И ФОРМЫ СТРУЖКИ

 

 

Методические указания для проведения практических занятий

по курсу «Надежность и диагностика технологических систем»

для студентов специальности 220501 «Управление качеством»

 

Составители А. М. Романенко

В. С. Люкшин

 

 

Утверждены на заседании

кафедры

Протокол № 4 от 16.09.2011

 

Рекомендованы к печати

учебно-методической комиссией

специальности 220501

Протокол № 11 от 21.09.2011

 

Электронная копия хранится в библиотеке ГУ КузГТУ

 

 

Кемерово 2011

1. ЦЕЛЬ РАБОТЫ

 

Освоение научно-методических основ разработки систем диагностики резцов.

Изучение автоматизированной системы научных исследований при обработке резанием (АСНИ ОР) как прообраза системы диагностики.

Применение АСНИ ОР для выявления информативных диагностических признаков состояния инструмента.

Индивидуальное выполнение исследований, необходимых для разработки систем диагностики путем их имитации на компьютерах с использованием специально программного обеспечения.

Составление принятого в результате исследований алгоритма диагностирования токарного резца и схемы аппаратной реализации системы диагностики.

 

2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ПРЕДПОСЫЛКИ ДЛЯ РАЗРАБОТКИ СИСТЕМ ДИАГНОСТИКИ

 

В основу создания систем диагностики инструмента положен научно-методический подход, состоящий в определенной последовательности выполнения следующих этапов работ:

1. На базе теоретических и экспериментальных исследований выявляют возможные в процессе эксплуатации изменения в состоянии инструмента; определяют критерий состояния и отказа инструмента.

2. Экспериментально из числа параметров процесса резания выявляют косвенные диагностические признаки возможных изменений в состоянии инструмента и критерия состояния. В результате анализа выделяют наиболее информативный признак.

3. Описывают связи между критерием состояния и диагностическим признаком состояния на основе исследований отображения изменений критерия состояния в диагностических сигналах из зоны резания. Разрабатывают диагностические модели, которые могут иметь или детерминированный или стохастический характер.

4. Разрабатывают алгоритм и программное обеспечение системы диагностирования.

5. Разрабатывают аппаратную реализацию алгоритма диагностирования.

 

2.1. Износ резцов

 

В общем случае очаги износа на быстрорежущем и твердосплавном инструменте располагаются на передней и задней поверхностях. Условия резания определяют место превалирующего очага износа.

В зависимости от служебного назначения инструмента могут применяться различные критерии затупления. Основные из них следующие:

· достижение предельного износа, при котором начинается катастрофическое затупление или повышается вероятность хрупкого разрушения инструмента, или дальнейший рост износа вызывает необходимость удаления значительного объема инструментального материала при переточке инструмента;

· достижение износа, при котором недопустимо повышается шероховатость обработанной поверхности или нарушаются требования к точности обработки.

Первый, так называемый критерий оптимального износа, служит целям рациональной эксплуатации инструмента, применяется при предварительной обработке.

Второй, технологический критерий, применяется при чистовой обработке, обеспечивая заданное качество детали.

Очевидно, что значения предельного допускаемого износа при различных критериях затупления будут различны. Величина h_доп определяется экспериментально, а в лабораторной работе принимается как заданная. На нее настраивается система диагностики.

 

2.2. Диагностические признаки износа резцов

 

При резании взаимодействие инструмента с обрабатываемым материалом вызывает два одновременно протекающих, взаимосвязанных процесса: разрушение обрабатываемого материала и разрушение режущего инструмента.

Результатом разрушения обрабатываемого материала является образование стружки и поверхностного слоя детали. Разрушение инструмента проявляется в виде изнашивания его рабочих поверхностей или выкрашивания (сколов) режущей части, что изменяет параметры начального состояния инструмента. Изменяется его геометрия, одно из условий процесса резания, а вместе с ней основные параметры состояния стружки и поверхностного слоя детали. Вместе с этим изменяются функциональные параметры процесса резания.

