CC BY
2
This article discusses ARMABIS (Arbitrary Microprocessor-Based Industrial System) emulators in automatic control planning systems. The purpose of the study is to develop and evaluate the effectiveness ofARMABIS emulators in the context of modeling and analysis of automatic control systems. The article begins with an overview of the principles of operation and capabilities of ARMABIS emulators. The main characteristics and applications of these emulators are presented. Then the features and advantages of using ARMABIS in planning automatic control systems are considered, including the possibility of modeling various types ofprocesses, hardware and communication interfaces. The following are the results of simulation analyses demonstrating the effectiveness of ARMABIS emulators in modeling and optimizing automatic control systems. The performance, accuracy and speed of the emulators are evaluated using the example of various management tasks. In conclusion, the use ofARMABIS emulators in engineering and scientific fields is discussed, emphasizing their value and potential in the development and debugging of automatic control systems. The prospects for the future development and expansion of ARMABIS capabilities are also presented, including support for new types of microprocessors and integration with other development and simulation tools.
Key words: emulators, power supply, automatic control system.
Ablyazimov Marlene Edemovich, cadet, [email protected], Russia, Kerch, Kerch State Marine Technological University,
Andrey Vladimirovich Ivashchenko, cadet, [email protected], Russia, Kerch, Kerch State Marine Technological University,
Bordyug Alexander Sergeevich, candidate of technical sciences, docent, [email protected], Russia, Kerch, Kerch State Marine Technological University
УДК 681.518
DOI: 10.24412/2071-6168-2023-11-547-548
ИНФОРМАЦИОННО-ИЗМЕРИТЕЛЬНАЯ И УПРАВЛЯЮЩАЯ СИСТЕМА ПРОЦЕССАМИ РЕЗАНИЯ
В УСЛОВИЯХ ИХ ВАРИАБЕЛЬНОСТИ
А.В. Анцев, В.В. Сальников, С.В. Сальников, Е.С. Янов
Рассмотрена структура системы информационной поддержки процесса производства. С целью формализации подхода к мониторингу процесса резания, обладающего возможностью оценки степени износа инструмента в условиях его вариабельности, иерархическая структура предприятий машиностроительного профиля представлена в виде множества уровней. Предложена структура информационно-измерительной и управляющей системы процессом резания для подразделения предприятия машиностроительного профиля, представляющего четвертый его иерархический уровень (участок, цех), учитывающей вариабельность процесса резания и позволяющая в том числе идентифицировать и износ режущего инструмента. Информационно-измерительная и управляющая система имеет четырех уровневую иерархическую структуру: первичные измерительные приборы; устройства сбора и подготовки данных; локальные центры сбора и обработки информации; главный центр сбора и обработки информации. Она отличающаяся тем, что в ней использованы математические модели энергопотребления технологического оборудования, учитывающие степень износа режущего инструмента и формирующие характеристики штатного режима его энергопотребления в заданных условиях функционирования. На основании анализа результатов их сравнения с информацией об энергопотреблении, поступающей с первичных измерительных приборов, система позволяет конкретизировать рекомендации по принятию решений об эксплуатации режущего инструмента.
Ключевые слова: процесс резания, износ режущего инструмента, исполнительные органы, модель энергопотребления, информационно-измерительная и управляющая система, потери мощности, причины нарушения режима энергопотребления.
Информационная система (ИС) современных предприятий машиностроительного профиля (ПМП) развивается по пути совершенствования информационной поддержки процессов жизненного цикла изделий [1-3]. В частности, электронный образ предмета производства формируется входящими в ИС ПМП системами CAE (Computer Aided Engineering), CAD (Computer Aided Design) и другими на стадии его проектирования. С их помощью получают: комплект конструкторской документации и 3-D модель, содержащие информацию о форме, размерах, качестве поверхностей, предельных отклонениях, материале каждой детали, входящей в изделие.
Системы CAM (Computer Aided Manufacturing), входящие в ИС ПМП, увеличивают объем информационного сопровождения предмета производства описанием технологических процессов (ТП), 3-D модели заготовки и управляющими программами для станков с ЧПУ. В ТП отражены: набор обрабатываемых поверхностей, маршруты, комплект инструментов и режимы обработки для преобразования заготовки в готовое изделие и параметры оборудования, на котором предлагается ее обрабатывать [4].
