Рис. 1.10. Алгоритм реализации мониторинга техпроцесса

Реальное динамическое состояние шлифовальных станков,  влияет на качество изготовленных деталей. В связи с этим возникает необходимость оценки динамических характеристик станков по уровню ВА колебаний основных формообразующих узлов на стадии эксплуатации и проведение мероприятий по минимизации уровня вибраций. Вибрационный мониторинг основан на сравнении данных измерений вибрации исследуемого узла с результатами периодических измерений вибрации того же узла или узла однотипного станка, что позволяет обнаружить изменения динамического состояния наблюдаемого станка, причинами которых являются развивающиеся дефекты оборудования и/или отклонения режимов обработки. Затем осуществляется сравнение результатов измерений спектров вибрации или других характеристик, получаемых из спектров, с пороговыми значениями, устанавливаемыми по результатам предварительных экспериментов, с возможностью последующей корректировки.

Экспериментальные методы определения динамических характеристик станков в большинстве случаев достаточно трудоемки. Они требуют специального оборудования и методик обработки данных, и не всегда позволяют установить связь между динамическим состоянием и качеством обработки. Часто отсутствуют данные о требуемых динамических характеристиках в каждом конкретном случае при эксплуатации, а также не всегда имеются сведения о желательных характеристиках ДС при том или ином режиме обработки. Особый интерес представляет учет стохастических свойств  процессов в ДС шлифовальных станков и оперативное формирование на этой основе оценок их динамического состояния, что пока недостаточно разработано. Следовательно, обоснование метода автоматизированной оценки динамического состояния станков в условиях эксплуатации, осуществляемого по результатам компьютерной обработки спектров вибрации с формированием количественной оценки, является важным для реализации СМТП. Это позволяет организовывать обслуживание и ремонт станков по фактическому состоянию, предотвращая их поломки и простои и предупреждая выпуск бракованной продукции на оборудовании, теряющем технологическую надежность.

Процесс шлифования колец подшипников должен обеспечивать высокое качество поверхностей качения, включающее достаточно жесткие допуски на значения макро- и микрогеометрических параметров точности и физико-механических свойств поверхностного слоя: погрешность размера не более 2…4 мкм, некруглость не более 1…2 мкм, волнистость не более 0,3…0,6 мкм, шероховатость Ra не более 0,2…0,4 мкм. Затраты на обеспечение качества изделий снижаются, если погрешности деталей выявляются на более ранней стадии обработки, что достигается, как показано ранее, применением встроенных средств активного контроля, непосредственно участвующих в формировании заданных параметров качества деталей при шлифовании. В тоже время, известный активный контроль размеров деталей не дает гарантий получения заданных значений других параметров качества. При использовании на станках приборов активного контроля с дополнительными информационными параметрами реализуется возможность управления технологическим режимом по определенным законам, которые обеспечивают снижение уровня силовых и теплофизических процессов в зоне контакта «абразивный круг – деталь» и, следовательно, существенно уменьшают вероятность возникновения дефектов в поверхностном слое дорожек качения. Для повышения эффективности мониторинга целесообразно рассмотреть вопрос совершенствования приборов активного контроля, в том числе в направлении расширения числа контролируемых параметров, применения микропроцессоров и интегрирования в СМТП в качестве ИИК. Обоснование метода применения многопараметрового активного контроля важно для реализации СМТП, поскольку достигается не только стабильность качества деталей за счет повышения оперативности принятия решений о корректировке процесса обработки, но и более полная реализация возможностей оборудования с точки зрения повышения режимов обработки, что увеличивает производительность.

Для функционирования СМТП необходимо программно-математическое обеспечение (ПМО), позволяющее сформировать базы данных и базы знаний, которые будут обновляться в процессе эксплуатации, и сформировать отчеты по функционированию ТПО для принятия решения, а также специальное ПМО для проведения исследований в процессе разработки системы мониторинга и предварительной обработки информации в ИИК.    

Таким образом, эффект от применения мониторинга заключается в том, что повышается качество обработки деталей подшипников, практически исключается брак, повышается надежность функционирования и снижаются затраты на эксплуатацию станков за счет внедрения гибкого технического обслуживания, причем для получения максимального эффекта от СМТП она должна быть составной частью заводской системы МКП.

Методология организации мониторинга

Технологического процесса и оборудования

При изготовлении деталей

Точного машиностроения

Рассмотрим методологические основы организации СМТП на предприятии машиностроительного профиля, изготавливающем высокоточные детали, в частности, в подшипниковом производстве. В соответствии с указанным, во-первых, на основе системного подхода разработана структура СМТП в виде четырех взаимосвязанных подсистем; во-вторых, обоснована целесообразность применения методов теории распознавания образов к контролю состояния ТПО; в-третьих, предложена структура многопараметрового контроля, интегрированного в СМТП; в-четвертых, разработано программное обеспечение СМТП и указано его взаимодействие с комплексом прикладных программ для оценки состояния отдельных компонентов ТПО.