donstuAdvanced Engineering Research (Rostov-on-Don)Advanced Engineering Research (Rostov-on-Don)2687-1653Don State Technical University10.12737/11605donstu-12Research ArticleMACHINE BUILDING AND MACHINE SCIENCEМАШИНОСТРОЕНИЕ И МАШИНОВЕДЕНИЕThe estimation of fuzzy boundary of multioperational machine tool lifeОценка нечеткой границы стойкости инструмента многооперационного станкаТугенгольдАндрей КирилловичTugengoldAndrey Kirillovichvibrotech@mail.ruШучевКонстантин ГригорьевичShuchevKonstantin Grigoryevichpme-dgtu@mail.ruИзюмовАндрей ИгоревичIzyumovAndrey Igorevichvibrotech@mail.ruТереховДмитрий ЮрьевичTerekhovDmitry Yuryevichvibrotech@mail.ruДонской государственный технический университет, г. Ростов-на-Дону, Российская ФедерацияРоссияDon State Technical University, Rostov-on-Don, Russian FederationRussian Federation2015300620151523240Copyright © Tugengold A.K., Shuchev K.G., Izyumov A.I., Terekhov D.Y., 20152015Тугенгольд А.К., Шучев К.Г., Изюмов А.И., Терехов Д.Ю.Tugengold A.K., Shuchev K.G., Izyumov A.I., Terekhov D.Y.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.vestnik-donstu.ru/jour/article/view/12

The purpose of this paper is to present the basic principles of the construction and operation of monitoring systems of the tool condition, and the machine tooling backup man-agement in the computer-aided manufacturing. The proposed approach is focused on creating conditions for the effective tool state management. For this, the application of the intelligent host control module on the basis of the interactive electronic technical documentation of the mechatronic technological object is proposed. Valuation principles of the tool life fuzzy boundary are fully considered on the basis of the of fuzzy knowledge theory. Three methods for estimating the parameters of the resistance fuzzy boundary are presented. A neural network which operates on the basis of the developed fuzzy prediction rule base of the cutting tool wear depending on the instrument status and its impact on the part cutting accuracy is built. The results obtained are applicable in the sphere of the industrial engineering.

Целью работы является представление принципов построения и функционирования системы наблюдения за состоянием инструментов и управления инструментальным обеспечением станков в компьютеризированном производстве. Предложенный подход ориентирован на создание условий эффективного управления состоянием инструментов. Для этого предлагается использовать интеллектуальный информационный управляющий модуль на базе интерактивной электронной технической документации мехатронного технологического объекта. На основе теории нечетких знаний подробно рассматриваются принципы оценки нечеткой границы стойкости инструментов. Представлены три метода оценки параметров нечеткой границы стойкости. Построена нейронная сеть, функционирующая на основе разработанной базы правил нечеткого прогнозирования износостойкости режущего инструмента в зависимости от состояния инструмента и его влияния на точность обработки детали. Полученные результаты применимы в области промышленного машиностроения.