Для обеспечения процесса производства необходимыми ресурсами в ИС ПМП встроены системы управления цепочками поставок - Supply Chain Management (SCM) [4].
На этапе реализации производства используются десятки компонентов и подсистем ИС ПМП, отвечающих за решение различных задач, начиная от сбора данных с распределенной сети датчиков с помощью систем SCADA (Supervisory Control And Data Acquisition), мониторинга и управления производственными и технологическими процессами систем (АСУП и АСУТП), а также систем сбора параметров потребления энергетических ресурсов с помощью автоматизированных систем коммерческого учета электроэнергии (АСКУЭ) и, заканчивая, оценкой эффективности всего предприятия. На рис. 1 приведен пример построения типовой информационной системы ПМП [5].
/
&5Н
TWHMH* np40*CCU
Рис. 1. Системы информационной поддержки процесса производства
На различных иерархических уровнях системы информационной поддержки процесса производства представлены подсистемы: SCADA (диспетчерское управление и сбор данных); PLC - Programmable Logic Controller (контроллер с программируемой логикой); MES - Manufacturing Execution System (система управления производственными процессами); APS - Advanced Planning & Scheduling (усовершенствованное планирование); ERP -Enterprise Resource Planning (планирование ресурсов предприятия); BI - Business Intelligence (Бизнес-аналитика).
Современная степень информатизации производства (рис. 1), а также постоянная тенденция ее роста показывают, что все параметры ТП, необходимые для его реализации, доступны всем подсистемам информационной системы ПМП, как на стадии подготовки производства, так и на стадии оперативного контроля [4].
Процесс резания до сих пор является одним из самых распространенных процессов формоизменения заготовок на ПМП. Он является последним звеном в цепочке элементов, участвующих в совершении «полезной работы» - создании новых конструктивно заданных поверхностей детали [6]. Эффективность процесса резания в первую очередь определяется режущей способностью инструмента. Она ухудшается по мере его износа, что приводит к снижению точности получаемых размеров, ухудшению качества обработанных поверхностей и дополнительным непроизводительным потерям энергии. Он неизбежно сопровождается и потерями энергии, связанными, в частности, с затратами на образование удаляемой части материала заготовки (стружки) и промежуточных поверхностей при многопроходной обработке. К этому следует добавить потери энергии в элементах и устройствах технологической системы, реализующих движения формообразования.
При таком подходе системы мониторинга энергопотребления используемые в ПМП безусловно характеризуют и эффективность процессов резания. Задача заключается в выделении информации, характеризующей собственно состояние режущего инструмента [7]. Она существенно усложняется в связи с его вариабельностью, обусловленной влиянием большого числа факторов, имеющих как детерминированный, так и стохастический характер.
Известные АСКУЭ, используемые в структуре информационной системы ПМП, не позволяют оценить эффективность энергопотребления как степень его соответствия спроектированному ТП и выбранным средствам технологического оснащения, а, следовательно, идентифицировать нарушения режима энергопотребления (НРЭ), связанные со степенью износа режущего инструмента, с целью принятия оперативных адекватных решений по выбору стратегии его эксплуатации.
Таким образом, разработка информационно-измерительной и управляющей системы (ИИУС) процесса резания с функцией идентификации степени износа инструмента является актуальной задачей. Для ее решения необходимо систематизировать факторы, оказывающие влияние на энергопотребление, в частности, технологического оборудования (ТО).
Постановка задачи. За основу систематизации НРЭ ПМП принято, что его источником является иерархический уровень ПМП, в котором произошли отклонения в условиях функционирования, а причиной - изменение параметров его элементов или циклов (алгоритмов) их работы.
Элементами ПМП, совершающими, как отмечено выше, полезную работу и потребляющими основной объем энергетических ресурсов, является ТО. Конкретизация возмущений, являющихся причиной НРЭ, базируется на анализе их компоновки, кинематической схемы, параметров исполнительных органов (ИО), ТП, характеристик реализуемого воздействия (режущей способности инструмента, его материала и степени износа), обрабатываемого материала и условий функционирования (конкретных настроек, производимых операторами ТО; режимов энергопитания).
