Vestnik of Don State Technical UniversityVestnik of Don State Technical UniversityВестник Донского государственного технического университета1992-5980270110.12737/4548Инженерное дело, технологии и технические наукиEngineering, Technology and Technical SciencesИнженерное дело, технологии и технические наукиThe principles of conceptual approach to subsystem creation the TOOL in the smart passport of the multioperational machineПринципы концептуального подхода к созданию подсистемы ИНСТРУМЕНТ в смарт-паспорте многооперационного станкаТугенгольдАндрей КирилловичTugengoldAndrey Кирилловичakt0@yandex.ruИзюмовАндрей ИгоревичIzyumovAndrey ИгоревичAndrei-Igorevich1991@yandex.ru0606201406062014142https://zh-szf.ru/en/nauka/article/2701/view
Описаны принципы построения и функционирования системы наблюдения за станками в компьютеризированном производстве. В центре внимания — состояние инструментов и управление инструментальным обеспечением. Предложенный подход ориентирован на создание условий для эффективного функционирования и управления состоянием инструментов с помощью системы знаний блока ИНСТРУМЕНТ смарт-паспорта станка. Архитектура блока представлена совокупностью модулей, в число которых входят регистрирующий модуль, модуль наблюдений за изменениями состояний инструментов и управления, модуль мониторинга и др. Новация данной работы — введение понятий нечеткой границы и пограничных полос размерного износа и общей стойкости инструментов на базе представлений теории нечетких знаний. Использование этих понятий связано с необходимостью адаптации режимов резания и принятия решений в зависимости от состояния инструмента и его влияния на точность обработки детали.
The basic principles of the construction and operation of the machine monitoring system in the computer-integrated manufacturing are described. The tool condition and the tooling backup control are the focus of attention. The proposed approach is aimed at creating conditions for the effective functioning, and the tool state management using a knowledge system of TOOL unit of the machine Smart-passport. The unit architecture is presented by a set of modules including a data acquisition module, a module for observing changes in the tool state and control, a monitoring module, and others. The significant innovation of the research is the introduction of the concepts of fuzzy boundary and border lines of sizing wear, and of overall tool life based on the theory of fuzzy knowledge concepts. The introduction of these concepts is related to the necessity to adapt modes of cutting and decision making depending on the tool state and its effect on the part accuracy.
смарт-паспортмногооперационный станокмониторинг инструментовсистема знанийуправление инструментальным обеспечениемнечеткая граница стойкости.Smart-passportmultioperation machinetool state monitoringknowledge systemtool software managementfuzzy boundary resistance.
УДК 004.89+621.518.2Принципы концептуального подхода к созданию подсистемы ИНСТРУМЕНТ в смарт-паспорте многооперационного станка[1] А. К. Тугенгольд, А. И. Изюмов Описаны принципы построения и функционирования системы наблюдения за станками в компьютеризированном производстве. В центре внимания — состояние инструментов и управление инструментальным обеспечением. Предложенный подход ориентирован на создание условий для эффективного функционирования и управления состоянием инструментов с помощью системы знаний блока ИНСТРУМЕНТ смарт-паспорта станка. Архитектура блока представлена совокупностью модулей, в число которых входят регистрирующий модуль, модуль наблюдений за изменениями состояний инструментов и управления, модуль мониторинга и др. Новация данной работы — введение понятий нечеткой границы и пограничных полос размерного износа и общей стойкости инструментов на базе представлений теории нечетких знаний. Использование этих понятий связано с необходимостью адаптации режимов резания и принятия решений в зависимости от состояния инструмента и его влияния на точность обработки детали.Ключевые слова: смарт-паспорт, многооперационный станок, мониторинг инструментов, система знаний, управление инструментальным обеспечением, нечеткая граница стойкости. Введение. Многооперационные станки с ЧПУ, или обрабатывающие центры, — типичные образцы современных технологических объектов автоматизированного производства. Эти станки предназначены для комплексной механической обработки большого числа поверхностей за одну [1] Работа выполнена по теме 2.5.13 в рамках тематического плана ДГТУ.