Из этих параметров особое место занимает сила резания. Любые изменения условий резания, вызванные изменением параметров состояния инструмента, приводят к изменению силы. При этом, в связи с нестационарностью процесса резания, могут изменяться не только среднее значение силы и направление ее действия, но и амплитуда и частота колебаний.

Сила определяет необходимую для резания работу и мощность, а вместе с этим и источники теплоты, возникающие вследствие превращения механической энергии в тепловую и создающие тепловые условия процесса. Так же, как и сила, источники теплоты, а вслед за ними температурные поля и ЭДС-резания, чувствительны к изменениям условий резания и параметров состояния инструмента.

Исследования показали, что составляющие силы резания Р_х, Р_у и P_z, их дисперсии, колебания в различных диапазонах частот, ЭДС-резания могут служить диагностическими признаками износа инструмента. Однако, информативность их может меняться в зависимости от расположение очагов износа и условий обработки детали. Выявление наиболее информативного диагностического признака является основной задачей, решение которой необходимо при создании и обучении систем диагностики инструмента.

В действующих системах распознавания износа резца обычно реализуется алгоритм однопараметрической диагностики. Текущий информативный диагностический сигнал П, который поступает от датчика, встроенного в станок, сопоставляется с предварительно заложенным в память ЭВМ допускаемым значением параметра [П]. [П] соответствует предельному допускаемому значению износа [h] при отказе инструмента из-за износа. Следовательно, алгоритм, описывающий процедуру распознавания, вытекает из результатов исследований, а обучение системы диагностики состоит в установлении границ изменения контролируемого сигнала при заданных условиях резания.

Значение [П] можно установить или в результате специальных исследований, или в ходе обработки конкретной детали. В первом случае исследования выполняются по традиционной методике теории резания с учетом случайного характера параметров процесса. Во втором случае значение [П] устанавливают, умножая значение П, зафиксированное при работе острым инструментом (h=0) на коэффициент уставки К_уст. К_уст определяется экспериментально. Величину [П] называют уставкой.

3. Содержание и порядок выполнения лабораторной работы (имитация исследований на компьютерах)

 

Задача лабораторной работы состоит в получении технологического алгоритма диагностирования износа токарного резца при принятых условиях обработки.

На компьютере имитируется точение заготовки на токарном станке с ЧПУ представляющем собой автоматизированный стенд научных исследований при обработке резанием (АСНИ ОР).

На стенде, изображенном на дисплее, показано расположение датчиков, отображающих изменение ряда параметров процесса резания. Приняты обозначения:

P_z – тангенциальная составляющая силы резания, измерение которой может осуществляться с помощью тензометрического шпиндельного подшипника или диагностической подкладки под резцом и др.;

F_x и F_y – силы, характеризующие изменение соответственно составляющих силы резания Р_х и Р_у, Измерение F_x и F_y может осуществляться с помощью, например, тензометрических втулок ходовых винтов продольной и поперечной подачи;

Э – э.д.с резания;

N₁ и N₂ – мощности приводов главного движения и движения продольной подачи;

W_a1 и W_a2 – колебания режущего инструмента в диапазонах низких частот (до 1 кГц) и высоких частот (до 20 кГц).

В лабораторной работе моделируются на ПЭВМ исследования, которые необходимы для разработки систем диагностики резцов, оснащенных твердым сплавом.

Необходимо выполнить следующие этапы работы:

1. Получить экспериментальные зависимости параметров процесса резания П_i и их дисперсий от режимов резания: скорости V, подачи S и глубины резания t. Эти зависимости (в виде графиков или математических моделей) будут использованы для обучения системы диагностики резцов.

1.1. Назначить условия обработки: обрабатываемый и инструментальный материал, геометрию инструмента.

1.2. Заполнить протокол экспериментов. Назначить режимы точения для трех серий опытов (по 4 опыта в каждой серии). Режимы резания выбираются из предлагаемых диапазонов их изменения, для которых сформирована база данных, содержащая сигналы функциональных параметров процесса точения.