Возмущения по компоновке, кинематической схеме, параметрам ИО ТО и ТП в большей части возникают при переносе ТП на другое ТО, отличающееся типоразмером, кинематической схемой, скоростями перемещений, мощностями, типом ИО и т. п.
Все возмущения на процесс резания с точки зрения энергопотребления выражаются в изменении либо полезной работы, либо потерь энергии в соответствующих элементах ТО.
Полезная работа, производимая ТО над материальным потоком (исходным сырьем, заготовкой) с целью изменения его свойств, а также непроизводительные потери в его ИО определяются силовыми, скоростными и временными характеристиками воздействия на него.
Проведенный анализ производственного опыта и технической литературы показал, что на уровне ТП причинами являются отклонения в: характеристиках обрабатываемых материалов, режимах обработки, маршрутных ТП и управляющих программах (УП); на уровне ТО - типоразмере, циклограмме работы, характеристиках инструмента и его настроек; на уровне приводов - определяются его параметрами и настройками.
Таким образом, для расширения возможностей ИИУС энергетического мониторинга функцией идентификации нарушений процесса резания, вызванных недопустимым износом инструмента, необходимо дополнить их элементами формирования и анализа режима энергопотребления для текущих условий производства.
Формализация задачи исследований. Как отмечено выше ПМП является сложной динамической системой, в рамках которой взаимодействуют: оборудование, средства контроля и управления, вспомогательные и транспортные устройства, обрабатывающий инструмент и среды, находящиеся в постоянном движении и изменении, объекты производства, люди, осуществляющие процесс и управляющие им [8]. Объектами управления в них, как правило, являются конкретные ТП [9, 10] и ТО, реализующее их.
Любой ТП [11-13] ПМП может быть представлен в виде последовательности операций изменения конечного числа геометрических и/или физико-механических свойств заготовок, выполняемых в определенном временном
интервале / £ ,/к),где /н, /к - время начала и окончания операции ТП.
С целью формализации подхода к мониторингу процесса резания, обладающего возможностью оценки степени износа инструмента в условиях его вариабельности, иерархическую структуру ПМП представим в виде множества уровней [8, 14]:
Ь = Ь2,..., П,..., пт)
где т - количество уровней иерархии промышленного предприятия.
Каждый /-ый уровень представлен в виде множества единиц ТО
п ={г{, ^V/'У]п }
где п - количество единиц ТО на /-ом уровне ПМП.
Каждый V' элемент ПМП описан множествами параметров и переменных:
V/ = и, X/, Х/, н/), (3)
где и/ , X/ , Х ! - множество входных, выходных и возмущающих переменных элемента, соответственно; Нг/ -
множество параметров, не изменяющихся в процессе его работы (типоразмер ТО, его установленная мощность и др.).
Вход и/ элемента определяет характер его воздействия на заготовку [14]. Выход X. элемента определяет режим его работы в конкретный момент времени. Причем, некоторые из выходов элемента XС Х^ характеризуют процесс изменения свойств заготовки V = / (Xт / ) . С точки зрения мониторинга, значения выходных переменных элемента определяют параметры его энергопотребления N^ при реализации операций ТП.
Как было отмечено ранее, каждый/-ый уровень характеризуется определенной долей потерь энергии ДЫ'! .
В процессах резания большинство основных операций связано с изменением свойств, характеризующих геометрию обрабатываемых поверхностей: размеров, формы и микрорельефа. Используемое для этого ТО реализует определенную схему воздействия инструмента на заготовку, которая конкретизирует виды их движений друг относительно друга. В общем случае они определяют процесс формообразования и делятся на движения подачи и главное движение [15]. Количество и технические характеристики ИО ТО определяют его технологические возможности и режим энергопотребления, характеризующий работу по преобразованию заготовки в готовую деталь.
Таким образом, процесс формообразования определяется параметрами элемента А/ и режимом его работы:
х/ = А п щ, А С н/, (4)
Режим Щ задается набором компонент
Щ = (у^ , С , Тг ,М/) , Щ С и! (5)
где У/1. - заданные скорости формообразования; С1 - геометрические параметры формообразования; Т1 - пара-
1 г г г
метры воздействия, свойственные /-му уровню иерархии ПМП; М/ - параметры, создающие условия для реализации воздействия на заготовку.
Тогда, энергопотребление есть функция качества технологических операций резания
N. = / (X/) (6)
Введенные обозначения иллюстрируются графически на рис. 2.
