Моделирование систем прогнозирования и фиксации периода стойкости режущего инструмента

Области формирования программ по выбору РИ и его проектирования и управляющих программ СИО определяют интеллектуальный уровень СИО. В гиперграф Г данные области отображаются ребрами г₄иг₅.

Вершины ребра г₄ определяют: г₄₁ (РВИ) — по выбору РИ из базы данных на РИ; г₄₂ (САПР РИ) — программы на проектирование РИ и

программы на улучшение конструктивных параметров РИ; г₄₃ — программы формирования карт наладок РИ; г₄₄ (ФИМ) — программы на формирование инструментальных магазинов; г₄₅ — программы формирования промежуточных накопителей.

Соответственно вершины ребра г₅ отображают программы: г₅₁ (УТРИ) — управляющие транспортными системами для транспортировки РИ; г₅₂ (УПРИ) — подготовки РИ; г₅₃ (УНРИ) — настройки РИ; г₅₄ (УСКРИ) — складирования РИ; г₅₅ (УДРИ) — диагностирования РИ; г₅₆ (УПН) — перемещения промежуточных накопителей; г₅₇ (УСТ) — управления РИ на станке. Один из вариантов взаимодействия программ по выбору и проектированию представлен на рис. 2.6, а математическая модель — в виде графа Г и матрицы циклов С (Г_л34):

По графу и матрице опишем основные из циклов.

Вершина графа х_х соответствует заказу на конкретный вид РИ. Цикл С_п1 предполагает следующую последовательность работы программ. Поиск РИ в базе данных на нормализованные общесоюзные стандартами РИ (х₂ — РИН). База данных формируется с учетом использования на данном предприятии определенных типоразмеров РИ. При наличии заказанного РИ в базе данных поиск осуществляется на складе

Рис. 2.6. Модель взаимодействия программ по выбору и проектированию РИ в виде графа Г_л34

(х₅ — СКРИ). В данном случае склад должен быть автоматизированным. Если на складе РИ имеется, то составляется карта наладки РИ (х₉ — КНАЛ) с последующим формированием промежуточного накопителя (х₁₀ — ФПН) и инструментального магазина (лг_п — ФИН). Цикл С_п2 предполагает отсутствие в базе данных затребованного РИ и поиск его в БД на РИ по отраслевым нормалям (х₃ — РИОН) с последующим затребованием на складе (х₅ — СКРИ) и далее х₅__д, х₉_₁₀, дс . Цикл С_п3 базируется на поиске специального РИ, ранее спроектированного, с последующим обращением к х₅ , д;₉_₁₀, х₁₀₁₁. В цикле С_п4 используется система автоматизированного проектирования специального РИ (х₆ — САПР РИ) с разработкой технологического процесса (х₇ — САПР ТП) и изготовлением РИ (х₈ — ИЗГ) с последующим направлением на склад и далее х₅__д, х_д_₁₀, лг₁₀__п В цикле С_п5 заложена возможность заказа стандартного РИ (х₁₂ — ЗАК) заводским службам (х₁₃ — ЗСЛ) с последующей доставкой на склад (х₅). В цикле С_п6 заказ осуществляется

на проектирование специального РИ (х₆) с последующей разработкой технологии (х₇) и изготовлением РИ (х₈).

Область управляющих программ в модели СИО отображена в виде графа-дерева Г_л35 с 2 уровнями ветвления и 13 вершинами (рис. 2.7). Направления связей не указаны, так как между вершинами установлены прямые и обратные связи.

На первом уровне ветвления графа-дерева расположен центральный вычислительный комплекс (х_х — ЦВМ). На втором уровне — система управления транспортными потоками РИ (х₂ — СУТРП РИ), (х₁₂ — СУТРП РИ), система программ по выбору и проектированию РИ (х_п — ПВРИ) и система управления станками (х₇ — ЧПУСТ). Система управления ТРПРИ имеет индивидуальный терминал (х₁₄ — ИТ), с которого осуществляется управление системой подачи РИ к обрабатывающему комплексу (х₃ — УПРИ). Управление от ЦВМ осуществляется загрузкой РИ промежуточных накопителей (х_ъ — ПН), складом инструмента (х₆ — СКРИ) и связи с системой настройки РИ (х₄ — УНРИ), имею-

Рис. 2.7. Модель в области управляющих программ СИО в виде графа-дерева Г_и35

щей индивидуальный терминал (х₁₃ — ИТ), и системой диагностики РИ (х₁₅ — УДРИ). Система ЧПУ станка управляет устройством смены РИ (х₈ — АСИ), инструментальным магазином (х₉ — ИМ) и перемещениями узлов станка (х₁₀ — УС). Подобная система управления разработана фирмой Fritz Werner (Западный Берлин). Особенность данной схемы системы управления заключается в том, что имеется терминал для загрузки РИ и терминал комплекса настройки РИ с возможностью передачи информации на ЦВМ и в систему ЧПУ.

