Современная электроника №8/2022

CОВРЕМЕННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ 13 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 8 2022 Рис. 1. Схема построения ЦД сплавного инструмента, прошедшего ИЛО. Так, результаты опытных данных [8] показали, что критерий затупления увеличился в 4-5 раз по сравнениюс нор- мативным. Благодаря этому существен- но увеличивается продолжительность работыинструмента, в основном, за счёт повышения прочности твёрдого сплава. Влияние динамических взаимо- действий в технологических систе- мах на износ инструмента исследо- вал Г.О. Оборський [10]. Износ рабочих поверхностей инструмента представ- ляет собой сложный физико-хими- ческий процесс разрушения и состо- ит из следующих физических явлений: упругих и пластических деформаций, структурных изменений, молекуляр- ныхвзаимодействий, тепловыхитермо- электрическихпроцессов. Авторвыявил зависимости стойкости инструмента от амплитуды колебаний. Эти зависимо- сти имеют вид кривых с ярко выражен- ными экстремумами. Наибольшая стой- кость наблюдается при определённой амплитуде колебаний. Как увеличение, такиуменьшениеамплитудыколебаний приводяткрезкому снижениюстойкости. Такойэффектвозникаетврезультатевоз- действияследующихпротивоположных факторов. Соднойстороны, автоколеба- ния, возникающиевпроцессерезания, так же, какиспециальновозбуждаемыев зоне резаниявынужденныеколебания, приво- дяткоблегчениюпластическойдеформа- ции, уменьшениюкоэффициента трения по поверхностям инструмента, к замет- ному снижению силы резания и, следо- вательно, куменьшениюинтенсивности изнашивания. Сдругой стороны, цикли- ческоенагружениеинструментаприуве- личенииинтенсивностиавтоколебаний, начиная с определённого уровня, вызы- вает усталостное разрушение режущей кромки [12]. Приэтомстойкостьинстру- мента снижается. Положение точки экс- тремума, соответствующее максимуму стойкости, зависит от условий резания и характеристик обрабатываемого и инструментальногоматериалов. Общим недостатком методов про- гнозирования стойкости с помощью параметров, характеризующих матери- ал режущего инструмента, является то, что анализ физико-химических пока- зателей материала инструмента позво- ляет судить об относительной стойко- сти одного режущего инструмента по сравнению с другим. Для установления корреляционной связи физико-хими- ческих показателей со стойкостью необходимо дополнительное проведе- ние стойкостных испытаний с исполь- зованием заготовок из требуемого материала. Не исключено, однако, что в будущем можно будет судить о стой- кости на основании комплексного ана- лиза физико-химических показателей режущего и обрабатываемого матери- алов без проведения дополнительных стойкостных испытаний. Группа учёных из НГТУ им. Р.Е. Алек- сеева разработала цифровой двойник режущего инструмента для механо- обрабатывающего производства [9]. Модель режущего инструмента постро- ена на основе нейросетевого модели- рования (рис. 1). Показано, что разра- ботанная виртуальная модель ещё до реализации реального процесса изго- товления режущего инструмента путём варьирования входных данных искус- ственной нейронной сети даёт воз- можность оптимизировать состав и структуру износостойкого покрытия и определять режимы обработки, обе- спечивающие максимальную износо- стойкость режущего инструмента. Циф- ровой паспорт режущего инструмента позволит потребителю избежать покуп- ки контрафактного изделия. Из данного исследования следует вывод, что НС позволяют симулиро- вать износостойкость выбранного РИ и состав покрытия на стадии разработки нового технологического процесса без проведения трудоёмких стойкостных испытаний. На рынке существует множество диа- гностических систем, отвечающих за надёжность и контроль процесса меха- нической обработки изделий в автома- тизированном производстве и исполь- зующих разные принципы и подходы. Многообразие существующих реше- ний обусловлено разбросом крите- риев оценки износа инструмента и отсутствием единого подхода, соот- ветствующего технологическим зада- чам и техническим возможностям кон- кретных технологических комплексов и оборудования. Результаты оценки основных систем, представленных на рынке, сведены в табл. [7]. Режущий инструмент Облако данных Нейронная сеть Цифровой двойник Датчики Результаты оценки систем Параметры для сравнения Системы РRОМЕТЕС Ргоmos (Германия) NORDMANN (Швейцария) МОNТRОNIХ Diagnostic Tools (Германия) Brankamp iMBoard (Гсрмамия) Brankamp CMS (Германия) СТАНКИН Machine Tool Diagnostics (Россия) Способ отображения результатов График зависимости сила/время График зависимости сила/время График зависимости сила/время График зависимости сила/время Текстовая индикация График зависимости сила/время Интеграция с системами ЧПУ SINUMERIK 810D/840D SINUMERIK 840D, REXROTH FUNUC SINUMERIK 810D/840D SINUMERIK 810D/840D Автономный модуль SINUMERIK 840D AxiOMA Диагностические данные Силы PxnPynPx АЭ, мощности, вибродатчики Силы PxnPynPx АЭ, мощности, вибродатчики, дистанционный Силы PxnPynPx АЭ, мощности, вибродатчики Работа с различными датчиками АЭ и продольной деформации Силы PxnPynPx Реализация функции прогнозирования в реальном времени Не реализована Не реализована Не реализована Не реализована Не реализована Реализована Реализация функции диагностики режущего инструмента в реальном времени Реализована Реализована Реализована Реализована Реализована Реализована Независимость от системы ЧПУ Только встроенная версия Только встроенная версия Только встроенная версия Только встроенная версия Автономный модуль Возможна реализация в виде автономного модуля Возможность использования различных диагностических алгоритмов Не реализована Не реализована Не реализована Не реализована Не реализована Реализована