Нечеткая система управления состоянием многооперационного станка
Автор: Тугенгольд Андрей Кириллович, Изюмов Андрей Игоревич, Волошин Роман Николаевич, Соломыкин Михаил Юрьевич
Журнал: Вестник Донского государственного технического университета @vestnik-donstu
Рубрика: Машиностроение и машиноведение
Статья в выпуске: 2 (89) т.17, 2017 года.
Бесплатный доступ
Введение. В статье представлены основные аспекты построения системы управления состоянием многооперационных станков с программным управлением на базе информационно-управляющего модуля e-Mind Machine и аппарата нечетких множеств и нечеткой логики. Показано, что входные воздействия системы управления формируются за счет множеств наследуемых и оперативных составляющих параметров состояний. Целью работы является построение системы контроля состояния, выявление размерного износа и определение периода стойкости инструмента на основе методов нечеткой логики. Материалы и методы. Предложен новый алгоритм построения экспертной системы на основе методов нечеткой логики. Показана применимость нейронечетких методов для решения задач определения срока службы инструмента путем сравнения расчетных значений с данными фирм-производителей. Исследование основывается на применении концепции электронного обслуживания с использованием экспертных систем. Результаты исследования. Обоснованы основные принципы построения и использования системы мониторинга, обеспечивающей возможность при управлении адаптироваться к складывающейся ситуации и прогнозировать изменения состояний в процессе обработки деталей. В функции мониторинга включена не только обработка данных, полученных от диагностических устройств мехатронной системы и внешнего оборудования, но и прогнозирование остаточной размерной стойкости инструмента, прогнозирование стойкости по периоду нормального износа. Процесс принятия решений по управлению состоянием инструмента представлен в виде алгоритма работы экспертной системы на основе использования нейронечеткого контроллера. Обсуждение и заключения. Полученные результаты могут быть применены в производстве деталей, где точность является важным параметром. Использование автоматизированных систем контроля состояния станка сокращает затраты из-за простоя оборудования, а контроль за состоянием инструмента позволяет снизить процент брака. Показаны характерные примеры принятия решений в нейронечеткой системе.
Нечеткое управление, нейронечеткий контроллер, мониторинг, экспертная система управления состоянием станка
Короткий адрес: https://sciup.org/14250285
IDR: 14250285 | DOI: 10.23947/1992-5980-2017-17-2-70-78
Список литературы Нечеткая система управления состоянием многооперационного станка
- Sensor Fused Intelligent Monitoring System for Machining /Intelligent Manufacturing Systems. -Режим доступа: http://www.ims.org/2012/11/simon-sensor-fused-intelligent-monitoring-system-for-machining/(дата обращения: 03.12.14.).
- Čuš, F. Real-Time Cutting Tool Condition Monitoring in Milling/F. Čuš, U. Župerl//Journal of Mechanical Engineering. -2011. -Vol. 2 (57). -P. 142-150.
- 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.
- Vallejo, A.-J. On-line Cutting Tool Condition Monitoring in Machining Processes using Artificial Intelligence/A.-J. Vallejo//Robotics, Automation and Control/ed. P. Pecherková, M. Flídr, J. Duník. -Vienna: I-Tech, 2008. -P. 494.
- 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.
- Salgado, D.-R. Tool wear detection in turning operations using singular spectrum analysis/D.-R. Salgado, F.-J. Alonso//Journal of Materials Processing Technology. -2006. -Vol. 171 (3). -P. 451-458.
- Jemielniak, K. Tool wear monitoring based on a non-monotonic signal feature/K. Jemielniak//Journal of Engineering Manufacture. -2006. -Vol. 220 (2). -P. 163-170.
- Принципы построения интеллектуальной электронной документации станка/Г. В. Самодуров ; АПСП «Станкоинструмент»//СТИН. -2012. -№ 7. -С. 15-20.
- Мониторинг и управление состоянием инструмента на многооперационных станках/А. К. Тугенгольд //СТИН. -2016. -№ 11. -С. 13-21.
- Тугенгольд, А. К. Гибкий мониторинг мехатронных технологических машин/А. К. Тугенгольд, Р. Н. Волошин//Вестник Дон. гос. техн. ун-та. -2016. -№ 4. -С. 51-58.
- Zadeh, L.-A. A fuzzy-algorithmic approach to the definition of complex or imprecise concepts/L.-A. Zadeh//International Journal of Man-Machine Studies. -1976. -Vol. 8. -P. 249-291.
- Zadeh, L.-A. Fuzzy sets/L.-A. Zadeh//Information and control. -1965. -Vol. 8 (3). -P. 338-353.
- Ni, J. Watchdog -information technology for proactive product maintenance and its implications to ecological product re-use/J. Ni, J. Lee, D. Djurdjanovic//Advanced Engineering Informatics. -2003. -Vol. 17. -P. 109-125.
- Тугенгольд, А. К. К вопросу построения нечеткой экспертной системы продукционного типа для технологической регулировки машин/А. К. Тугенгольд, В. П. Димитров, Л. В. Борисова//Вестник Дон. гос. техн. ун-та. -2008. -Т. 8, № 3 (38). -С. 419-426.
- Sandvik Coromant. Техническая информация /Sandvik Coromant. -Режим доступа: http://www.sandvik.coromant.com/ru-ru/knowledge/pages/default.aspx (дата обращения: 12.02.17).
- Димитров, В. П. Формализация нечетких экспертных знаний при лингвистическом описании технических систем/В. П. Димитров, Л. В. Борисова. -Ростов-на-Дону: Изд. центр ДГТУ, 2011. -209 с.
- Оценка нечеткой границы стойкости инструмента многооперационного станка/А. К. Тугенгольд //Вестник Дон. гос. техн. ун-та. -2015. -Т. 15, № 2 (81). -С. 33-41.