АВТОМАТИЗИРОВАННОЕ УПРАВЛЕНИЕ РЕЖИМАМИ РЕЗАНИЯ НА ОСНОВЕ ПРОГНОЗА ИНДИВИДУАЛЬНОГО РЕСУРСА РЕЖУЩЕГО ИНСТРУМЕНТА

Autor: V. V. Nahorny
Rok vydání: 2017
Předmět:
0209 industrial biotechnology
020901 industrial engineering & automation
Automation
adaptive control
an individual resource
software
machining
processing system
prediction of individual life
identification
trend information signal
a mathematical model
the period of defect-free processing
the state of supervised equipment
Aвтоматизація
адаптивне управління
індивідуальний ресурс
програмний продукт
обробка різанням
обробні системи
прогноз ресурсу
ідентифікація
тренд інформаційного сигналу
математична модель
період бездефектної обробки
02 engineering and technology
General Medicine
Aвтоматизация
адаптивное управление
индивидуальный ресурс
программный продукт
обработка резанием
обрабатывающие системы
прогноз ресурса
идентификация
тренд информационного сигнала
математическая модель
период бездефектной обработки
состояние поднадзорного оборудования
Humanities
Automated control
Mathematics
Zdroj: Radio Electronics, Computer Science, Control; № 3 (2017): Radio Electronics, Computer Science, Control; 183-191
Радиоэлектроника, информатика, управление; № 3 (2017): Радиоэлектроника, информатика, управление; 183-191
Радіоелектроніка, iнформатика, управління; № 3 (2017): Радіоелектроніка, інформатика, управління; 183-191
ISSN: 2313-688X
1607-3274
DOI: 10.15588/1607-3274-2017-3-20
Popis: Актуальность. В статье изложены результаты исследований по разработке новой методологии прогнозирования индивидуального ресурса режущего инструмента, послужившей основой автоматизированной системы управления работой металлообрабатывающего оборудования. Прогнозирование индивидуального ресурса режущего инструмента является злободневной, но так и не решенной до сих пор проблемой, что и определяет актуальность изложенного в статье материала.Цель работы – разработка новой методологии прогнозирования индивидуального ресурса режущего инструмента.Метод. Предложен метод управления работой металлообрабатывающего оборудования, сочетающий в рамках единого процесса решения задач идентификации и управления. Идентификации подвергается модель тренда информационного сигнала, генерируемого в процессе работы обрабатывающей системы, которая используется в качестве модели, описывающей динамику поднадзорного оборудования. По результатам прогнозирования индивидуального ресурса инструмента и сопоставления его с требуемой длительностью механической обработки, принимается решение о варьировании величин управляющих параметров (подачи и оборотов шпинделя), обеспечивающих реализацию на вновь назначенных режимах необходимого периода бездефектной эксплуатации инструмента.Результаты. Разработан программный продукт, составивший основу автоматизированной системы адаптивного управления работой металлообрабатывающих технологических систем, алгоритм работы которых отражает предложенную методологию прогнозирования индивидуального ресурса режущего инструмента.Выводы. Проведенные эксперименты подтвердили эффективность предложенной методологии прогнозирования ресурса режущего инструмента и работоспособность аппаратно-программного комплекса, реализующего данную методологию в практике резания. Научная новизна изложенных в статье результатов исследований состоит в том, что впервые в практике машиностроения удалость разработать совершенно новую методологию прогнозирования индивидуального ресурса рабочего инструмента, что позволяет целенаправленно управлять длительностью протекания технологического процесса, ориентируясь на фактическое техническое состояние основного элемента технологической системы. Практическая значимость полученных результатов заключается в создании программно-аппаратного комплекса, автоматизирующего процесс адаптивного управления режимами резания и содержащего программное обеспечение, которое отражает алгоритм новой методологии прогнозирования индивидуального ресурса инструмента. Перспективы дальнейших исследований состоят в создании универсальной системы контроля любого технологического оборудования, работа которого сопровождается генерированием различных по физической природе информационных сигналов, объективно отражающих степень критичности технического состояния поднадзорного оборудования. Внедрение подобной методологии контроля не только в процесс изготовления, но и в условия эксплуатации разнообразных по конструкции и назначению машин и механизмов, решает давно стоящую на повестке дня проблему определения индивидуального ресурса технических систем, что и определяет ценность проведенных исследований и их заметный вклад в науку управления.
