Мониторинг и прогнозирование износа режущего инструмента в мехатронных станочных системах, Сидоров А.С. (диссертация)

ВВЕДЕНИЕ

---

Обеспечение надежности и эффективности процесса механообработки является невозможным без информации о текущем состоянии режущего инструмента и, прежде всего, количественной оценки интенсивности изнашивания режущего инструмента. Недоступность зоны резания для прямого наблюдения вынуждает строить модели и судить о контактных процессах по косвенным параметрам.

Трудами таких отечественных и зарубежных ученых как, Б. М. Бржовский, В. Л. Заковоротный, В. Ц. Зориктуев, В. И. Подураев, А. А. Барзов, О. В. Кретинин, Ю. Г. Кабалдин, Т. Н. Лоладзе, А. Д. Макаров, Е. М. Трент и др., разработаны методы контроля состояния режущего инструмента на основе сигналов акустической эмиссии, вибрации, компонентов сил резания, электрических параметров и др. Несмотря на значительные успехи в области мониторинга работоспособности инструмента, проблема повышения точности, быстродействия, надежности, простоты технической реализации и инвариантности к условиям механической обработки остается. Одним из наиболее перспективных направлений при создании адаптивных методов мониторинга состояния инструмента в изменяющихся условиях механической обработки является синтез различных
косвенных методов контроля.

Следующим шагом в развитии систем оперативной диагностики состояния РИ является прогноз, точность и достоверность которого основывается на точности выбранного метода мониторинга. До настоящего времени не существует промышленных систем прогнозирования размерного износа инструмента труднообрабатываемых материалов. Поведение объекта диагностики зависит от большого числа неодинаковых по значимости факторов, поэтому полученные модели хорошо работают только на той группе материалов и в тех условиях, в которых проводились исследования. При использовании иных групп материалов приходится полностью повторять эксперимент, что является совершенно неприемлемым для широкого практического использования в конкретных задачах диагностики, прогнозирования и принятия решений.

Используя последние достижения в развитии методов мониторинга, средств измерения и повышение быстродействия вычислительных средств, в работе предложен принципиально новый подход к прогнозу параметров процесса резания, основанный на принципе самоорганизации моделей. Согласно этому принципу, для оперативных измерений осуществляется целенаправленный перебор многих моделей-претендентов различной сложности по ряду критериев, в результате которого находится модель оптимальной структуры в виде одного уравнения или системы уравнений, которые используются при построении прогнозов, с учетом коррекции по экспериментальным данным. Привлекаемый аппарат нелинейной динамики позволяет произвести синтез и выборку наиболее адекватных моделей, оценить горизонт прогноза, точность оценок и пополнить банк моделей в процессе работы.