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.
смарт-паспорт, многооперационный станок, мониторинг инструментов, система знаний, управление инструментальным обеспечением, нечеткая граница стойкости.
УДК 004.89+621.518.2
Принципы 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. 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.
2. Тугенгольд, А. К. Smart-Passport открытой мехатронной технологической системы. Контент / А. К. Тугенгольд // Интеллектуальная электронная документация. - Saarbrucken : Lambert Academic Publishing, 2013. - 83 c.
3. Принципы построения интеллектуальной электронной документации станка / Г. В. Самодуров [и др.] // Станки, инструмент. - 2012. - № 7. -С. 15-20.
4. 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.
5. 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.
6. 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.
7. 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.
8. 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)
9. 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.
10. Макаров, А. Д. Износ и стойкость режущих инструментов / А. Д. Макаров. - Москва : Машиностроение, 1976. - 278 с.
11. Синопальников, В. А. Надежность и диагностика технологических систем : учебник / В. А. Синопальников, С. Н. Григорьев. - Москва : Высшая школа, 2005. - 343 с.
12. 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.
13. 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.
14. Высокопроизводительная обработка металлов резанием / AB Sandvik Coromant, ОАО «Сандвик-МКТС». - Москва : Полиграфия, 2003. - 301 с.