Полезные мощности, затрачиваемые г'-ым элементом на /-ом уровне, выражены следующей зависимостью:
^ = е ■ Vfг (хт! ), (7)
где ег/ , V(Хт/ ) - удельное значение энергии, затрачиваемой на единичное изменение свойства, и скорость
формообразования на г'-ом элементе /-го уровня иерархии ПМП.
На основании обобщения большого число эмпирических, полу эмпирических и теоретических зависимостей силовых характеристик (мощности) воздействия на заготовку с целью изменения ее свойств определена функциональная связь полезной мощности резания с режимами обработки, параметрами инструмента и обрабатываемой заготовки [7].
ТГ МГ тг МГ
Рис. 2. Структурное представление ТО в системе мониторинга его энергопотребления: Н1 - блок формирования текущего представления геометрического образа обработанной поверхности; Н2 - блок формирования текущих значений составляющих энергопотребления
Тип и характеристики элемента ПМП конкретизируют процесс изменения свойств заготовок. В частности, в нем могут быть использованы несколько исполнительных органов, тогда затрачиваемая мощность определяется их совокупным действием.
^ = Е е'к ■ (Хт1к X Хт!к ^ Хт
(8)
где V
к
проекция вектора скорости изменения свойства на направление действия к-го исполнительного меха-
Учитывая зависимость КПД исполнительных органов от нагрузки, полная мощность [16-19], потребляемая г'-ым элементом на /-ом уровне
А N =Е-
УГ'к
(Хт]г к )
тгк
(9)
где Л! к (Х^к )
(Хт]'к )
зависимость КПД ИО от режима его работы.
Таким образом, на потребляемую мощность оказывают влияние не только параметры ТП, но и характеристики используемого оборудования и режущего инструмента.
Нарушение режима энергопотребления в большинстве случаев связано с флуктуацией параметров ТО или возмущений по входу, поэтому контроль энергопотребления позволяет судить об эффективности, в частности, процессов резания и качестве реализуемого ТП.
Структура ИИУС процесса резания. Энергетический мониторинг ТО предполагает контроль соответствия режима энергопотребления заданному ТП. Он позволяет получать оценку способности достигать требуемого результата при идеальном способе использования ресурсов и в отсутствии воздействия внешней среды, т. е. оценку потенциальной эффективности функционирования системы [20]. Таким образом, для оценки эффективности, например, процессов резания необходимо контролировать не только режим энергопотребления и текущие параметры ТП, но и формализовать критерии их соответствия [21-23].
При таком подходе помимо задач получения информации о текущем режиме энергопотребления, получаемой с помощью известных ИИУС энергетического мониторинга (ИИУСЭМ), и требуемых параметрах ТП, получаемой с SCADA, необходимо решить задачу определения степени соответствия этих двух видов информации. Очевидно, для этого ИИУС на основании технологической информации должна генерировать желаемый или штатный режим энергопотребления, то есть моделировать его в реальном времени.
Кроме этого ИИУСЭМ должна иметь критерии НРЭ, с помощью которых сможет определять момент времени, когда изменения параметров оборудования (износ инструмента) и ТП привели к выходу энергопотребления за допустимые пределы. Причем для принятия решения о внесении каких-либо изменений необходимо получить информацию о наиболее вероятных источниках нарушения энергопотребления. Одним из способов ее получения является моделирование их влияния на энергопотребление.
На основании анализа известных ИИУСЭМ, а также рекомендаций [24], предложена модифицированная структура, для подразделения ПМП, представляющего 4-й ее иерархический уровень (/ = 4 участок, цех), позволяющая в том числе идентифицировать и износ режущего инструмента (рис. 3).
ИИУС имеет 4-х уровневую иерархическую структуру: первичные измерительные приборы (ПИП); устройства сбора и подготовки данных (УСПД); локальные центры сбора и обработки информации (ЛЦОИ); главный центр сбора и обработки информации (ЦОИ). Она содержит традиционные средства контроля и учета как энергетических {Хэ (^)}, так и технологических параметров {Хт (^)} функционирования ТО, каналы связи и программное обеспечение, позволяющее осуществлять сбор, учет и хранение данных, входящих в блок SCADA/АСКУЭ.