1.3. Выполнить опыты на режимах принятых в каждой строке протокола. Получить сигналы датчиков в mV, отображающие значения каждого из функциональных параметров процесса резания Пi. Последовательно занести в протокол рассчитанные средние значение каждого параметра П_i и его дисперсию D(П_i).

1.4. Получить графические зависимости П_i =f(V); П_i =f(S); П_i =f(t); D(П_i)=f(V); D(П_i)=f(S); D(П_i)=f(t). Визуально оценить влияние режимов резания на исследуемые параметры П_i и D(П_i).

1.5. Получить "вручную" математические модели в виде степенных функций по данным экспериментов, занесенным в протокол.

1.6. Проверить полученные модели, сравнив их с моделями, рассчитанными на компьютере. Математические модели, полученные при износе равном нулю, будут использованы для "обучения" системы диагностики резцов.

2. Разработать технологический алгоритм однопараметрической диагностики резцов при точении конструкционных сталей.

2.1. Задать условия работы получистовая обработка.

2.2. Назначить критерий отказа - допускаемый износ [h_з].

2.3. Экспериментально выявить информативный диагностический признак износа резца и его отказа. Для этого провести эксперименты для получения, зависимостей П_i=f(h) и D(П_i)=f(h). Рассчитать коэффициенты информативности Е каждого параметра

 

,

 

где П_i(h) – значение исследуемого диагностического признака при определенной величине износа h_з резца; П_i(h=0) – значение исследуемого диагностического признака при износе h_з = 0.

Для диагностирования отказа резца принимается тот диагностический признак, который показал высокий коэффициент информативности.

2.4. Определить для принятого диагностического признака "уставку" [П_i], на которую обучена система диагностики резца.

2.5. Рассчитать коэффициент уставки К_уст:

 

.

 

Коэффициент уставки будет использован для обучения системы диагностики резцов на других режимах точения.

2.6. Составить и описать алгоритм однопараметрической диагностики износа резцов. Составленный алгоритм можно проверить по алгоритму, вызванному на дисплее компьютера.

2.7. Составить аппаратную структурную схему системы однопараметрической диагностики износа резцов.

3. Проверить надежность работы предложенной системы диагностики на других режимах точения проходным резцом. Для этого:

3.1. Рассчитать уставку [П_i] Для новых режимов точения по зависимости

 

,

 

при этом значение [П_i](h=0) рассчитать по полученным в п.1 математическим моделям или, если модель отсутствует, то по результатам эксперимента при точении резцом с h_з=0.

3.2. Проверить соответствие величины допускаемого износа [h_з] значение уставки принятого диагностического признака [П_i] при точении на новых режимах. Сделать вывод с надежности работы системы диагностики резцов на новых режимах.

 

4. Теоретические предпосылки для разработки

систем диагностики формы стружки при

обработке проходным токарными резцами

 

В основу создания систем диагностики инструмента и процесса резания положен научно-методический подход, состоящий применительно к диагностике формы стружки в определенной последовательности выполнения следующих этапов работ:

На базе теоретических и экспериментальных исследований выявляют возможные изменения формы стружки при изменяющихся условиях резания. Определяют формы благоприятной и неблагоприятной стружки.

Экспериментально из числа функциональных параметров процесса резания выявляют диагностические признаки образования благоприятной и неблагоприятной для обработки формы стружки. В результате анализа выделяют наиболее информативный признак.

Устанавливают связь между формой стружки и диагностическими сигналами из зоны резания.

Разрабатывают алгоритм и программное обеспечение системы диагностирования.

Разрабатывают аппаратную реализацию алгоритма диагностирования.

Образующаяся при резании стружка имеет различную форму в зависимости от условий резания: типа инструмента и геометрии его режущей части, режимов резания, обрабатываемого и инструментального материалов и др.

При резании хрупких материалов формируется прерывистая стружка надлома, которая не создает никаких проблем при ее отводе и транспортировке из зоны. При резании пластичных материалов образуется сливная стружка, которая по форме подразделяется на благоприятную для ведения технологической операции (короткие завитки или сегменты) и неблагоприятную. К неблагоприятной относится длинная сливная стружка ленточной, спиральной или винтовой формы, такой формы может:

· наматываться на инструмент и обрабатываемую деталь, что при вращении детали опасно для оператора;

· повреждать обработанную поверхность детали и режущую часть инструмента;

· затруднять ее транспортировку из зоны обработки станка, что вызывает необходимость удаления стружки вручную.

Стружка в виде коротких завитков или сегментов благоприятна для технологического процесса.

Для обеспечения благоприятной формы стружка дробится. Дробление стружки достигают одним из следующих способов:

· При обработке инструментом с плоской передней поверхностью назначают условия резания, режимы и геометрию инструмента, при которых в стружке создаются высокие изгибающие напряжения, приводящие к завиванию стружки в спираль с малым радиусом и шагом. Дроблению стружки за счет этого способствуют: уменьшение отношения (b – ширина среза, a – толщина среза), отрицательный передний угол (γ; =-(10÷15)), большой положительный угол наклона главной режущей кромки (λ; =+(15÷20)).

· Изменяют направление схода стружки с помощью стружкозавивающего или стружколомающего устройства. На пути свободного стекания стружки по передней поверхности инструмента создаются препятствия в виде лунки, порожка, напаянного или механически, закрепленного стружколома, сталкиваясь с которыми стружка дополнительно завивается и ломается, упираясь в поверхности детали.

· Создают дополнительное движение резца, в результате которого образуется стружка переменной толщины. Повышение напряжений на тонких участках стружки приводит к ее дроблению. Однако этот способ требует установки специальных приспособлений на станках и поэтому не имеет широкого распространения. На производстве применяют два первых способа.

При проектировании технологического процесса параметры режима резания t и S, обеспечивающие с помощью первого и второго способа благоприятную форму стружки при принятой скорости, геометрии инструмента и других условиях резания, назначают, руководствуясь экспериментальными диаграммами, принципиальный вид которых показан на рис 1. На диаграмме жирными линиями ограничены области S и t,соответствующие благоприятной стружке (область +), неблагоприятной (область –) и переходной (область ±).

Однако на принятых с учетом диаграмм S и t благоприятная форма стружки может перейти в неблагоприятную. Это связано с износом лунок и упоров на передней поверхности инструмента, со случайным изменением припуска на обработку или свойств обрабатываемого металла и др. Обнаружить появление стружки неблагоприятной формы возможно с помощью системы ее диагностирования.

Основным этапом разработки такой системы является поиск информативных диагностических признаков формы стружки среди функциональных параметров процесса резания, Для этого рассмотрим схемы дробления стружки.

В зависимости от геометрии инструмента, формы стружкозавивающих устройств, параметров среза стружка стремится завиваться в спирали различного вида. Так, например, если стружка стекает перпендикулярно к главной режущей кромке, то она имеет тенденцию завиваться в спираль типа архимедовой. Тогда ломание стружки происходит в момент ее упора в поверхность резания. При косоугольном резании стружка завивается в винтовую спираль, и в зависимости от направления ее оси ломается от упора или в заднюю поверхность инструмента, или в поверхность детали.

 

Рис. 1. Диаграмма формы стружки

 

Очевидно, что дробление стружки требует затрат дополнительной энергии. В момент ломания сила резания должна возрастать по сравнению с силой, предшествующей этому моменту. Отсюда следует ожидать, что образованию дробленой благоприятной стружки должны соответствовать большие дисперсии составляющих силы доения и амплитуда низкочастотных колебаний.

Таким образом, распознавание неблагоприятной стружки, которая в силу тех или иных причин начинает образовываться при обработке резцами, может быть осуществлено системой однопараметрической диагностики. Текущей информативный диагностический сигнал П (или его дисперсия), который поступает от датчика, встроенного в станок, сопоставляется с предварительно заложенным в память ЭВМ допускаемым минимальным значением параметра [П]. Следовательно, алгоритм, описывающий процедуру распознавания формы стружки, вытекает из результатов исследований, а обучение системы диагностики состоит в установлении границ возможного изменения контролируемого сигнала при заданных условиях резания.