Тугенгольд, А. К. Интеллектуальные функции и управление автономными технологическими мехатронными объектами / А. К. Тугенгольд, Е. А. Лукьянов. - Ростов-на-Дону : Издательский центр ДГТУ, 2013. - 203 с.Tugengold, А.К., Lukyanov, E.A. Intellektualnyye funktsii i upravleniye avtonomnymi tekhnologicheskimi mekhatronnymi obyektami. [Intellectual functions and management of autonomous mechatronic technological objects.] Rostov-on-Don: DSTU Publ. Centre, 2013, 203 p. (in Russian).Тугенгольд, А. К. Smart-Passport открытой мехатронной технологической системы. Контент / А. К. Тугенгольд // Интеллектуальная электронная документация. - Saarbrucken : Lambert Academic Publishing, 2013. - 83 c.Tugengold, А.К. Smart-Passport otkrytoy mekhatronnoy tekhnologicheskoy sistemy. Kontent. [Smart-Passport of open mechatronic technological objects. Content.] Intellektualnaya elektronnaya dokumentatsiya. [Intelligent electronic documentation.] Saarbrucken: Lambert Academic Publishing, 2013, 83 p. (in Russian).Принципы построения интеллектуальной электронной документации станка / Г. В. Самодуров [и др.] // Станки, инструмент. - 2012. - № 7. -С. 15-20.Samodurov, G.V., et al. Printsipy postroyeniya intellektualnoy elektronnoy dokumentatsii stanka. [Design concept of machine intelligent electronic documentation.] Stanki, instrument. 2012, no. 7, pp. 15-20 (in Russian).Тугенгольд, А. К. Smart-паспорт мехатронного технологического объекта. Концепт / А. К. Тугенгольд, А. А. Бердичевский // Вестник Донского государственного технического университета. - 2012. - № 7. - С. 33-41.Tugengold, А.К., Berdichevskiy, A.A. Smart-pasport mekhatronnogo tekhnologicheskogo obyekta. Kontsept. [Smart-passport of mechatronic production facility. Concept.] Vestnik of DSTU, 2012, no. 7, pp. 33-41 (in Russian).Палей, С. М. Некоторые особенности эксплуатации токарных станков с ЧПУ на участке АСВ-20 / С. М. Палей // Автоматизированные участки из станков с ЧПУ, управляемые ЭВМ : сб. статей. - Москва : ЭНИМС, 1998. - С. 27-31.Paley, S.M. Nekotoryye osobennosti ekspluatatsii tokarnykh stankov s ChPU na uchastke ASV-20. [Some operation features of CNC lathes on site ASV-20.] Avtomatizirovannyye uchastki iz stankov s ChPU, upravlyayemyye EVM: sb. statey. [Automated computer-controlled areas of CNC machines: coll.of papers.] Moscow: ENIMS, 1998, pp. 27-31 (in Russian).Григорьев, С. Н. Повышение производительности фрезерования с помощью диагностирования состояния инструмента с учетом достоверности отображения состояния объекта по критерию его отказа / С. Н. Григорьев, В. Д. Гурин, Н. Ю. Черкасова // Вестник МГТУ «СТАНКИН». - 2011. -№ 3 (15). - С. 44-48.Grigoriev, S.N., Gurin, V.D., Tcherkasova, N.Y. Povysheniye proizvoditelnosti frezerovaniya s pomoshchyu diagnostirovaniya sostoyaniya instrumenta s uchetom dostovernosti otobrazheniya sostoyaniya obyekta po kriteriyu yego otkaza. [Increase of milling efficiency by means of diagnosis of the cutting tool’s conditions into account reliability of display of an object state by failure criteria.] Vestnik MSTU “STANKIN”, 2011, no. 3 (15), pp. 44-48 (in Russian).