Современная электроника №5/2022

ПРОЕКТИРОВАНИЕ И МОДЕЛИРОВАНИЕ 26 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 5 2022 Разработка автоматизированной системы управления балансировкой шлифовальных кругов на основе цифрового двойника Рис. 1. Авария и правка шлифовального круга Рис. 2. База данных шлифовальных станков и кругов Актуальная задача металлообработки вообще и обработки шлифованием в частности – обеспечение заданного уровня качества выпускаемых изделий, для чего необходима своевременная балансировка шлифовального круга. Экспериментальные исследования, проведённые авторами данной работы, показали, что автоматизация балансировки шлифовальных кругов на основе цифрового двойника в процессе его работы помогает устранить дисбаланс во время шлифования, при этом повышая качество работы и экономя ресурсы и время. На основе данного заключения был разработан цифровой двойник для разных станков балансировки шлифовальных кругов. В статье проведён обзор применения цифрового двойника технологического процесса шлифования и балансировки шлифовальных кругов. Определены причины возникновения вибрации при круглом шлифовании, также были изучены методы борьбы с ними для повышения точности обработанной детали. Поставлена и решена задача разработки системы управления и цифровым двойником технологического процесса. Елизавета Каширская, Аслиддин Назриев Введение В отрасли металлообработки один из важнейших процессов – это шлифова- ние деталей. Возникающие вследствие неуравновешенности круга динамиче- ские силы вызывают вибрациюшпин- деля станка, вследствие чего ухудшает- ся качество шлифуемой поверхности, чрезмерно растёт износ подшипни- ков и круга, уменьшается срок служ- бы станка. На геометрическую точность обра- ботки, в первую очередь, влияет урав- новешенность шлифовального круга. Тщательная балансировка шлифоваль- ных кругов гарантирует длительную и безопасную эксплуатацию станка и высокое качество выпускаемых заго- товок. Основная часть Разработка автоматизированной системы управления балансировкой шлифовальных кругов на основе цифрового двойника Цифровой двойник (ЦД) техноло- гического процесса позволяет управ- лять процессом балансировки и пред- сказывает, когда круг разбалансируется, а также ЦД может предсказывать, через какой промежуток времени нужно сде- лать правку круга (рис. 1). ЦД следит за количеством материала, и перед тем как материал будет заканчиваться, ЦД даст визуализированное сообщение о том, что нужно пополнить материал на складе. Также идёт запись в базу данных (рис. 2), сколько было израсходовано и сколько осталось на складе материала. Входными значениями ЦД являют- ся (рис. 3): ● состояние станка; ● готовность шлифовального круга; ● количество используемых деталей на складе. Выходные значения ЦД: ● состояние станка; ● готовность шлифовального круга к работе; ● количество правок; ● остаток и сколько было израсходо- вано материала на складе; ● дисбаланс круга; ● колебания шлифовального круга. Разработка программного обеспечения системы управления Система управления – это сово- купность элементов и набор средств, позволяющих собирать сведения о контролируемом объекте и средствах воздействий, которые были направле- ны на поведение объекта для достиже- ния поставленных целей. Устройство для автоматической балансировки шлифовальных кругов состоит из электронного измеритель- ного прибора с датчиком колебаний.