Значение [П] можно установить или в результате специальных исследований или а ходе обработки конкретной детали.

 

5. Содержание и порядок выполнения лабораторной работы (имитация исследований на компьютере)

 

Задача лабораторной работы состоит в получении технологического алгоритма диагностирования формы стружки при принятых условиях обработки.

На компьютере имитируется точение заготовки на токарном станке с ЧПУ, представляющем собой автоматизированный стенд научных исследований при обработке резанием (АСНИ ОР).

На стенде, изображенном на дисплее, показано расположение датчиков, отображающих изменение ряда функциональных параметров процесса резания.

В лабораторной работе на компьютере имитируется выполнение исследований, которые необходимы для разработки систем диагностики формы стружки, образующейся при точении резцами с различной формой передней поверхности.

Необходимо выполнить следующие этапы работы:

1. Исследовать изменение формы стружки в зависимости от параметров режима резания S и t и формы передней поверхности. Получить диаграммы форм стружки (рис. 1) для двух форм передних поверхностей проходных резцов плоской и плоской с упором. Выявить диапазоны S и t, обеспечивающие получение стружки благоприятной формы.

2. Выявить информативный диагностический признак, отражающий форму стружки – благоприятную и неблагоприятную для выполнения технологического процесса. Для этого исследуются изменения функциональных параметров процесса резания и их дисперсий при принятых в п. 1 значениях S и t. Информативный диагностический признак выявляется при сопоставлении диаграммы формы стружки с полученными в опытах значениями функциональных параметров процесса резания.

Тот диагностический признак, значения которого в области благоприятной формы стружки наиболее существенно отличаются от значений при неблагоприятной стружке, следует считать информативным.

При обточке поковок или отливок изменяется глубина резания t в связи с изменением припуска, а при использовании адаптивных систем это вызывает изменение подачи S. Изменение t и S может привести к образованию неблагоприятной стружки. Поэтому важно выявить информативный диагностический признак для некоторой области S и t, в которой стружка благоприятная.

Для этого используется трехмерный график, по осям которого отложены значения S, t и П. Изменение, диагностического признака П изображается криволинейной поверхностью. На поверхности зеленым цветом отмечена область благоприятной стружки, красным – неблагоприятной и желтым – переходной формы стружки. Эти области получены в результате проектирования диаграммы формы стружки, полученной ранее, на криволинейную поверхность П. Анализ поверхностей, построенных для различных диагностических признаков позволяет выбрать наиболее информативный признак и определить уставку для системы диагностики.

3. Для выбранного диагностического признака построить алгоритм диагностирования формы стружки или для заданного режима резания или для области режимов.

Как указано выше, лабораторная работа выполняется на ПЭВМ с использованием программного обеспечения (ПО). Далее приведено руководство пользователя программным обеспечением.

 

6. Назначение и запуск программного обеспечения

TOCLAB

 

Программное обеспечение TOCLAB предназначено для имитации выполнения лабораторных работ по диагностике токарных резцов. ПО включает в себя следующие файлы:

TOCLAB.EXE

TOCBASE.RIB

ТОСРСХ.PCL

TOCLAB.HLP

Инструкция по установке ПО на Ваш компьютер содержится а файле README.TXT на установочной дискете.

Для начала сеанса работы с ПО необходимо:

· сделать активной директорию, в которой находится файл TOCLAB.EXE (если переменная среды DOS PATH не содержит имя этой директории);

· набрать на клавиатуре Вашего компьютера TOCLAB и нажать клавишу <Enter>;

· для удобства работы с ПО желательно (по возможности) пользоваться манипулятором "мышь".

 

6.1. Как пользоваться данным руководством

 

Пользователи, имеющие опыт работы с программным обеспечением, могут не читать главу "Общие рекомендации по использованию ПО".

Описание действий пользователя при выполнении лабораторной работы дано в главе "Выполнение лабораторной работы с помощью ПО".

Приложение содержит информацию об организации меню.

В данном руководстве при описании действий пользователя приняты следующие условные обозначения:

Если от пользователя требуется выбор из меню, то в данном
руководстве указано "Обратитесь к пункту меню [……]".

Если от пользователя требуется нажать клавишу, то она записывается в <>. Например: "Нажмите клавишу <F5>".

 

6.2. Общие рекомендации по использованию ПО

 

1. Пользовательский интерфейс.

В процессе работы с пакетом пользователь имеет на экрана дисплея активное меню или окно-сообщение, список допустимых функциональных клавиш (нижняя строка), строку подсказок-сообщений (вторая строка снизу). Иерархия меню и последовательность окон-сообщений (см. прил.) организованы в соответствии с методикой выполнения лабораторных работ. Они навязываются пользователю. Выбор функций с помощью функциональной клавиатуры по желанию пользователя.

2. Работа с меню:

· для выбора из меню подведите курсор (с помощью клавиш управления курсором или указателем "мышки") к требуемой позиции в меню и нажмите <Enter> или левую клавишу "мышки";

· для выхода из меню в предыдущее нажмите <ESC> или правую клавишу "мышки";

· во время работы с меню доступна функциональная клавиатура.

3. Работа с окнами-сообщениями:

для выхода-продолжения работы следует нажать клавишу, указанную в строке подсказок-сообщений.

 

6.3. Система помощи

 

В процессе работы с ПО пользователь имеет возможность получить вспомогательную информацию:

· последовательность действий для выполнения лабораторной работы. Помощь будет предоставлена по нажатии клавиши <F1>;

· структурную схему автоматизированной системы научных исследований (АСНИ). Структурная схема системы диагностики аналогична данной схеме. Помощь будет предоставлена по нажатии клавиши <F2>.

 

7. Выполнение лабораторной работы с помощью ПО

 

7.1. Назначение условий обработки

 

Обращение к пункту меню [Выбор параметров] позволит Вам выбрать параметры заготовки и режущего инструмента. Текущие значения параметров содержатся в тексте меню.

Параметры заготовки ограничены маркой материала заготовки. Подведите курсор к выбранной марке материала и нажмите <Enter> или левую клавишу "мышки". Выход <ESC>. Если выбранный Вами материал заготовки не совместим с текущим значением материала режущей части инструмента ПО скорректирует значения параметров и сообщит Вам об этом.

Параметры инструмента:

· Значение угла в плане.

· Форма передней поверхности инструмента.

Для изменения значения угла в плане или формы передней поверхности выберите соответствующее значение по пиктограммам, набрав номер значения (указанный на пиктограммах в рамке) или подведя указатель "мышки" к номеру и нажав <Enter>.

· Материал режущей части инструмента.

Для изменения подведите курсор к выбранной марке материала и нажмите <Enter> или левую клавишу "мышки". Выход <ESC>. Если выбранный Вами материал режущей части инструмента не совместим с текущим значением материала заготовки, ПО скорректирует значения параметров и сообщит Вам об этом.

 

 

7.2. Получение зависимостей функциональных параметров

(диагностических признаков) процесса резания от режимов

 

1. Обратитесь к пункту меню [Зависимости П=f(v, s, t) ].

2. Обратитесь к пункту меню [Заполнение протокола] и назначьте режимы резания для проведения опытов (первая строка протокола задана). Для этого необходимо:

· Подвести курсор к очередной строке протокола (кроме первой) и нажать <Enter>.

· Ввести значение v, s или t из диапазона указанного в скобках и нажать <Enter>,

· После заполнения протокола нажать <ЕSС> для возвращения в меню [Зависимости П=f(v,s, t) ].

3. Обратитесь к пункту меню [Исследование зависимостей], а затем:

· Обратитесь к пункту меню [Выбор признака]. Предусмотрена возможность выбрать функциональный параметр (диагностический признак) двумя способами. Либо по датчику на схеме стенда, либо по списку признаков. Наиболее удобным для Вас способом выберите исследуемый диагностический признак.

· Обратитесь к пункту меню [Получение зависимостей].

· Получите сигнал выбранного Вами функционального параметра для всех строк заполненного Вами протокола.

Для этого подведите курсор к очередной строке протокола и нажмите <Enter>. Вы получите имитацию процесса точения (клавиша <Еntеr>.Для получения графика сигнала датчика функционального параметра нажмите клавишу <F5>. Выход из подрежима имитации клавиша <ESC>.

· После заполнения Вами последней строки протокола нажмите <F5>. Вы получите графики зависимостей П_i=f(S), П_i=f(V), П_i=f(t), D(П_i)=f(S), D(П_i)=f(V), D(П_i)=f(t), и (если возможно) математическую модель П_i=f(S, V, t). Можете записать параметры модели на диск в файл t????iii.mdl. Этот файл потребуется при выполнении работы по диагностике резца.

· Повторите описанные действия для тех функциональных параметров, влияние режимов резания на которые Вы хотите исследовать.

 

7.3. Разработка алгоритма диагностики процесса точения

 

Для разработки алгоритма диагностики необходимо:

1. Обратитесь к пункту меню [Диагностика].

2. Выбрать режим точения: чистовой или получистовой.

3. Выбрать информативный диагностический признак. Для этого:

· Обратитесь к пункту меню [Выбор признака]. Предусмотрена возможность принять для исследования диагностический признак двумя способами: либо по датчику на схеме стенда, либо по списку признаков. Наиболее удобным для Вас способом выберите для исследований диагностический признак.

· Обратитесь к пункту меню [Получение зависимостей].

· Получите сигнал выбранного Вами функционального параметра для всех принятых в опытах значений износа резца. Для этого подведите курсор к очередному значению износа и нажмите <Enter>. Вы получите имитацию процесса точения (клавиша <Еnter>). Для получения графика сигнала датчика функционального параметра нажмите клавишу <F5>. Выход из подрежима имитации клавиша <ESC>.

· После проведения Вами последнего опыта нажмите <F5>. Вы получите графики зависимостей П_i=f(h).

· Повторите описанные действия для тех диагностических признаков, информативность которых Вы хотите оценить.

· Обратитесь к пункту меню [Оценка информативности]. На экране появится окно со списком диагностических признаков и их дисперсий с соответствующими значениями коэффициентов информативности Е (крайняя колонка справа). Вам следует выбрать наиболее информативный диагностический признак, имеющий максимальный коэффициент информативности E. Далее будет рассчитан коэффициент уставки (К_уст) для выбранного Вами диагностического признака.

4. Нажмите <ESC> для выхода в меню [Диагностика].

5. Запишите алгоритм диагностирования в общем виде.

6. Проверьте полученный Вами алгоритм. Для этого:

· обратитесь к пункту меню [Алгоритм диагностирования] и введите пароль доступа к контрольной информации. Перед Вами появится блок-схема алгоритма диагностики в общем виде. Если к Вашему компьютеру подключен EPSON-совместимый принтер, Вы сможете распечатать алгоритм на принтере (<F7>);

· нажмите <ESC> для выхода в меню [Диагностика].

4. Проверьте надежность работы системы диагностирования на другом режиме точения. Для этого:

Обратитесь к пункту меню [Проверка алгоритма].

Если в качестве диагностического признака Вами выбрано среднее значение функционального параметра, ПО попытается открыть файл (t????iii.mdl) в директории MODELS (имя директории может быть изменено переустановкой конфигурации). Файл t????iii.mdl должен содержать значения параметров математической модели – зависимости диагностического признака от режимов резания для данных параметров обработки.

Если вышеупомянутый файл не существует, Вам потребуется провести эксперимент по определению зависимости П=f(v, s, t) для данных параметров обработки и данного диагностического признака. Если существует, то на экране появятся результаты расчета П(h=0) и уставка [П]:

 

.

