Введение
Глава 1. Аналитический обзор разработок по проблеме состояния режущего инструмента на многооперационных станках 16
1.1 Актуальность проблемы диагностирования состояния режущего инструмента на станках с ЧПУ 16
1.2 Проблема надежности режущего инструмента в условиях автоматизированного производства 19
1.3 Методы диагностирования и оценки состояния режущего инструмента на многооперационных станках 24
1.3.1 Анализ зарубежных исследований в области диагностики состояния режущего инструмента 25
1.3.2 Анализ отечественных исследований в области диагностики состояния режущего инструмента 29
1.4 Подходы к формированию систем мониторинга и диагностики состояния режущего инструмента. Методы интеллектуального анализа данных 33
1.4.1 Подход к мониторингу состояния инструмента с использованием адаптивной нейро-нечеткой системы вывода «ANFIS» 36
1.4.2 Онлайн-диагностика состояния режущего инструмента при помощи использования мэл-частотных кепстральных коэффициен тов .40
1.4.3 Диагностирование износа режущих инструментов и прогнозирование их остаточной стойкости в реальном времени обработки на станках с ЧПУ 44
1.5 Способы диагностирования состояния инструмента на станочных системах при работе в условиях автоматизированного производства 47
1.5.1 Разработка алгоритма управления процессом резания с помощью автоматизированной оценки состояния инструмента 49
1.6 Выводы по главе. Постановка цели и задач работы 51
Глава 2. Принципы построения интеллектуального информационно-управляющего модуля диагностики состояния инструмента многооперационного станка .54
2.1 Подход к управлению состоянием режущего инструмента 54
2.2 Системная архитектура модуля e-MindMachine
2.2.1 Узел «База данных – инструмент» 60
2.2.2 Узел «Система знаний наблюдения и управления» 60
2.3 Принципы функционирования блока «Инструмент» модуля e-Mind Machine многооперационного станка 62
2.3.1 Структура блока «Инструмент» 64
2.3.2 Функции узлов блока «Инструмент»
2.3.2.1 Регистрирующий узел .65
2.3.2.2 Узел наблюдений и управления .67
2.3.2.3 Узел мониторинга состояния инструментов 71
2.3.2.4 Узел управления диагностическими устройствами .72
2.3.2.5 Узел адаптации и специальных режимов резания .73
2.3.2.6 Информационный узел .74
2.4 Методы оценки параметров нечетких границ стойкости режущего инструмента .74
2.4.1 Оценка параметров нечеткой границы на основе статистической обработки данных 75
2.4.2 Оценка параметров нечеткой границы на базе ускоренных ис-пытаний 77
2.4.3 Оценка параметров нечеткой границы на основе использования методологии искусственного интеллекта 78
2.4.4 Оценка параметров нечеткой границы при помощи метода контрольных карт .79
2.5 Выводы по главе 86
Глава 3. Экспериментальное исследование эффективности предложенного подхода на базе принципов функционирования блока «Инструмент».. 88
3.1 Постановка целей и задач экспериментального исследования .88
3.2 Описание экспериментального стенда, выбор материала заготовки и режущего инструмента 3.2.1 Описание экспериментального стенда .90
3.2.2 Выбор режущего инструмента и материала заготовки
3.3 Метод экспериментальной оценки параметров нечеткой границы на основе статистической обработки данных .92
3.4 Метод экспериментальной оценки параметров нечеткой границы на базе ускоренных испытаний .97
3.5 Метод оценки параметров нечеткой границы на основе использования методологии искусственного интеллекта
3.6 Способ экспериментальной оценки параметров нечеткой границы при помощи метода контрольных карт .103
3.7 Разработка компьютерной модели экспериментальной оценки параметров нечеткой границы. 106
3.8 Выводы по главе 111
Глава 4. Разработка системы идентификации состояния режущего инструмента на основе методов искусственного интеллекта 114
4.1 Разработка системы мониторинга состояния инструмента 114
4.2 Извлечение векторов свойств .115
4.2.1 Вычисление спектральной плотности мощности (функция плотности спектра мощности) .116
4.2.2 Вычисление энергии сигнала в окнах мел-фильтра 117
4.2.3 Вычисление кепстральных коэффициентов сигнала
4.3 Оценка радиального износа режущего инструмента .121
4.4 Интерфейс системы мониторинга состояния РИ .125
4.5 База данных системы мониторинга состояния РИ .129
4.6 Разработка экспертной системы управления состоянием РИ .130
4.7 Выводы по разделу 133
Выводы по диссертационной работе 135
Список использованных источников