Context. The article presents the results of research to develop a new methodology for the prediction of individual life of the cutting tool, which served as the basis for the automated operation of the control system of the metal cutting equipment. Predictions of individual life of the cutting tool is topical, but have not solved the problem so far, and this determines the relevance of the material contained in the article.Objective. The goal of the work was to develop a methodology for forecasting the individual life of the cutting tool and implementing it in practice by cutting the control algorithm and software, which formed the basis of the automated system of adaptive control operation of metal-processing systems.Method. The method provides for control of these systems in a single combination of process control solutions and identification tasks. Identification information signal subjected to the trend model generated during operation of the processing system, which is used as a model, describing the dynamics of the supervised equipment. As a result of the prediction of individual life of the cutting tool and compare it with the desired duration of mechanical treatment, a decision on the variation of the values of the control parameters (feed and spindle speed) to ensure the implementation of the newly appointed regimes required period of faultless operation of the tool.Results. Developed software product that formed the basis of the automated system of adaptive control operation of metal-processing systems. The algorithm of the control systems reflects the proposed methodology for the prediction of individual life of the cutting tool.Conclusions. The experiments confirmed the effectiveness of the proposed methodology for the prediction of the cutting tool life and performance of hardware and software that implements this methodology in practice cutting. Scientific novelty research is that for the first time in the practice of engineering develops a completely new control methodology for forecasting the individual life of the cutting tool, that allows you to specifically control the duration of the technological process, focusing on the actual technical condition of the main elements of the technological system. The practical significance of the results is to create a hardware and software system that automates the process of adaptive management of cutting conditions and containing the software algorithm that reflects the new methodology for predicting an individual resource tool. Prospects for further research consists in the creation of a universal system of control of any process equipment, the operation of which is accompanied by the generation of different physical nature of the information signals, objectively reflecting the degree of criticality of the technical condition of the equipment under supervision. The introduction of such a monitoring methodology not only in the manufacturing process, but also in terms of exploitation of different machines determines the value of the research and their significant contribution to the science of control.
Актуальність. У статті викладені результати досліджень по розробці нової методології прогнозування індивідуального ресурсу ріжучого інструменту, яка стала підґрунтям автоматизованої системи управління роботою металообробного обладнання. Прогнозування індивідуального ресурсу ріжучого інструменту є злободенною, але так і не вирішеною до сих пір проблемою, що і визначає актуальність викладеного в статті матеріалу.Метою роботи є розробка методології прогнозування індивідуального ресурсу ріжучого інструменту і реалізація її в практиці управління різанням у вигляді алгоритму і програмного продукту, що склали основу автоматизованої системи адаптивного управління роботою металообробних технологічних систем.Метод. Управління цих систем передбачає поєднання в рамках єдиного процесу вирішення завдань ідентифікації та управління. Ідентифікації піддається модель тренда інформаційного сигналу, що генерується в процесі роботи обробної системи, яка використовується в якості моделі, яка описує динаміку піднаглядного обладнання. За результатами прогнозування індивідуального ресурсу інструменту і зіставлення його з необхідною тривалістю механічної обробки, приймається рішення про варіюванні величин параметрів, що управляють (подачі і обертів шпинделя), та забезпечують реалізацію на новопризначених режимах необхідного періоду бездефектної експлуатації інструменту.Результати. Розроблено програмний продукт, що склав основу автоматизованої системи адаптивного управління роботою металообробних технологічних систем, алгоритм роботи яких відображає запропоновану методологію прогнозування індивідуального ресурсу ріжучого інструменту.Висновки. Проведені експерименти підтвердили ефективність запропонованої методології прогнозування ресурсу ріжучого інструменту і працездатність апаратно-програмного комплексу, що реалізує дану методологію в практиці різання. Наукова новизна викладених в статті результатів досліджень полягає в тому, що вперше в практиці машинобудування удалося розробити абсолютно нову методологію прогнозування індивідуального ресурсу робочого інструмента, що дозволяє цілеспрямовано керувати тривалістю перебігу технологічного процесу, орієнтуючись на фактичний технічний стан основного елемента технологічної системи. Практична значимість отриманих результатів полягає в створенні програмно-апаратного комплексу, що автоматизує процес адаптивного управління режимами різання і містить програмне забезпечення, яке відображає алгоритм нової методології прогнозування індивідуального ресурсу інструменту. Перспективи подальших досліджень полягають у створенні універсальної системи контролю будь-якого технологічного обладнання, робота якого супроводжується генеруванням різних за фізичною природою інформаційних сигналів, що об’єктивно відображають ступінь критичності технічного стану піднаглядного обладнання. Впровадження подібної методології контролю не тільки в процес виготовлення, а й в умови експлуатації різних за конструкцією та призначенням машин і механізмів, вирішує проблему визначення індивідуального ресурсу технічних систем, яка давно стоїть на порядку денному, що і визначає цінність проведених досліджень і їх помітний внесок в науку управління.
Databáze: OpenAIRE
Externí odkaz: