Наукові конференції України, Інновації молоді в машинобудуванні 2021

Розмір шрифту: 
Розпізнавання аварійних ситуацій роботи верстатів з ЧПК на основі штучного інтелекту
Д. Ю. Мирний, В. В. Медведєв

Остання редакція: 2021-05-11

Анотація


При роботі верстата з ЧПК виникають серйозні проблеми та помилки, які приводять до катастрофічної поломки різального інструменту. Нами було виявлено, що вони виникають по декільком причинам: помилки в первісному налагодженні верстата з ЧПК, низька точність розташування поверхонь заготівлі, помилки в конфігурації пристосування, помилки в керуючих програмах, збої в системі ЧПК та розкріплення заготівель під час роботи.
В рамках роботи було досліджено, що для розпізнання аварійних ситуацій потрібне зняття сигналів з зони різання та подальша генерація керуючого сигналу. Тип датчика несе ключову роль в подобних системах розпізнавання. Для розпізнавання катастрофічних ситуацій можливе застосування акустичних датчиків як найбільш легше монтованих у всілякі верстати з ЧПК.
Вивчення можливостей акустичних датчиків та наступну обробку отриманого сигналу виявили істотних недоліків: низька вибірковість й перешкодозахищеність (вібрація корпусу до якого закріплений; падіння стружки й шум мастильно-охолоджуючої рідини, що ллється; гул сервоприводів ЧПК; зовнішні акустичні шуми).
Пропонується стерео- й квадро- системи для зменшення сигналів перешкод за рахунок витримки умов акустичного центру. Нами запропоноване рішення з приводу відсіювання частини перешкод під час обробки сигналу: використання математичного апарату штучних нейронних мереж та його подальше навчання під керівництвом верстатника.
Система має апарат кільцевого запису сигналу, щоб у разі необхідності верстатник активував функції «Донавчити» для нейронної мережі. Це допоможе не створювати усю базу сигналів у лабораторних умовах, а довначати систему запобігання аварійних ситуацій безпосередньо у виробництві.

Ключові слова


Технологія нейронних мереж, поломка інструменту, штучний інтелект, аварійні ситуації, датчики

Посилання


1. Медведев В.В. Точность распознавания режимов резания при косвенной диагностике токарной обработки / В.В. Медведев, В.С. Медведев, А.А.Гладченко // Прогресивні технології і системи машинобудування: Міжнародний зб. Наукових праць. – Донецьк: ДонНТУ, 2011. Вип. 42. – С. 187-192.
2. Шатагин Д.А. Повышение динамической устойчивости процесса резания на основе подходов нелинейной динамики и искусственного интеллекта: дис. канд. техн. наук : 05.02.07 / Шатагин Дмитрий Александрович – Нижний Нов-город, 2018. – 159 с.
3. Носиров И.С. Построение системы управления электроприводными системами металлорежущих станков с нейронными сетями: дис. канд. техн. наук : 05.09.03 / Носиров Исмоил Сафарович – Нижний Новгород, 2019. – 113 с.
4. Шатагин, Д.А. Разработка динамического паспорта технологического обору-дования на основе нейронно-сетевого моделирования с использованием техно-логии nvidia CUDA [Текст] / Шатагин Д.А., Лаптев И.Л., Зотов В.О., Сидорен-ков Д.А. // Фундаментальные исследования. 2015. № 10-1. С. 117-120.
5. Hopfield, J. J. Neural network and physical systems with emergent collective com-putational abilities // Roc. Nat. Acad. Sci. USA. 1982. - V.79. -Pp. 2554- 2558.