 

При нажатии любой клавиши Вы попадаете в режим имитации резания с диагностикой. Для проверки алгоритма Вам необходимо запустить имитацию (<Enter>). В специальном окне будут отражаться текущие значения диагностического признака и износа, а также предельные значения последних. После завершения имитации технологического перехода Вы получите сообщение о результатах работы Вашего алгоритма диагностирования.

 

7.4. Разработка алгоритма диагностики формы стружки

 

Необходимо выполнить следующие этапы работы: Исследовать зависимости изменения формы стружки от режимов резания S, t и формы передней поверхности инструмента.

Выявить наиболее информативный диагностический признак (функциональный параметр процесса резания), наиболее точно отражающий изменение формы стружки.

Построить алгоритм диагностирования формы стружки по выбранному диагностическому признаку.

Для выполнения этапа 1 необходимо:

1. Обратиться к пункту меню [Контроль формы стружки].

2. Заполнить протокол исследований. Назначить режимы резания для проведения опытов. Для этого:

· обратиться к пункту меню [Заполнение протокола];

· подвести курсор к очередной строке протокола и нажать <Enter>;

· ввести значение S или t из диапазона указанного в скобках;

· повторить действия для всех строк протокола;

· нажать <ESC> для выхода в меню [Заполнение протокола].

3. Обратиться к пункту меню [Форма передней поверхности] и выбрать форму передней поверхности инструмента, для которого Вы хотите выполнить исследований. Сначала выполните исследования для резца с плоской передней поверхностью.

4. Обратиться к пункту меню [Форма стружки] и для всех сочетаний выполнить исследование формы стружки. Для этого: подведите курсор к очередной строке протокола и нажмите <Enter>. Вы получите имитацию процесса точения. В подрежиме имитации Вы имеете возможность:

· запустить имитацию резания (<Enter>);

· выход из подрежима имитации (<ESC>).

5. После заполнения, Вами последней строки протокола нажмите <F5>. Вы получите диаграмму изменения формы стружки на всем пространстве изменения режимов резания.

6. Если Вы не добились благоприятной стружки поменяйте форму передней поверхности (см. п. 3) и повторите исследования.

Для выполнения этапа 2 необходимо:

1. Обратиться к пункту меню [Исследование зависимостей].

2. Обратиться к пункту меню [Выбор признака]. Предусмотрена возможность выбрать функциональный параметр (диагностический признак) двумя способами. Либо по датчику на схеме стенда, либо по списку признаков. Наиболее удобным для Вас способом выберите исследуемый диагностический признак.

3. Обратиться к пункту меню [Получение зависимостей]. Перед Вами появится протокол исследований, в каждой ячейке которого содержится значение исследуемой характеристики данного диагностического признака. Вы имеете возможность: Поменять исследуемую характеристику данного диагностического признака (клавиша <F6>). Повторить измерение для той или иной строки протокола. Для этого подведите курсор к очередной строке протокола и нажмите <Enter>. Вы получите имитацию процесса точения (клавиша <Еnter>).Для получения графика сигнала датчика функционального параметра нажмите клавишу <F5>. Выход из подрежима имитации клавиша <ESC>.

4. Просмотреть график изменения диагностического признака, наложенного на диаграмму изменения формы стружки, от режимов резания. Для этого нажмите <F5>. Будет построен вышеупомянутый график. Цвета сетки:

Зеленый – благоприятная форма стружки.

Желтый – переходная форма стружки.

Красный – неблагоприятная форма стружки.

В правой части окна "Графики" содержится информация:

Уставка – последняя выбранная Вами уставка по текущему диагностическому признаку.

Норма – процент правильного распознавания формы стружки при диагностировании по текущему диагностическому признаку с выбранной уставкой.

Лож. Сраб – процент ложных срабатываний (определение формы стружки как неблагоприятной в то время как она является благоприятной) при диагностировании по текущему диа