Составляющие системы прогнозирования и фиксации периода стойкости РИ в графе Г_и3 отображены ребром г₆. Множество вершин ребра г₆ имитирует: г_в1 — формирование информации о нормативной стойкости РИ; г₆₂ (ДУБ) — расчет числа дублеров РИ; r_g3 (ОСТСТ) — формирование информации об остаточной стойкости; г₆₄ (ПОЛ) — прогнозирование и фиксацию поломок РИ; г₆₅ (РРИ) — расчет резервного количества РИ на складе; г₆₅ — формирование прогнозируемых режимов резания.

Взаимодействие составляющих данной области формирования представлено графом Г_л3 (рис. 2.8). Общая характеристика пред-

Рис. 2.8. Модель прогнозированные и фиксации периода стойкости РИ в виде ориентированного графа Г_н6

ставленной модели и принципы ее формирования заключаются в следующем.

Все инструменты, предназначенные для обработки партии деталей, разбиваются на три группы: первая группа (x_x — РИД — РИ, подлежащие замене с учетом предельного износа и вероятной поломки; вторая группа (х₂ — РИ₂) — РИ, подлежащие замене с учетом только предельного износа; третья группа (х₃ — РИД — РИ, подлежащие замене, с учетом предельного износа и обеспечения заданного размера детали. Для каждого инструмента указанной группы определяется нормативная стойкость РИ (х₄ — ИСТ). Нормативная стойкость определяется, исходя из прогнозируемой производительности процесса резания и, следовательно, прогнозируемых режимах резания (х₆ — РРП). С учетом вероятности поломок и потери размера деталей определяется количество инструментов-дублеров (х₇ — ДУБ). Для инструментов с избыточным периодом стойкости по отношению к периоду обработки этим инструментом детали фиксируется расчетная остаточная стойкость (х₈ — ОСТСТ). В процессе обработки партии деталей действительные режимы резания (х₉ — РРД) могут отличаться от расчетных, что приведет к изменению остаточной стойкости или количества инструментов-дублеров и резерва РИ (х₁₀ — РРИ).

Фиксация поломок РИ и отклонения режимов резания от расчетных производится системой диагностики режущего инструмента (х_п-ДРИ).

Сформируем матрицу маршрутов, учитывающую динамику процесса фиксации периода стойкости, изменение состояния конструктивных характеристик РИ, влияющих на вероятность поломок и размерную стойкость.

Матрица маршрутов для первой группы РИ:

Матрица маршрутов для второй группы РИ:

Маршруты матрицы С_г (Г_и6) отображают: С_х = {^!_₂} — перевод РИ из первой группы после ряда переточек во вторую группу вследствие увеличения прочности конструкции; С₂ = {xj_₂, х₄_₇, х₅_₇, х₇_₁₀} — последовательность определения числа дублеров РИ и резерва без учета поломок, если данный тип РИ обладает повышенной прочностью; С₃ = {xj_₄, х,_₅, х₄_₇, х₅_₇, х₇_₁₀} — последовательность определения дублеров РИ с учетом нормативной стойкости, которая в данном случае меньше периода времени обработки детали данным инструментом, вероятности поломок данного типа РИ, учитываемых коэффициентом случайной убыли; С₄ = x₂__v х_г_₄, х₄_₇, х₅_₇, х₇_₁₀} — перевод РИ из второй группы после ряда переточек в первую и далее последовательность по С₂; С₅ ={x₂₁ UC₃} — перевод РИ из второй группы после ряда переточек в первую и далее последовательность по С₃; С₂= {х₁₄, х,_₅, х₅__п, х_п_₇} — последовательность определения дублеров РИ с корректировкой на применение устройства для фиксации поломок. Подобным образом матрицу можно дополнять другими видами маршрутов.

Маршруты матрицы С^Г^): Cj = {х₂_₄, х₄_₇, х₇_₁₀} — последовательность определения нормативной стойкости и количества дублеров для РИ с периодом стойкости меньше времени периода обработки детали данным типом инструмента; С₂ ={х₂_₄, х₄_₈, х₈_₁₀} — период нормативной стойкости, которая превышает время обработки детали данным типом РИ, с последующим определением остаточной стойкости; С₃ = {.х;₃_₂, х₂_₄, х₉__п, jc_u_₈, х₄_₉} — перевод РИ из третьей группы во вторую при выполнении перехода черновой обработки с последующим определением нормативной стойкости, действительных режимов резания с помощью устройства диагностики и корректировкой нормативной стойкости с учетом действительных режимов резания; С₄ ={х₃_₂, х₂_₄} — перевод РИ из третьей группы во вторую и далее С₂; С₅ = {х₂_₃, х₄_₉, х₉__п, х_п__&} х₈_₁₆, х₃_₄} — перевод РИ из второй труппы в третью при выполнении перехода чистовой обработки с последующим определением нормативной стойкости, действительных режимов резания с помощью устройства диагностики, корректировкой остаточной стойкости и резерва.