย. 2556

Signal Process, vol. 81, no.9, pp. 1789–1800, 2001.[8] M. P. Groover, Fundamentals of Modern

Manufacturing, 2nd Edition. USA: John Wiley & Sons, 2004.

[9] L. Xiaoli, Y. Yingxue, and Y. Zhejun, “On-line Tool Condition Monitoring System with Wavelet Fuzzy neural network,” Journal of Intelligent Manufacturing, vol. 8, pp. 271-276, 1997.

[10] S. Tangjitsitjaroen and T. Moriwaki, “Intelligent Monitoring and Identification of Cutting States of Chips and Chatter on CNC Turning Machine,” Journal of Manufacturing Processes, 2008.

[11] L. Xiaoli, S. Dong, and Y. Zhejun, “Discrete Wavelet Transform for Tool Breakage Monitoring,” International Journal of Machine Tools & Manu-facture, vol. 39, pp. 1935–1944, 1999.