Разработка научных основ системы интеллектуальной оценки износа режущего инструмента и адаптивного управления режимами резания

Аннотация

В исследовании разрабатывается методологическая структура интеллектуальной оценки износа режущего инструмента и адаптивной коррекции режимов резания на станках с ЧПУ. Структура объединяет измерения средствами машинного зрения, оценивание состояния инструмента, прогнозирование нагрузок резания с учётом износа и коррекцию подачи на уровне супервизорного управления. Методология сочетает аналитическое моделирование и систематизированный анализ научных материалов. Последовательные изображения инструмента геометрически совмещаются и сегментируются для определения локальной, средней и максимальной ширины износа по задней поверхности. При оценке достоверности измерений учитываются неопределённости калибровки и определения границ. Многочастотная структура оценивания объединяет периодические визуальные наблюдения с более часто регистрируемыми сигналами процесса, учитывая соответствующие условия обработки. Оценённое состояние износа включается в модель нагрузки резания, а его неопределённость распространяется на прогнозируемую силу резания. Аналитическая зависимость показывает, что вклад неопределённости оценки износа определяется чувствительностью модели нагрузки к износу. Таким образом, достоверность измерений и неопределённость модели совместно влияют на степень доверия к прогнозам нагрузки. Структура создаёт основу для коррекции подачи в установленных пределах с учётом прогнозируемой нагрузки и её неопределённости. Полученные результаты устанавливают методологические связи между измерением, оцениванием, прогнозированием и управлением, а не подтверждают новые экспериментальные улучшения показателей обработки. Для калибровки моделей, оценки точности прогнозирования и практической эффективности управления в изменяющихся условиях обработки необходимы независимые испытания на станках с ЧПУ