Введение к работе
Актуальное! ь работы. Изготовление железнодорожных, авиационных и некоторых других видов подшипников требует особо точною соблюдения 1ЄХ нологаческого процесса (ТП) и контроля изделий на всех лапах обработки На финишных операциях шлифования поверхности деталей подшипников гффекги вен вихретоковый метод контроля Целесообразное гь применения укашшою метода неразрушающего контроля в подшипниковой промышленности и ею эф фективность показаны в работах, выполненных в СП У
Анализ данных вихретокового контроля требует о і специалист а высокой квалификации и опыта работы с конкретным прибором Из-за особенное геи субъективною восприятия информации может значительно снижаїься точность результатов коїггроля В связи с этим при организации вихре юковою кошроля необходимо стремиться минимизировать влияние человеческою фактора, обеспечив эффективность контроля за счет разработки и применения роультатшшых методов распознавания дефекгов и классификации деталей подшипников но степени неоднородности поверхностного слоя Также требуется учесть возможность автоматизации процессов и передачи резульгагов в сисіему мопишриша 1П (СМТП) и на верхний уровень АСУ ТП с целью создания сисіемьі менеджмента качества
Имеющиеся автоматизированные системы вихретоковою кошроля для мо ниторинга ТП шлифования деталей подшипников, віч ив ОАО «Сара гож кии подшипниковый завод», не отвечают в полной мере указанным требованиям, г к не обеспечивают автоматизированное распознавание дефектов
Повышение эффективности вихретоковою метода кошроля качества шли фовашгай поверхности деталей подшипников за счет автоматизированною анализа степени неоднородное га поверхностною слоя и выявления типичных дефектов, разработку необходимых методов, позволяющих пошлешь качество результатов контроля, следует считать актуальной задачей
Целью диссертационном работы является сопер7пспст копание кошроля качества шлифованной поверхности деталей подшипников пуіем разрабоїки ме тодов автоматизированного распознавания дефектов и классификации деталей по степени неоднородности поверхностного слоя по данным вихретоковою кон троля с их интеграцией в систему мониториш а процесса шлифования
В соответствии с поставленной целью в работе решены следующие іадачи
Обоснование целесообразности применения вихретоковою метода коп троля и нейронных сетей для выявления различных дефектов поверхиосшою слоя при организации мониторинга 1П шлифования деталей подшипников
Обоснование возможности выявления различных типов дефектов шли фовашгай поверхности путем анализа параметров сипмла вихретоковою нреоб разователя
Разработка методов и алгоритмов автоматизированной оценки качесіва детали и определение вида дефектов по определенному набору пришаков
Создание программного модуля для автоматизированной соршровки дс талей на группы по степени неоднородности поверхиосшою слоя и определения дефектов шлифованной поверхности деталей подшипников по данным пихрею кового контроля
Практическая реализация разработанной модели обрабопси данных вих
ретокового конгроля в производственных условиях
Научная новизна работы заключается в следующем
Разработан метод оценки качества шлифованных поверхностей деталей подшипников по данным вихре токового контроля с автоматизированным выявлением и распознаванием дефектов поверхностного слоя на основе использования искусственных нейронных сетей
Обоснована модель выделения информации о типичных дефектах шлифованной поверхности из сигнала вихретокового датчика па основе автоматизированной классификации неодпородностей по геометрическим параметрам с использованием искусственной нейронной сети Кохонена
Разработаны программные модули автоматизированной классификации шлифованных деталей подшипников по степени неоднородности поверхностно-1 о слоя и распознавания типичных дефектов по эталонным описаниям на основе предложенных криіериальньїх признаков, расширяющие возможности вихрето-кової о контроля в системе мониторинга ТИ
Методы и средства исследования. В основе теоретических исследований лежат методы теории автоматическою управления, алгоритмы машинной графики и методы обработки изображений, теория нейронных сетей Обработка результатов измерения осуществлялась с помощью специально разработанною программного обеспечения с использованием методов объектно-ориентированного прої раммирования и теории реляционных баз данных Экспериментальные исследования проводились с использованием автоматизированной системы вихретокового конгроля (АСВК) на базе прибора вихретокового конгроля ПВК-К2М и прибора вибрационного контроля ВШВ-003-М2 в производственных условиях в ОАО «Саратовский подшипниковый завод»
Практическая ценное і ь и реализация результатов работы. Исследование и разработка методов автомашзированного анализа качества шлифованной поверхности по данным вихретокового метода конгроля проводились в ОАО «Саратовский подшипниковый завод» в рамках задачи совершенствования автомашзированных средств контроля для системы мониторинга ТП и развития АСУ ТИ предприятия
Разработанный на основе предложенных алгоритмов распознавания дефектов программный модуль расширяет возможности АСВК, позволяя охарактеризовать качество и обнаруживать различные типы дефектов поверхностного слоя контролируемых деталей Предусмотрены передача данных в СМТП, на верхний уровень АСУ Ш и их использование в создаваемой системе менеджмента качества Использование АСВК для оценки качества наружных и внутренних колец подшипников из стали марки ШХ-15, обрабатываемых на шлифовальных станках SIW-4, SIW-5, позволяет предупреждать недопустимые отклонения ТП и устранять известные причины выявляемых дефектов поверхностного слоя
Разработанные алюритмы и программный модуль внедрены в ОАО «Саратовский подшипниковый завод», о чем имееіся соответствующий акт
Апробация работы. Основные положения рабоїьі докладывались на Федеральной июговой конференции творческой молодежи России но есіесівешіьш, техническим, і уманитарным наукам (Москва, 2003 г), Международных конференциях «Проблемы и перспективы прецизионной механики и управления в машиностроении» (Саратов, 2002 г , 2006 і ), «Динамика технолог ических систем» (Саратов, 2004 і ), и на заседаниях кафедры «Авгомашзация и управление ісх-
нологическими процессами» СГГУ в 2003-2006 п
Публикации. По теме диссертации опубликовано 10 работ, в юм числе 1 статья п журнале, включенном в перечень ВАК, 9 сшіей в сборниках научных трудов (в том числе 1 статья в трудах федеральной конференции, 3 сіаіьи в трудах международных конференций)
Структура и объем диссертации. Диссертация сосюш из введения, четырех глав, заключения, списка использованной лигераіурьі и приложения Общий объем диссертации составляет 148 страниц Диссертация содержи і 54 рисунка Список использованной литературы включает 138 наименовании
На защиту пьпюсиїся:
Метод оценки качества шлифованных поверхности деталей подшипников по данным вихретокового контроля с автоматизированным выявлением и распознаванием дефектов поверхностною слоя на основе исполыовайия искусственных нейронных сетей
Математическая модель оценки качества новерхноспюю слоя шлифованных деталей подшипников по данным вихретокового кош роля с автомагизи-рованным выявлением и распознаванием дефектов поверхностною слоя на основе использования искусственных нейронных сетей
Результаты экспериментального исследования применения атомаги-зировашюй подсистемы классификации деталей подшипников по степени неоднородности поверхностного слоя и выявления 1ШШЧНЫХ дефекюв при вихрето-ковом контроле в системе мониторинга процесса шлифования
Программный модуль классификации деталей подшипников но степени неоднородное ги поверхностного слоя и выявления типичных дефскюв но эталонным описаниям на основе данных вихретокового кош роля с применением искусственных нейронных сетей, результаты внедрения проіраммпого модуля для АСВК в систему мониторинга процесса шлифования п ОАО «Саратовский подшипниковый завод»