многооперационный станокмониторинг инструментовсистема знанийуправление инструментальным обеспечениемнечеткая граница стойкостиmultioperational machinetool state monitoringknowledge systemthe management of tool softwarefuzzy boundary resistanceReferencesSensor Fused Intelligent Monitoring System for Machining. European Module IMS Project EP 26504. Final Report [Электронный ресурс] / J. Hernendez [et al.] ; European IMS-SIMON consortium. - 152 p. - Режим доступа: http://www.ims.org/2012/11/simon-sensor-fused-intelligent-monitoring-system-for-machining/ (дата обращения: 03.12.2014).Hernendez, J., et al. Sensor Fused Intelligent Monitoring System for Machining. European Module IMS Project EP 26504. Final Report; European IMS-SIMON consortium. 152 p. Available at: http://www.ims.org/2012/11/simon-sensorfused-intelligent-monitoring-system-for-machining/ (accessed: 03.12.2014).Григорьев, С. Н. Повышение производительности фрезерования с помощью диагностирования состояния инструмента с учетом достоверности отображения состояния объекта по критерию его отказа / С. Н. Григорьев, В. Д. Гурин, Н. Ю. Черкасова // Вестник МГТУ «СТАНКИН». - 2011.- № 3 (15). - С. 44-48.Grigoryev, S. N., Gurin, V. D., Cherkasova, N. Y. Povyshenie proizvoditel'nosti frezerovaniya s pomoshch'yu diagnostirovaniya sostoyaniya instrumenta s uchetom dostovernosti otobrazheniya sostoyaniya ob''ekta po kriteriyu ego otkaza. [Milling rate improvement using tool status diagnostics with account for the reliability of the object status display by its failure criterion.] Vestnik MSTU “Stankin”, 2011, no. 3 (15), pp. 44–48 (in Russian).Кочеровский, Е. В. Диагностика состояния инструмента по силовым характеристикам процесса резания / Е. В. Кочеровский, Г. М. Лихцер. - Москва : ВНИИТЭМР, 1988. - 40 с.Kocherovskiy, Е. V., Lichtser, G. M. Diagnostika sostoyaniya instrumenta po silovym kharakteristikam protsessa rezaniya. [Tool status diagnostics on the cutting process power characteristics.] Moscow: VNIITEMR, 1988, 40 p. (in Russian).Тугенгольд, А. К. Моделирование базы знаний системы управления мехатронным объектом / А. К. Тугенгольд, А. А. Кузьмин // Изв. высш. учеб. заведений. Сев.-Кавк. регион. Техн. науки. - 2009. - Спец. вып. «Мехатроника. Соврем. сост. и тенденции развития». - С. 69-73.Tugengold, А. К., Kuzmin, А. А. Modelirovanie bazy znaniy sistemy upravleniya mekhatronnym ob''ektom. [Modeling of mechatronic object management system knowledgebase.] Izvestiya vuzov. Severo-Kavkazskiy region. Technical Sciences, 2009. Special iss. “Mekhatronika. Sovrem. sost. i tendentsii razvitiya” [Mechatronics. Current state and development trends.] pp. 69–73 (in Russian).Тугенгольд, А. К. Smart-паспорт мехатронного технологического объекта. Концепт / А. К. Тугенгольд, А. А. Бердичевский // Вестник Дон. гос. техн. ун-та. - 2012. - № 7. - С. 33-41.Tugengold, А. К., Berdichevskiy, A. A. Smart-pasport mekhatronnogo tekhnologicheskogo ob''ekta. Kontsept. [Smart-passport of mechatronic production facility. Concept.] Vestnik of DSTU, 2012, no. 7, pp. 33–41 (in Russian).Тугенгольд, А. К. Smart-Passport открытой мехатронной технологической системы. Контент / А. К. Тугенгольд. - Saarbrucken : Lambert Academic Publishing, 2013. - 83 c.Tugengold, А. К. Smart-Passport otkrytoy mekhatronnoy tekhnologicheskoy sistemy. Kontent. [Smart-Passport of open mechatronic manufacturing system. Content.] Saarbrucken : Lambert Academic Publishing, 2013, 83 p. (in Russian).Тугенгольд, А. К. Принципы концептуального подхода к созданию подсистемы «ИНСТРУМЕНТ» в смарт-паспорте многооперационного станка / А. К. Тугенгольд, А. И. Изюмов // Вестник Дон. гос. техн. ун-та. - 2014. - № 2. - С. 33-41.Tugengold, А. К., Izyumov, A. I. Printsipy kontseptual'nogo podkhoda k sozdaniyu podsistemy «INSTRUMENT» v smart-pasporte mnogooperatsionnogo stanka. [Principles of conceptual approach to creating TOOL subsystem for multioperation machine smart-passport.] Vestnik of DSTU, 2014, no. 2, pp. 33–41 (in Russian).Синопальников, В. А. Надежность и диагностика технологических систем / В. А. Синопальников, С. Н. Григорьев. - Москва : Высшая школа, 2005. - 343 с.Sinopalnikov, V. A., Grigoryev, S. N. Nadezhnost' i diagnostika tekhnologicheskikh sistem. [Reliability and diagnostics of process systems.] Moscow: Vysshaya shkola, 2005, 343 p. (in Russian).Серебреницкий, П. П. Краткий справочник технолога-машиностроителя / П. П. Серебреницкий. - Санкт-Петербург : Политехника, 2007. - 951 с.Serebrenitskiy, P. P. Kratkiy spravochnik tekhnologa-mashinostroitelya. [Quick reference book for mechanic engineer-technologist.] Sankt-Peterburg: Politekhnika, 2007, 951 p. (in Russian).Проников, А. С. Надежность машин / А. С. Проников. - Москва : Машиностроение, 1978. - 592 с.Pronikov, A. S. Nadezhnost' mashin. [Machine reliability.] Moscow: Mashinostroenie, 1978, 592 p. (in Russian).Čuš, F. Real-Time Cutting Tool Condition Monitoring in Milling / F. Čuš, U. Župerl // Strojniški vestnik - Journal of Mechanical Engineering. - 2011. - № 57 (2). - P. 142-150.Čuš, F., Župerl, U. Real-Time Cutting Tool Condition Monitoring in Milling. Strojniški vestnik — Journal of Mechanical Engineering, 2011, no. 57 (2), pp. 142–150.Bagci, E. Monitoring and analysis of MRR-based feedrate optimization approach and effects of cutting conditions using acoustic sound pressure level in free-form surface milling / E. Bagci // Scientific Research and Essays. - 2011. - Vol. 6 (2). - P. 256-277.Bagci, E. Monitoring and analysis of MRR-based feedrate optimization approach and effects of cutting conditions using acoustic sound pressure level in free-form surface milling. Scientific Research and Essays, 2011, vol. 6 (2), pp. 256–277.Штовба, С. Д. Проектирование нечетких систем средствами MATLAB / С. Д. Штовба. - Москва : Горячая линия - Телеком, 2007. - 288 с.Shtovba, S. D. Proektirovanie nechetkikh sistem sredstvami MATLAB. [Design of fuzzy systems by means of MATLAB.] Moscow: Goryachaya liniya — Telekom, 2007, 288 p. (in Russian).Димитров, В. П. Методика оценки согласованности моделей нечетких экспертных знаний / В. П. Димитров, Л. В. Борисова, И. Н. Нурутдинова // Вестник Дон. гос. техн. ун-та. - 2010. - Т. 10, № 2 (45). - С. 205-216.Dimitrov, V. P., Borisova, L. B., Nurutdinova, I. N. Metodika otsenki soglasovannosti modeley nechetkikh ekspertnykh znaniy. [Methods for estimating coordination of fuzzy expert knowledge models.] Vestnik of DSTU, 2010, vol. 10, no. 2 (45), pp. 205–216 (in Russian).Алгоритмы выбора инструментов фирм Sandwik Coromant и Walter / сост. А. В. Широков. - Самара : Самарский государственный технический университет, 2011. - 33 с.Shirokov, A. V., comp. Algoritmy vybora instrumentov firm Sandwik Coromant i Walter. [Algorithms for selecting tools by Sandwik Coromant and Walter companies.] Samara: Samara State Technical University, 2011, 33 p. (in Russian).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.