Обработка виброизмерительной информации при автоматизации распознавания катастрофического износа резца по запасу устойчивости динамической системы

Актуальность и цели. Одним из доминирующих факторов, влияющих на макро- и микрогеометрические параметры точности деталей, является динамическое качество автоматизированных металлорежущих станков (АМС). Оно оценивается по результатам измерения виброакустических колебаний динамической системы (ДС) станков, которые далее обрабатываются различными методами. Динамическое качество может изменяться для станков одной модели в зависимости от их технического состояния, а также для каждого станка в зависимости от назначенного режима резания, износа резца и других факторов. Исследования, выполненные в Саратовском государственном техническом университете им. Гагарина Ю. А., показали, что оценку динамического качества АМС целесообразно выполнять по запасу устойчивости ДС, определяемому в результате специальной обработки виброизмерительной информации и идентификации автокорреляционной функции (АКФ) колебаний ДС. Целью работы является алгоритмизация процесса обработки виброизмерительной информации при формировании оценок динамического качества станка по запасу устойчивости динамической системы для выявления начальной фазы катастрофического износа резца. Для достижения цели, во-первых, проводится теоретическое обоснование вида АКФ колебаний при резании, что используется затем для идентификации АКФ по экспериментальным данным; во-вторых, предлагается методика и алгоритм обработки виброизмерительной информации; в-третьих, выполняется практическая апробация метода распознавания начала катастрофического износа резца на токарном станке с числовым программным управлением. Материалы и методы. Можно выделить два основных направления анализа и оценки динамического качества станков, причем первое базируется на теоретических моделях, в которых в определенной степени используются результаты экспериментов, а второе – на экспериментальных исследованиях колебаний различных узлов АМС с дальнейшей математической обработкой измерительной информации для идентификации модели ДС и формирования оценок динамического качества. Результаты многолетних исследований токарных и шлифовальных станков показали, что в производственных условиях именно второе направление позволяет оперативно оценивать динамическое качество АМС при условии компьютерной обработки измерительной информации. Результаты и выводы. Результаты теоретического анализа стохастических колебаний в динамической системе станка и экспериментальных исследований точности обработки колец подшипников на токарном станке с числовым программным управлением с одновременным автоматизированным измерением виброакустических колебаний и вычислением показателей колебательности динамической системы подтвердили их корреляционную связь и возможность определения критерия для выявления начальной фазы катастрофического износа резца по существенному изменению (более чем на 50 %) первых разностей показателей колебательности.