Разработка комплексной автоматизированной системы (ПАК) противоаварийной защиты, вибродиагностики и оптимизации режимов резания для станков с ЧПУ. (заключительный).

Отчет 138 страниц, 1 часть, 11 глав, 126 рисунков, 19 таблиц, 9 приложений СИСТЕМА ПРОТИВОАВАРИЙНОЙ ЗАЩИТЫ, ВИБРОДИАГНОСТИКА СТАНКОВ, ОПТИМИЗАЦИЯ РЕЖИМОВ РЕЗАНИЯ, МОНИТОРИНГ РАБОТЫ СТАНКОВ С ЧПУ, МОНИТОРИНГ ВИБРАЦИЙ. Объектом исследования и разработки является комплексная автоматизированная система противоаварийной защиты, вибродиагностики и оптимизации режимов резания для станков с ЧПУ. Цель работы – разработка и апробация отечественной комплексной автоматизированной системы противоаварийной защиты, вибродиагностики и оптимизации режимов резания для станков с ЧПУ на основе современных информационных технологий глубокого мониторинга процесса обработки на станках с ЧПУ и методов искусственных нейронных сетей. В процессе работы проводилось проектирование и разработка модулей автоматизированной системы, а также экспериментальное исследование их применимости в практических задачах. Результатами НИОКР являются: 1. Разработано программное обеспечение системы противоаварийной защиты, включающее модуль тестирования и диагностики, модуль мониторинга и модуль анализа записанных уровней вибрации. 2. Проведено сравнительное тестирование разработанной системы противоаварийной защиты с аналогами от конкурентов в лабораторных и реальных условиях. 3. Проведена разработка аппаратных компонентов комплекса записи диагностического диапазона вибраций. 4. Разработана математическая диагностическая модель состояния подшипников и алгоритм анализа вибрационной информации и диагностики состояния шпинделя. 5. Разработаны специализированные версии модулей мониторинга режимов реза-ния процесса обработки для УЧПУ Heidenhain TNC530, Fanuc 0i, 31i., Sinumerik 840D SL, Mitsubishi M80. 7. Проработана методика полного тестирования программно-аппаратных комплексов системы противоаварийной защиты для станков с ЧПУ на основе испытательного стенда. 8. На основе анализа практического опыта внедрения разработанной системы «ВиброНорм» сформулированы необходимые доработки системы направленные на оптимизацию процесса и методики внедрения системы на станки с различными системами ЧПУ. 9. Проработаны и подготовлены процессы серийного изготовления аппаратного комплекса противоаварийной защиты. 10. Разработана программная аналитическая система обработки, фильтрации и спектрального анализа вибрационной информации для оценки технического состояния подшипников шпинделя. 11. Проведены экспериментальные замеры показателей силовой и вибрационной нагрузки в процессе резания для различных параметров режимов резания, материалов за-готовок и инструмента на современных станках с ЧПУ, в результате чего сформирована база данных для обучения нейронной сети. 12. Проведено обучение нейронной сети прогнозирования силовой нагрузки в за-висимости от величины подачи на основе полученной экспериментальной базы данных. 13. Разработана и протестирована программная автоматизированная система опти-мизации режимов резания управляющих программ по данным мониторинга и обученной нейронной сети. 14. Разработана и протестирована программная автоматизированная система оптимизации режимов резания управляющих программ по данным мониторинга и обученной нейронной сети. 15. Проведена практическая апробация предложенных методов и разработанных программ на задачах оптимизации режимов резания реальных управляющих программ для реального станочного оборудования. 16. Разработан переносной программно-аппаратный комплекс оптимизации режимов резания управляющих программ станков с ЧПУ, технологии его изготовления и ме-тодики использования. Проведено финальное тестирование аппаратной и программной частей системы противоаварийной защиты, вибродиагностики и оптимизации режимов резания для станков с ЧПУ. Результаты пунктов №2, 7, 12 и 15 претендуют на научную новизну прикладного практического характера. Область применения разработки – прикладные задачи противоаварийной защиты, вибродиагностики и оптимизации режимов резания для станков с ЧПУ. Степень внедрения – разработка внедрена на 2-х производственных предприятиях ВПК. Рекомендации по внедрению – рекомендуется внедрять систему для станков с большим объемом черновой обработки, т.к. эффективность в этой области наиболее высокая. С учетом полученных результатов, считаем, что задачи, поставленные в рамках НИОКР, в целом решены успешно.