В совокупность знаний интеллектуальной системы управления e-MindMachine многооперационного станка включены сведе-ния о состоянии каждого инструмента, в том числе время оста-точной стойкости. Это необходимо для получения заключения о возможности выполнения планируемого технологического перехода, о величине размерного износа, о необходимости изменения режимов резания при работе в области нечеткой пограничной полосы и пр. Кроме описанных ранее методов оценки начального и конечного значений времени погранич-ной полосы, как зоны неопределенности состояний, предлага-ется наглядный метод с использованием модификации кон-трольных карт Шухарта. Адаптивные контрольные карты поз-волили отслеживать ход процесса изнашивания инструмента, предупреждая об отклонениях от предъявляемых к процессу требований. Представлен план работы с соответствующими контрольными картами и примеры их использования для оценки состояния инструмента и прогнозирования параметров пограничной полосы. Приведены зависимости оценок матема-тического ожидания размерного износа и рассеяния в пределах зоны линейного изнашивания инструмента, соответствующих скоростных зависимостей и апостериорных значений при предстоящей работе в области пограничной полосы. На этой базе прогнозируются оценки времени начала и конца погра-ничной полосы. Обработка статистических данных контроль-ных карт проведена с использованием прикладного пакета MATLABStatisticstoolbox.
многооперационный станок, мониторинг состояния инструмента, нечеткая граница размерной стойко-сти инструмента, контрольные карты Шухарта
Основной задачей развития системы мониторинга и управления состоянием инструмента на стан-ках является повышение производительности и экономической эффективности за счет увеличения сроков службы ин-струмента, минимизации простоев станков, сокращения и предотвращения повреждений обрабатываемых деталей. В функции системы мониторинга инструмента входят сбор, хранение и анализ некоторого количества явных или косвенных параметров описания инструмента, находящегося на станке, для суждения о его стойкости, состоянии и изме-нениях в процессе обработки. В частности, внимание данной проблеме было уделено в работах [1–3]. Полученные оценки состояния и периода стойкости служат основой для принятия решений по управлению функциями его исполь-зования или замены.
Понятие нечеткой полосы стойкости инструмента введено в связи с необходимостью автоматизированной оценки работоспособности режущего инструмента и управления его состоянием при работе многооперационных станков с ЧПУ в режиме «безлюдной технологии» [4–5]. Параметры граничной стойкости — это оценочные значения в периоде стойкости на некотором интервале времени, пути или объема удаленного материала при резании до предела размерного или начала катастрофического износа инструмента.
1. Vallejo, A. J. On-line Cutting Tool Condition Monitoring in Machining Processes using Artificial Intelligence / A.J. Vallejo // Robotics, Automation and Control, I-Tech, Vienna, Austria. - 2008. - p. 494.
2. Bagci, E. Monitoring and analysis of MRR-based feedrate optimization approach and effects of cutting conditions using acoustic sound pressure level in free-form surface milling / E. Bagci // Scientific Research and Essays. - 2011. - Vol. 6(2). -p. 256-277.
3. Григорьев, С. Н. Повышение производительности фрезерования с помощью диагностирования состояния инструмента с учетом достоверности отображения состояния объекта по критерию его отказа / C. Н. Григорьев, В. Д. Гурин, Н. Ю. Черкасова // Вестник Мос. гос. техн. ун-та «Станкин». - 2011. - № 3 (15). - С. 44-48.
4. Тугенгольд, А. К. Принципы концептуального подхода к созданию подсистемы «ИНСТРУМЕНТ» в смарт-паспорте многооперационного станка / А. К. Тугенгольд, А. И. Изюмов // Вестник Дон. гос. техн. ун-та. - 2014. - Т. 14, № 2. - С. 74-83.
5. Борисова, Л. В. О методике представления нечетких экспертных знаний / Л. В. Борисова, И. Н. Нурутди-нова, В. П. Димитров // Вестник Дон. гос. техн. ун-та. - 2014. -Т. 14, № 4. - С. 93-102.
6. Тугенгольд, А. К. Модуль E-MIND MACHINE в интеллектуальной системе мониторинга станка / А. К. Ту-генгольд, Р. Н. Волошин, С. В. Ющенко // Международный научно-исследовательский журнал. - 2015. - № 9(40) - С. 100-102.
7. Тугенгольд, А. К. Оценка нечеткой границы стойкости инструмента многооперационного станка / А. К. Тугенгольд, К. Г. Шучев, А. И. Изюмов, Д. Ю. Терехов // Вестник Дон. гос. техн. ун-та. - 2015. - Т. 15, № 2(81). - С. 33-41.
8. Соломин, С. И. Метод контрольных карт [Электронный ресурс] / С.И. Соломин. - Екатеринбург, 2014. - Режим доступа: http://www.db.inforeg.ru/Inet/GetEzineByID/302964 (дата обращения: 19.01.16).
9. Статистические методы. Приемочные контрольные карты. ГОСТ Р 50779.43-99. - Москва : Издательство стандартов, 2003. -28 с.
10. Статистические методы. Контрольные карты. Часть 1. Общие принципы. ГОСТ Р ИСО 7870-1-2011. - Москва : Стандартинформ, 2012.- 20 с.
11. Статистические методы. Приемочный контроль качества. ГОСТ Р 50779.30-95. - Москва : Издательство стандартов, 2000. -23 с.
12. Статистические методы. Контрольные карты для арифметического среднего с предупреждающими грани-цами. ИСО3534-1-931. ГОСТ Р 50779.41-96 (ИСО 7873-93). - Москва : Издательство стандартов, 2004. - 16 с.
13. Статистические методы. Контрольные карты Шухарта. ГОСТ Р 50779.42-99. - Москва : Стандартин-форм, 2008. - 36 с.
14. Статистические методы. Приемочные контрольные карты. ГОСТ Р 50779.43-2001. - Москва : Стандар-тинформ, 2007. - 28 с.
15. Статистические методы. Руководство по внедрению статистического управления процессами. ГОСТ Р ИСО 11462-1-2007. - Москва : Стандартинформ, 2007. - 20 с.
