LibRar.Org.Ua — Бібліотека українських авторефератів

Загрузка...

Головна Технологія металів. Машинобуд. → Підвищення якості діагностування інструментів на основі багаторівневого розпізнавання станів їх різальної частини

частини інструментів, що забезпечує варіацію глибини діагностування дефектів різальної частини – від макродефектів до мікродефектів.

2) одержав подальшого розвитку процес виділення елементів структури різальної частини зношеного різця на основі спільної обробки зображень передньої й задніх поверхонь, що забезпечує можливість локалізації пошуку дефектів у найвідповідальніших зонах різальної частини – на формоутворюючій ділянці різальної кромки (РК) і зонах, що примикають до контактних поверхонь.

3) одержав подальшого розвитку підхід до формування високоінформативних ознак дефектів різальної частини РІ різного рівня, що забезпечує підвищення ймовірності правильного розпізнавання станів різців.

4) одержало подальшого розвитку використання модифікованого методу статистичної класифікації, методу нейронних мереж, нечіткого опису класів для багаторівневого діагностування станів інструментів, що вирішує завдання підвищення якості розпізнавання станів РІ.

Практичне значення отриманих результатів. На основі багаторівневого розпізнавання станів різальної частини інструменту, суттєвого підвищення глибини діагностування, досягається своєчасне розпізнавання відмов інструментів,

що створює можливість прогнозування їхнього залишкового ресурсу. Це дозволяє виключити аварійні ситуації на верстаті внаслідок поломки РІ й забезпечує значну економію коштів за рахунок скорочення витрат на різальні інструменти. Розроблені методи забезпечують багаторівневе розпізнавання станів різців для тонкого точіння з ймовірністю правильного розпізнавання 0,93...0,98.

Проведено промислові випробування основних результатів розробок на ВАТ "Одеський завод радіально-свердлильних верстатів". Результати роботи також впроваджені в навчальний процес Одеського національного політехнічного університету й використовуються при вивченні дисципліни "Сучасні методи контролю та діагностики стану поверхонь".

Особистий внесок здобувача. Основні результати дисертаційної роботи отримані особисто автором. Виконано теоретичні й експериментальні дослідження, проведена обробка їхніх результатів. Сформульовано основні висновки з роботи та положення наукової новизни. Внесок автора в роботи, виконані в співавторстві, полягає в особистій участі у всіх стадіях роботи – від постановки завдання, виконання теоретичних і експериментальних досліджень до впровадження.

Апробація результатів дисертації. Основні положення дисертації доповідалися на міжнародних науково-технічних семінарах "Високі технології: тенденції розвитку" (Харків – Алушта, 2004, 2006 р.р.), на IV науково-технічної конференції "Приладобудування-2004: стан і перспективи" (м. Київ, НТУУ "КПІ", 2005 р.); на науково-технічних конференціях "Нові процеси й нетрадиційні технології в ресурсо- і енергозбереженні" (Одеса, ОНПУ, 2004 – 2007 р.р.).

Публікації. Результати дисертації викладені в 18 публікаціях, у тому числі в 9 статтях у виданнях зі спеціального переліку ВАК України (усього статей – 11), а також в 7 матеріалах у збірниках тез доповідей конференцій.

Структура й обсяг роботи. Дисертація містить вступ, чотири розділи основної частини, висновки, три додатки. Обсяг дисертації – 145 сторінок. В роботу включено 82 рисунка (10 сторінок), 10 таблиць, список використаних джерел літератури з 125 найменувань на 12 сторінках, додатки на 24 сторінках.


ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ


У вступі обґрунтована актуальність теми досліджень, відзначений її зв'язок з державними науковими програмами, темами й планами, сформульовані мета й завдання досліджень, викладені наукова новизна й практичне значення отриманих результатів, особистий внесок здобувача, наведені відомості про апробацію роботи й кількість публікацій.

У першому розділі на основі аналізу літературних джерел (описів розробок систем, методів контролю, діагностування РІ й процесів різання, створених провідними вченими України, СНД і закордонних країн) виконаний аналіз причин ще недостатньо високої якості оцінки станів інструментів. Показано, що вирішення завдання підвищення якості діагностування інструментів може бути досягнуто на основі розробки методів багаторівневого розпізнавання їх станів.

У другому розділі викладеніметодика йнаведені результати експериментальних досліджень зношених різців і дефектів їхніх контактних поверхонь. Здійснювалося формування наборів образів дефектів різного рівня з використанням відповідних лабораторних стендів (рис. 1, 2), що реалізують прямі методи контролю. Такі системи є прообразами майбутніх верстатних діагностичних комплексів. Як об'єкти досліджень із усієї множини РІ для чистової прецизійної обробки обрані різці для тонкого точіння.

Використовувалися різці з композиту 01 (обробка загартованої сталі ШХ-15) та твердосплавні РІ, що оснащені твердосплавними непереточуваними пластинами (ТНП) з твердого сплаву Т15К6 без покриття та з покриттям TiN (обробка сталі 9ХС). Параметри режимів різання: V = 75 – 220 м/хв; S = 0,045 – 0,07 мм/об; t = 0,1 – 0,2 мм. Вихідна геометрія вершини ТНП та її зміни після зношування РІ відображені на рис. 3.

Застосування контактного методу формування первинних образів різальної частини РІ дозволяє одержувати інформацію не тільки про стан зношених поверхонь, але й про динаміку станів різальної кромки. В умовах тонкого точіння РК є найважливішим елементом різальної частини; її стан багато в чому визначає період стійкості РІ і якість обробленої поверхні.

При проведенні експериментів отримано множину елементарних профілів – перетинів зношеної задньої поверхні різців. Пристосування стенда забезпечило

високоточне базування різця щодо датчика. Аналіз множини профілів дозволив встановити, що в ряді станів має місце поява від'ємного заднього кута. Цей факт спостерігався й іншими дослідниками, але не використовувався як ознака стану різців при їхньому автоматизованому діагностуванні. Такий стан приводить до значного збільшення складових сили різання й інтенсивності зношування.

У процесі експериментальних досліджень із використанням СТЗ виконувалася реєстрація зображень зон зношування з наступним виділенням їхніх фрагментів (зон, що містять дефекти різних розмірів – різного рівня). Відповідна схема наведена на рис. 4. При спільній обробці зображень передньої й задньої поверхонь зношеного різця з'являється можливість виділення двох проекцій РК, що забезпечує виділення елементів структури РЧ, формування 3D-образів РК для послідовності станів. Це відкриває перспективи для визначення комплексу параметрів стану зношеного інструменту.

У результаті проведення експериментів отримано комплекс первинних образів – зображень різальної частини та профілів зношених поверхонь, що стало вихідним матеріалом для формування наборів ознак станів різців.

У третьому розділі наведені результати розробки концепції й методів багаторівневого розпізнавання станів РІ, що забезпечують можливість комплексної оцінки дефектів інструменту – від рівня макродефектів до мікродефектів. Методи забезпечують істотне збільшення глибини діагностування – найважливішого параметра його якості. Глибина діагностування РІ визначається найменшим розпізнаним елементом структури різальної частини.

В умовах чистової й прецизійної обробки різальна