Кочеровский, Е. В. Диагностика состояния инструмента по силовым характеристикам процесса резания. Обзор / Е. В. Кочеровский, Г. М. Лихцер. - Москва : ВНИИТЭМР, 1988. - Вып. 7. - 40 с.Kocherovskiy, E.V., Likhtser, G.M. Diagnostika sostoyaniya instrumenta po silovym kharakteristikam protsessa rezaniya. Obzor. [Diagnostics of tool state by spower characteristics of cutting process. Overview.] Moscow: VNIITEMR, 1988, iss. 7, 40 p. (in Russian).Sensor Fused Intelligent Monitoring System for Machining (SIMON) project from Intelligent Manufacturing Systems (IMS). Final Report [Электронный ресурс] / J. Hernendez [et al.] ; European IMS-SIMON consortium. - Режим доступа: http://www.ims.org/wp-content/uploads/2012/11/2.4.32.2-Final-Report-SIMON.pdf (дата обращения: 03.03.2014)Hernendez, J., et al. Sensor Fused Intelligent Monitoring System for Machining (SIMON) project from Intelligent Manufacturing Systems (IMS). Final Report. European IMS-SIMON consortium. Available at: http://www.ims.org/wp-content/uploads/2012/11/2.4.32.2-Final-Report-SIMON.pdf (accessed: 03.03.2014).Тугенгольд, А. К. Моделирование базы знаний системы управления мехатронным объектом / А. К. Тугенгольд, А. А. Кузьмин // Известия высших учебных заведений. Северо-Кавказский регион. Технические науки. Специальный выпуск «Мехатроника. Современное состояние и тенденции развития». - 2009. - С. 69-73.Tugengold, А.К., Kuzmin, A.A. Modelirovaniye bazy znaniy sistemy upravleniya mekhatronnym obyektom. [Modeling knowledge base of mechatronic object management system.] Izvestiya vysshikh uchebnykh zavedeniy. Severo-Kavkazskiy region. Tekhnicheskiye nauki. Spetsialnyy vypusk «Mekhatronika. Sovremennoye sostoyaniye i tendentsii razvitiya». [Technical sciences. Special iss. “Mechatronics. Modern state and development trends.”] 2009, pp. 69-73 (in Russian).Макаров, А. Д. Износ и стойкость режущих инструментов / А. Д. Макаров. - Москва : Машиностроение, 1976. - 278 с.Makarov, A.D. Iznos i stoykost rezhushchikh instrumentov. [Wear and durability of the cutting tools.] Moscow: Mashinostroyeniye, 1976, 278 p. (in Russian).Синопальников, В. А. Надежность и диагностика технологических систем : учебник / В. А. Синопальников, С. Н. Григорьев. - Москва : Высшая школа, 2005. - 343 с.Sinopalnikov, V.A., Grigoryev, S.N. Nadezhnost i diagnostika tekhnologicheskikh sistem: uchebnik. [Reliability and diagnostics of technological systems: textbook .] Moscow: Vysshaya shkola, 2005, 343 p. (in Russian).Vallejo, A.-J. On-line Cutting Tool Condition Monitoring in Machining Processes using Artificial Intelligence / A.-J. Vallejo, R. Morales-Menéndez, J.-R. Alique // Robotics, Automation and Control / edited by Pavla Pecherková, Miroslav Flídr, Jindřich Duník. - Vienna : I-Tech, 2008. - 494 p.Vallejo, A.-J., Morales-Menéndez, R., Alique, J.-R. On-line Cutting Tool Condition Monitoring in Machining Processes using Artificial Intelligence. Robotics, Automation and Control, ed. by Pavla Pecherková, Miroslav Flídr, Jindřich Duník. Vienna: I-Tech, 2008, 494 p.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.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. Scientific Research and Essays, 2011, vol. 6 (2), pp. 256-277.Высокопроизводительная обработка металлов резанием / AB Sandvik Coromant, ОАО «Сандвик-МКТС». - Москва : Полиграфия, 2003. - 301 с.Vysokoproizvoditelnaya obrabotka metallov rezaniyem. [High-performance metal cutting.] AB Sandvik Coromant, « Sandvik-MKTS», JSC. Moscow: Poligrafiya, 2003, 301 p. (in Russian).