АВТОМАТИЗАЦИЯ НЕПРЕРЫВНОГО МОНИТОРИНГА ИЗНОСА ТВЕРДОСПЛАВНОГО РЕЖУЩЕГО ИНСТРУМЕНТА ВО ВРЕМЯ ФРЕЗЕРОВАНИЯ СТАЛЬНЫХ ИЗДЕЛИЙ

AUTOMATION OF CONTINUOUS MONITORING OF CARBIDE CUTTING TOOL WEAR DURING MILLING OF STEEL PRODUCTS

Marat Urmanov

student, Department of Automation, Informatics and Computer Engineering, Kazan (Volga Region) Federal University,

Russia, Naberezhnye Chelny

Ravil Khisamutdinov

scientific adviser, Doctor of Technical Sciences, Associate Professor, Kazan (Volga Region) Federal University,

Russia, Naberezhnye Chelny

АННОТАЦИЯ

В статье представлен метод непрерывного мониторинга износа режущего инструмента, основанный на косвенных признаках. Вместо прямого измерения износа, предлагается использовать параметры резания, такие как мощность резания или крутящий момент, для определения степени износа инструмента в процессе фрезерования стальных изделий. Этот подход позволяет автоматически регулировать замену инструмента, повышая эффективность процесса обработки и экономия ресурсов.

ABSTRACT

The article presents a method of continuous monitoring of cutting tool wear based on indirect indicators. Instead of direct wear measurement, the suggestion is to utilize cutting parameters such as cutting power or torque to determine the degree of tool wear during the milling process of steel products. This approach enables automatic adjustment of tool replacement, enhancing processing efficiency and resource savings.

Ключевые слова: износ, твердосплавный инструмент, мониторинг.

Keywords: wear, carbide tool, monitoring.

На рынке представлены различные MDC системы, ориентированные на определение состояния оборудования, то есть определение, работает ли станок или нет, с указанием причины. Примерами таких систем являются “Диспетчер”, Foreman MDC [1] и другие. Эти системы, представленные в виде программного и аппаратного обеспечения, представляют собой упрощенную версию, сфокусированную на контроле деятельности персонала. В качестве примера, также можно рассмотреть систему Omative ACM [2].

Система Omative ACM получает данные для каждой операции:

• автоматическое формирование задания: ACM автоматически создает задание при первом выполнении NC программы, регулируя подачу при последующих выполнениях без изменения NC программы;
• формирование задания по сети: Omative-Pro создает задание на удаленной PC, ACM читает данные при первом выполнении NC программы;
• ручное формирование задания: Данные для каждого инструмента вводятся вручную, инструкции добавляются в NC программу для уведомления ACM о смене инструмента.

Согласно источникам [1-2], автоматизированная система мониторинга износа твердосплавных режущих инструментов требует базу данных, содержащую различные сочетания инструментов и материалов для обеспечения эффективной работы. Использование такой базы позволит избежать информационного дефицита и повысить производительность. Методы теоретического расчета износа режущего инструмента, представленные в работах [3-4], могут быть использованы для построения этой базы. На основе этих методов система может рассчитывать мощность резания или крутящий момент. С помощью встроенных датчиков в системе ЧПУ можно диагностировать косвенные параметры резания. В управляющей программе ЧПУ можно считывать эти данные и сравнивать их с теоретическими значениями с некоторыми погрешностями. В случае отклонения, система отправляет сообщение оператору, который должен принять корректирующие действия либо система сама должна скорректировать параметры резания.

Рисунок 1. Процедура постоянного мониторинга износа твердосплавного режущего инструмента.

Рисунок 2. Процедура формирования косвенных параметров для системы постоянного мониторинга износа твердосплавного режущего инструмента на этапе ТПП.

На этапе технологической подготовки производства, возможно заложить параметры для непрерывного косвенного контроля процесса резания. К тому же можно научить систему проводить некоторые корректирующие действия в зависимости от близости к тому или иному виду износа, согласно [3-4]. В процессе резания автоматизированная система мониторинга износа режущих инструментов может быть значительно улучшена путем использования базы данных, содержащей разнообразные комбинации инструментов и материалов. Автоматический анализ данных из этой базы позволит системе моментально реагировать на изменения в состоянии инструментов, что в свою очередь обеспечит более эффективное управление процессом и повышение общей производительности.

Таким образом предложенный метод подходит в качестве подсистемы SCADA, который обладает большими возможностями по мониторингу и оптимизации работы оборудования в промышленных процессах. Этот подход поможет не только улучшить процессы производства, но и снизить затраты на обслуживание и замену режущих инструментов за счет своевременного выявления проблем.

Список литературы:

1. Калакова Е.С., Хаймович А.И., Мешкова Е.А., Мешков А.А. Разработка концепции интеграции отдельных методов управления качеством механической обработки с MDC-системой. Вестник Международного института рынка. 2022. № 2. С. 96-102.
2. Адаптивное регулирование [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.tor-group.ru/manufacturing_technology/e_adaptivnoe-regulirovanie/ (дата обращения: 09.03.2024).
3. Урманов М.Д., Хисамутдинов Р.М., Хусаинов Р.М. Поиск оптимальной области режимов резания на основе моделирования износа режущего инструмента. Моделирование, оптимизация и информационные технологии. 2021. Т. 9. № 3 (34).
4. Хусаинов Р.М., Хисамутдинов Р.М., Урманов М.Д. Методика подбора режимов резания на основе контроля средней толщины стружки. Моделирование, оптимизация и информационные технологии. 2023. Т. 11. № 3 (42). С. 14-15.