Современная электроника №8/2022

CОВРЕМЕННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ 14 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 8 2022 Зарубежные системы, как правило, ориентированы только на диагностику износа режущего инструмента, а про- гноз остаточной стойкости не произ- водится. Отечественные коммерческие решения для диагностики инструмента в реальном времени практически отсут- ствуют [3, 4]. По результату анализа удалось выя- вить, что входными параметрами для отслеживания износа будут составляю- щие силы резания, температура и зву- ковые сигналы, в том числе и вибрация. Следовательно, нужны датчики: вибро- датчик, датчик акустической эмиссии, тензометрический и т.д. После это- го полученные сигналы можно пере- дать в наше «ядро», где будет происхо- дить прогнозирование и диагностика в реальном времени. Такой метод при- меняет А.А. Козлов [7]. Отличие проце- дуры прогнозирования заключается в формировании обучающей выбор- ки из исходного массива измерений. С учётом всех требований представле- на архитектурная модель системы диа- гностики и прогнозирования состоя- ния режущего инструмента в реальном времени (рис. 2). В процессе обучения на вход НC подаётся вектор параметров техни- ческого состояния электромеханиче- ской системы из последовательных значений временно ′ го ряда интерва- ла наблюдения. Вектор состоит из тех параметров, которые нам необходимо прогнозировать, соответственно, для прогноза выбирается и тот интервал времени, на котором значения параме- тров ТC известны. Выходной вектор НC формируется из значений временно ′ го ряда интервала упреждения прогноза (интервала времени, на который раз- рабатывается прогноз) [5]. Предлагаемый способ диагностики и прогнозирования станков c ЧПУ c использованием программы «ЭМC-НC» позволяет оценивать состояние ЭМС, принимать своевременные корректи- рующие действия, снизить потери от отказов и может быть рекомендован к внедрению на предприятиях для диа- гностики и прогнозирования работо- способности электроприводов различ- ных станков c ЧПУ. Заключение Подход А.А. Козлова позволяет использовать базу данных с эталон- ными данными, с данными о физиче- ско-химических свойствах материа- лов, а использование НС позволяет делать прогноз без дополнительных испытаний. Исследование Ю.Г. Кабал- дина [9] показало, что НС позволя- ют симулировать износостойкость выбранного РИ и состав покрытия на стадии разработки нового техно- логического процесса без проведения трудоёмких стойкостных испытаний. Если взять концепцию цифрового двойника и внедрить в архитектурную модель системы диагностики и про- гнозирования состояния режущего инструмента, то получится эффектив- ная система прогнозирования изно- состойкости режущего инструмента. С её помощью замена инструмен- та будет производиться с минималь- ным запасом стойкости, что позволит уменьшить затраты на производство единицы изделия. Литература 1. Синопальников В.А., Григорьев С.Н. Надёжность и диагностика технологи- ческих систем: учебник. М.: Высшая шко- ла, 2005. 343 с. 2. Черпаков Б.И., Григорьев С.Н. Тенден- ции развития технологического обору- дования в начале XXI века // Ремонт, вос- становление, модернизация. 2003. №10. С. 2–7. 3. Тимофеев В.Ю., Зайцев А.А., Крутов А.В. Модель устройства диагностики металло- режущего инструмента по сигналу термо- ЭДС // Вестник Воронежского государ- ственного технического университета. 2009. Т. 5. № 5. С. 42–45. 4. Зориктуев В.Ц., Никитин Ю.А., Сидоров А.С. Мониторинг и прогнози- рование износа режущего инструмента // СТИН. 2007. № 10. С. 31–34. 5. Кoмaрцoвa Л.Г., Мaкcимoв A.В. Нейрo- кoмпьютеры: учеб. пocoбие для вузoв. М.: Изд-вo МГТУ имени Бaумaнa, 2002. 320 c. 6. Горкунов Э.С., Ульянов А.И. Магнитные свойства и методы контроля изделий из порошковых вольфрамокобальто- вых твёрдых сплавов // Дефектоскопия. 1995. № 2. С. 15–42. 7. Козлов А.А., Аль-Джонид Халид . Диагно- стика и прогнозирование износа режу- щего инструмента в реальном времени // Современные материалы, техника и тех- нологии. 2017. № 4. С. 2–4. 8. Пинахин А.М., Пинахин И.А., Иванова А.С., Левченко А.А. Кинетика изнашивания твердосплавного режущего инструмента // Сборник научных трудов: Серия «Есте- ственно-научная». Ставрополь: СевКавГ- ТУ, 2004. № 1. 9. КабалдинЮ.Г., Шатагин Д.А., Кузьмиши- на А.М. Разработка цифрового двойника режущего инструмента для механообра- батывающего производства // Известия высших учебных заведений. Машино- строение. 2019. № 4. С. 11–17. 10. Оборский Г.А., Оргиян А.А. Влияние дина- мических взаимодействий в технологи- ческих системах на износ инструмента // ТрудыОдесского политехнического уни- верситета. 2005. Вып. 1(23). С. 1–6. 11. ОстапчукА.К.,МасловД.А., ОвсянниковВ.Е. и др. Применение виброакустики для контроля износа режущего инструмен- та // Естественные и технические науки. 2009. № 2. С. 266–268. 12. Каширская Е.Н. Влияние усталостных напряжений на стойкость металлоре- жущего инструмента // Актуальные про- блемы механики сплошной среды: Тру- ды II междунар. конф. (в 2 т.). Т. 1. Ереван, 2010. С. 283–286. Рис. 2. Архитектурная модель системы диагностики и прогнозирования состояния режущего инструмента в реальном времени