Elements of approach to increase reliability of cutting tools failures recognition

Abstract

The work is devoted to solving the problem of increasing reliability of cutting tools failures recognition. For this is proposed to carry out the following developments: the formation of sets of direct and indirect features of cutting tools states and failures; forming the corresponding state spaces; reducing their dimensionality by selecting the most informative features; construction of failures classifiers and necessary decision rules. The analysis of methods for selecting failures informative features is carried out, and the genetic method of features selecting is recommended for use.Сучасні автоматизовані виробництва широко використовують відповідні верстати – гнучкі виробничі модулі. Ці системи працюють з обмеженою участю операторів, з їх частковим втручанням (при необхідності) в процеси керування верстатами. Тому усі технологічні операції, процеси контролю та діагностування повинні бути автоматизовані. Найбільша кількість відмов гнучких модулів припадає на відмові різальних інструментів. Мають місце як поступові їх відмови - внаслідок зношування, так і раптові відмови – внаслідок руйнування різальної частини. Очевидна необхідність розробки відповідного підходу, методів та систем автоматичного розпізнавання відмов інструментів. Своєчасне виявлення відмов дозволяє припиняти процес обробки, запобігти пошкодженню деталей. Для цього необхідно створювати відповідні системи моніторингу, для яких розробляється відповідне математичне та програмне забезпечення. Достовірність розпізнавання визначається такими характеристиками, як вірогідність вірного розпізнавання, значення похибок першого та другого роду. Вони безпосередньо залежать від якості ознак та класифікаторів відмов. Для підвищення достовірності розпізнавання відмов необхідно виконання таких розробок: формування наборів прямих та непрямих ознак станів та відмов РЧ інструментів; побудова відповідних просторів станів; скорочення розмірності просторів станів шляхом відбору найбільш інформативних ознак; побудова класифікаторів відмов інструментів та необхідних вирішальних правил. Розглянуто характерні відмови інструментів для чорнової обробки (на прикладі різців), приведено приклади побудови відповідних просторів станів (з прикладами динаміки станів – від станів працездатності до стану відмови). Приведено схему системи непрямого контролю для визначення відмов різців в умовах ударного навантаження. Приведено моделі нерівномірного зношування РЧ різців для чистової і фінішної обробки, поступового зростання площин зношування, появи супутніх мікродефектів та виникнення відмов. Оскільки гнучкі модулі оздоблені інструментальними магазинами з великою кількістю інструментів для різних типів обробки, виникає необхідність побудови відповідних множин інформативних ознак станів відмов та класифікаторів. Це, в свою чергу, потребує використання методів відбору інформативних ознак. Проведено аналіз цих методів та запропоновано до використання генетичний метод відбору ознак як найбільш ефективний.