На структурной схеме отражены дополнительно введенные связи, обеспечивающие возможность идентификации причин нарушения режимов энергопотребления, связанных в частности с износом режущего инструмента:
- ЛЦОИ с подсистемой SCADA ИС ПМП, для получения информации о характеристиках обрабатываемых заготовок, системами ЧПУ ТО, для получения информации о технологических параметрах их функционирования и оставшемся ресурсе используемых режущих инструментов;
- ПИП с приборами измерения энергопотребления ИО и ТО в целом.
Кроме этого на уровне ЛЦОИ в ИИУС интегрированы следующие программные блоки: математические модели энергопотребления ТО (ММЭТО), формирования входного воздействия (БФВВ), оценки отклонений режима энергопотребления (БООРЭ), формирования возмущений (БФВ) и идентификации источников и причин нарушения режима энергопотребления (рис. 4).
к
-380В
ш
Рис. 3. Структурная схема ИИУС процесса резания по энергопотреблению для участка многоцелевых станков
ПМП
5САРА, АСКУЭ
\l2iOGilS-3.9i МСО.
I
ПФЗЭ.Ш iW.l0J-30.i2i
ТО, ТО, {} ГОу'||
мэто,
мэто,
мэто.
мэто,
мэтол
{хМ
{хт(0}
Клок
фо]Ж1 [рц.11}Л11ИМ ИО'ЛЫуIЦС11ИИ
<е|
1 ц
11 ч
Блок
идеи I ифпк.111111
ИнПНШРЭ
Рис. 4. Уровень ЛЦОИ модифицированной структуры ИИУС
Блок моделей энергопотребления ТО обеспечивает формирование информации о штатном режиме энергопотребления, представляющей собой диаграммы полезной и полной мощностей и энергию, потребляемую его приводами [25].
Блок формирования входного воздействия на ММЭТО обеспечивает преобразование информации, регламентирующей режим работы реального ТО и формируемой на основании управляющей программы системы ЧПУ [26, 27].
Блок оценки отклонений от штатного режима энергопотребления, определяемого ММЭТО, основан на
г
сравнении графиков потребления активной мощности (г) , и затраченной энергией Е/ (г) = [ (г
г г^г
' 0
г = 1, п , г-ым ИО на/-ом иерархическом уровне ПМП / = 1, т .
Если обозначить (г), Е/ (г) как штатные (желаемые) значения. Тогда допустимые их значения
(1 -3/)Ы/(г) <Ы/(г) < (1 + 3/,)Ы/(г); (1 -3/)Е/(г) < Е/(г) < (1 + 3)Е/(г), (10)
где 3/, 3- радиусы области адекватности (допустимого отклонения энергопотребления от штатного режима),
Ы'/, Е/ - допустимые значения потребляемой мощности и затраченной энергии соответственно.
Блок формирования возмущений генерирует векторы параметрических и входных возмущений на ММЭТО, приводя моделируемый процесс в соответствие с реальным.
Возмущения определяются через изменения параметров ТО, приводов (инерционности и демпфирования), реализуемых на нем ТП и условий функционирования, в частности износом режущего инструмента.
Параметрические возмущения задаются множеством возможных отклонений параметров его модели
Да,.,. eQa.
Входные возмущения вызваны флуктуацией условий функционирования и задаются множеством возможных отклонений упруго-диссипативных сил, действующих на приводы f gQT .
Блок идентификации источников и причин нарушения режима энергопотребления на основании априорной систематизации их связи с моделируемыми режимами функционирования и возмущениями конкретизирует возможные их варианты.
Заключение. Предложена структура ИИУС процессом резания, учитывающая его вариабельность и отличающаяся от известных тем, что в ней использованы математические модели энергопотребления ТО, учитывающие степень износа режущего инструмента и формирующие характеристики штатного режима его энергопотребления в заданных условиях функционирования. На основании анализа результатов их сравнения с информацией об энергопотреблении, поступающей с первичных измерительных приборов, ИИУС позволяет конкретизировать рекомендации по принятию решений об эксплуатации режущего инструмента.
Работа выполнена при финансовой поддержке гранта Президента Российской Федерации для государственной поддержки молодых российских ученых - докторов наук МД-4372.2022.4.
