Мониторинг качества процесса шлифования с использованием нейросетевых моделей

• Автор: Ворыпаев, Алексей Николаевич
• Шифр специальности: 05.13.06, 05.03.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Саратов
• Количество страниц: 159 с. : ил

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

Глава 1. АНАЛИЗ МЕТОДОВ II СРЕДСТВ КОНТРОЛЯ

КАЧЕСТВА ПОВЕРХНОСТНОГО СЛОЯ ДЕТАЛЕЙ ДЛЯ МОНИТОРИНГА ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ ШЛИФОВАЛЬНОЙ ОБРАБОТКИ

1.1. Классификация показателей качества поверхностного

слоя шлифованных деталей

1.1.1. Геометрические показатели качества поверхности деталей

1.1.2. Показатели физикомеханического состояния

поверхностного слоя

1.2. Влияние условий проведения шлифования на

формирование качества поверхностного слоя деталей

1.2. Г Влияние режимов шлифования
1.2.2. Техническое состояние станков и оснастки
1.3. Методы экспериментального исследования
вибрационных сигналов машин
1.3.1. Вибрация, ее измерение и анализ
1.3.2. Выявление частотного состава колебательного процесса
.1 Анализ взаимосвязи колебательных процессов
1.3.4. Методы и средства оперативного контроля динамических
характеристик металлорежущих станков в процессе резания
1.4. Вибрационная диагностика н мониторинг
1.5. Постановка основных задач исследования
Глава 2. ИССЛЕДОВА1ШЕ ВЗАИМОСВЯЗИ ДШ1АМИЧЕСКОГО
СОСТОЯНИЯ СТАНКА С КАЧЕСТВОМ ШЛИФОВАНИЯ
2.1. Обеспечение качества колец на основе мониторинга
процесса шлифования
2.1.1 Системный подход к организации мониторинга
2.1.2. Мониторинг процесса шлифования на основе информации о
качестве обработки колец и динамическом состоянии станков
Структурная модель динамической системы шлифовального станка
Исходные предпосылки к созданию модели Структурнофункциональный анализ динамической системы шлифовального станка
Идентификация динамических характеристик элементов станка
Идентификация типовых звеньев модели
Оценка взаимосвязи качества процесса шлифования с
динамическим состоянием станка
Влияние структуры шлифовального круга на динамику процесса резания и качество обрабатываемой поверхности Выводы
МОНИТОРИНГ КАЧЕСТВА ПРОЦЕССА
ШЛИФОВАНИЯ С ИСПОЛЬЗОВАНИМ
НЕЙРОСЕТЕВЫХ МОДЕЛЕЙ
Распознавание качества шлифования как объект применения нейросетевых методов Постановка задачи
Выбор нейросетевого алгоритм в контексте решаемой задачи
Структура сети
Входной слой Слой Кохонена Слой Гроссбсрга Обучение нейросети Обучение слоя Кохонена Обучение слоя Гроссберга
Применение Ш1С встречного распространения в контексте задачи определения параметров качества
3.6.1. Оптимизация архитектуры сети
3.6.2. Корректность распознавания параметров качества сетью
3.7. Выводы
Глава 4. ПРАКТИЧЕСКОЕ ПРИМЕНЕНИЕ АППАРАТА
НЕЙРОННЫХ СЕТЕЙ В ЗАДАЧЕ МОНИТОРИНГА ПРОЦЕССА АБРАЗИВНОЙ ОБРАБОТКИ В РЕАЛЬНОМ ВРЕМЕНИ
4.1. Аппарат ИНС как информационный канал системы
мониторинга шлифовальной обработки деталей подшипников
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА


Изучение процесса образования поверхностного слоя и его взаимосвязи с технологическими факторами обработки шлифованием, с одной стороны, и эксплуатационными показателями - с другой, имеет большое значение для прогнозирования качества деталей при обработке [4, , , , , , ,,]. Показатели качества поверхностного слоя деталей разделяют на две группы - геометрические и физико-механические. Каждую из этих групп делят на несколько подгрупп: геометрические (спектры неровностей) - на неровности с различными шагами (шероховатость, волнистость, отклонение формы), несущая способность и другие; физико-механические - на прижоги, микротрещины, микроструктуру, внутренние напряжения и микротвердость. Перечисленные выше показатели являются основными показателями качества поверхностного слоя деталей. Для надежной работы детали большое значение имеет шероховатость обработанной поверхности, которая в основном определяется режимами шлифования и характеристикой круга. Шероховатость поверхности детали определяет главным образом ее первоначальный износ, а качество поверхностного слоя - ее рабочий износ. Формирование микрогеометрии поверхности и качества поверхностного слоя является сложным физическим процессом с активным взаимодействием всех материалов, находящихся в зоне обработки []. В этом случае многое является результатом копирования траектории массового перемещения шлифующих зерен круга относительно обрабатываемой детали (рис. В результате действия шлифующих зерен на поверхностный слой детали наносится огромное число микроцарапин, формирующих микропрофиль. Наряду с шероховатостью шлифованной поверхности большое значение имеет также ее волнистость, представляющая собой сочетание периодических и апериодических выступов и впадин. Волнистость поверхности детали при шлифовании образуется либо в результате колебаний шлифовального круга в направлении, перпендикулярном обрабатываемой поверхности, либо в результате неправильной геометрической формы круга (овальность, волны на рабочей поверхности круга и т. Обе причины сводятся и изменению траектории движения образующей круга параллельно обрабатываемой поверхности в направлении, перпендикулярном обрабатываемой поверхности. Рис. Высота и период волн на шлифованной поверхности зависят от амплитуды и частоты колебаний рабочей поверхности (образующей) круга относительно обрабатываемой поверхности, формы и размеров шлифовального круга и детали, а также от того, сколько раз и с каким сдвигом по фазе шлифовальный круг проходит данный участок детали. Амплитуда колебаний шлифовального круга относительно детали определяется величиной силы, вызывающей эти колебания, и жесткостью ТС. Чем больше амплитуда колебаний силы и меньше жесткость системы, тем больше волны на детали. Эта зависимость не является пропорциональной, более того, начиная с некоторых значений, увеличение амплитуды колебаний круга не вызывает увеличения волн на детали. Причина такого явления становится понятной, если обратиться к схеме образования волн на шлифованной поверхности (рис. Рис. Из этой схемы видно, что при одной и той же амплитуде колебаний круга с увеличением частоты колебаний высота волн уменьшается. Влияние перечисленных факторов на волнистость шлифованных поверхностей подробно описано в литературе [, ]. Интересным моментом в процессе образования волн на детали является его связь с шероховатостью шлифованной поверхности, а точнее, с закономерной неоднородностью шероховатости поверхности: при наличии волн на детали шероховатость поверхности во впадине волны всегда больше, чем на вершине (рис. Рис. В момент врезания круга в деталь, т. При перемещении круга от детали происходит обратная картина. Так появляется закономерная, связанная с волнистостью неоднородность шероховатости шлифованной поверхности. В последнее время все больше исследователей рассматривают процесс формообразования шлифованной поверхности с позиции теории вероятностей и случайных процессов [9, , ]. Такой подход является достаточно логичным, так как даже при определенной кинематике процесса и случайном расположении режущих кромок на круге характер шероховатости шлифованной поверхности будет всегда случайным.