Список литературы
1. Салихзянова Н.А., Галлямова Д.Х. Роль информационных систем в эффективном управлении современным предприятием // Вестник Казанского технологического университета. 2012. Т. 15. № 4. С. 170-172.
2. Белякова Г.Я., Фокина Д.А. Цифровая экономика и новые подходы к управлению производственной кооперацией в машиностроении // Вестник Алтайской академии экономики и права. 2019. № 5-1. С. 24-29.
3. Белякова Г.Я., Фокина Д.А. Особенности развития производственной кооперации машиностроителей в рамках ЕАЭС // Фундаментальные исследования. 2017. № 11-1. С. 190-194.
4. Salnikov V.V. Computer based support for efficient use of energy in manufacturing // Proc. 7th Mediterranean Conference on Embedded Computing (MECO). 2018. Pp. 565-568.
5. Our-Directions // PROF-IT GROUP. [Электронный ресурс] URL: https://prof-itgroup.com/business-areas/digital-industrial-integrator/our-directions/upravlenie-proizvodstvom (дата обращения 22.10.2023).
6. Сальников В.В., Ивутин А.Н. Роль технологической информации в обеспечении эффективного энергопотребления предприятия // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2017. № 8. Ч. 1. С. 165-170.
7. Информационное обеспечение энергетического мониторинга процессов резания / А.В. Анцев, В.В. Сальников, В.С. Сальников, А.А. Арсеньева // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2022. № 10. С. 388-394. DOI 10.24412/2071-6168-2022-10-388-394.
8. Sychugov A., Frantsuzova Y., Salnikov V. (2020) Process Modeling for Energy Planning of Technological Systems. In: Radionov A., Karandaev A. (eds) Advances in Automation. RusAutoCon 2019. Lecture Notes in Electrical Engineering. Cham: Springer, 2020. Vol. 641. Pp. 933-943.
9. ГОСТ 14.004-83 Технологическая подготовка производства. Термины и определения основных понятий (с Изменениями N 1, 2).
10. ГОСТ 3.1109-82 Единая система технологической документации (ЕСТД). Термины и определения основных понятий (с Изменением N 1).
11. Технология переработки природного газ и конденсата: Справочник: в 2 ч. М.: ООО "Недра-Бизнесцентр", 2002. Ч. 1. 517 с.
12. Технологическая наследственность в машиностроительном производстве / А.М. Дальский, Б.М. Базров, А.С. Васильев [и др.] / Под ред. А. М. Дальского. М.: Изд-во МАИ, 2000. 364 c.
13. Патраков Н.Н., Курицына В.В. Моделирование дискретных технологических систем в производстве деталей аэрокосмической техники с позиции технологического наследования / Информационные технологии в проектировании и производстве. 2002. №2. С.67-71.
14. Salnikov V., Frantsuzova Y. Modeling of Production Process Energy Characteristics in Mechanical Engineering // In: Radionov A.A., Gasiyarov V.R. (eds) Proceedings of the 6th International Conference on Industrial Engineering (ICIE 2020). ICIE 2021. Lecture Notes in Mechanical Engineering. Cham: Springer, 2021. DOI: https://doi.org/10.1007/978-3-030-54817-9_70.
15. Справочник проектировщика АСУ ТП / Под редакцией Г.Л. Смилянского. М.: Машиностроение, 1983.
527 с.
16. Михайлов О.П., Веселов О.В. Экспериментальное определение параметров привода металлорежущих станков // Станки и инструменты. 1990. №8. С. 9-10.
17. Комплексная автоматизация производства / Л.И. Волчкевич, М.П. Ковалев, М.М. Кузнецов. М.: Машиностроение, 1983. 269 с.
18. Фираго Б.И., Павлячик Л.Б. Теория электропривода. Минск: Техноперспектива, 2007. 585 с.
19. Trzynadlowski A. Control of Induction Motors. London: Academic Press, 2001. 228 p. DOI: https://doi.org/10.1016/b978-0-12-701510-1.x5000-4.
20. Калдыбаев, Р.С. Адаптивные (самонастраивающиеся) системы автоматического управления // Международный студенческий научный вестник. 2020. № 6. С. 8.
21. Сальников В.В., Французова Ю.В. Один из аспектов энергосбережения на промышленных предприятиях // Системы управления электротехническими объектами (СУЭТО-8): Труды Восьмой всероссийской научно-практической конференции, Тула, 11-12 декабря 2018 года. Тула: Тульский государственный университет, 2018. С. 40-43.
22. Сальников В.В. Французова Ю.В. Один из аспектов разработки системы планирования и мониторинга энергетической эффективности промышленных предприятий // Инновационные наукоемкие информационные тех-
нологии: доклады студентов, аспирантов, молодых ученых на научно-технической конференции Тула: Изд-во Тул-ГУ, 2019.
23. Сальников С.В., Сальников В.В Информационное обеспечение состояния зоны резания при точении // Метрологическое обеспечение инновационных технологий. Международный форум: тезисы. Изд-во: Санкт-Петербургский государственный университет аэрокосмического приборостроения (Санкт-Петербург). С. 149-151.
24. Сальников В.В. Информационно-измерительная и управляющая система энергетического мониторинга с идентификацией источников и причин нарушения режимов энергопотребления : специальность 2.2.11. : диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук / Сальников Владимир Владимирович, 2022. - 142 с.
25. Имитационное моделирование диагностики процессов резания на многоцелевых станках / А.В. Анцев, С.В. Сальников, Е.С. Янов, В.В. Сальников // СТИН. 2023. № 4. С. 23-28.
26. Сальников В.В., Французова Ю.В. Энергетический анализ управляющих программ для многоцелевых станков // Моделирование, оптимизация и информационные технологии. Научный журнал. Том 7. № 2. С. 275-283.
27. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2022660690 Российская Федерация. Программный модуль для анализа управляющих программ для станков с числовым программным управлением : № 2022619957 : заявл. 30.05.2022 : опубл. 08.06.2022 / В. В. Сальников; заявитель Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Тульский государственный университет».
Анцев Александр Витальевич, д-р. техн. наук, доцент, заведующий кафедрой, [email protected], Россия, Тула, Тульский государственный университет,
Сальников Владимир Владимирович, канд. техн. наук, ассистент, [email protected], Россия, Тула, Тульский государственный университет,
Сальников Сергей Владимирович, канд. техн. наук, руководитель отдела АСУТП, [email protected], Россия, Тула, ООО «ТОЗ-Робототехника»,
Янов Евгений Сергеевич, канд. техн. наук, докторант, [email protected], Россия, Тула, Тульский государственный университет
INFORMATION-MEASURING AND CONTROL SYSTEM OF CUTTING PROCESSES IN CONDITIONS OF THEIR
VARIABILITY
A.V. Antsev, V.V. Salnikov, S.V. Salnikov, E.S. Yanov
The structure of the information support system for the production process is considered. In order to formalize the approach to monitoring the cutting process, which has the ability to assess the degree of tool wear in conditions of its variability, the hierarchical structure of machine-building enterprises is presented in the form of many levels. The structure of an information-measuring and control system for the cutting process is proposed for a department of a machine-building enterprise, representing its fourth hierarchical level (section, workshop), taking into account the variability of the cutting process and allowing, among other things, the identification and wear of the cutting tool. The information-measuring and control system has a four-level hierarchical structure: primary measuring instruments; data collection and preparation devices; local centers for collecting and processing information; the main center for collecting and processing information. It is distinguished by the fact that it uses mathematical models of energy consumption of technological equipment, taking into account the degree of wear of the cutting tool and forming the characteristics of the normal mode of its energy consumption under given operating conditions. Based on the analysis of the results of their comparison with information on energy consumption coming from primary measuring instruments, the system makes it possible to specify recommendations for making decisions about the operation of cutting tools.
Key words: cutting process, wear of the cutting tool, machine executive, energy consumption model, information-measuring and control system, power loss, causes of violation of the energy consumption regime.
Antsev Alexander Vitalyievich, doctor of technical science, docent, head of the department, [email protected], Russia, Tula, Tula State University,
Salnikov Vladimir Vladimirovich, candidate of technical sciences, assistant, [email protected], Russia, Tula, Tula State University,
Salnikov Sergey Vladimirovich, candidate of technical sciences, head of the automated control system department, [email protected], Russia, Tula, LLC "TOZ-Robotics",
Yanov Evgeny Sergeevich, candidate of technical sciences, doctoral student, [email protected], Russia, Tula, Tula State University
