В области станкостроения основными характеристиками эффективности обработки деталей на металлорежущих станках являются скорость изготовления и качество партии деталей. В первую очередь, на это влияют технологические режимы обработки, а также состояние станков. В этой связи требуются новые системные решения, связывающие динамические характеристики станка и программу управления исполнительными элементами с реальными выходными параметрами обработки, особенно в условиях нестационарных режимов, износа инструмента и внешних возмущений.
В ДГТУ предлагают создать интегрируемую систему мониторинга, которая способна выявлять скрытые закономерности в поведении динамической системы резания (ДСР). Такой вариант повысит качество продукции и снизит простои.
Донские ученые проектируют мультимодальный комплекс-мониторинг, который сочетает данные с нескольких физических каналов – вибраций, сил резания, тока, температуры и акустической эмиссии. На основе этих сигналов строится гибридная модель обучения, которая отслеживает этапы состояния динамической системы резания (ДСР) в реальном времени. Такую систему планируется сделать адаптивной под разные типы станков ЧПУ. Кроме того, она будет включать как аппаратные сенсоры, так и программное обеспечение для оценки и визуализации состояния системы резания.
Исследование специалистов ДГТУ включает в себя три этапа работы.
Во втором полугодии 2025 года специалисты провели патентный анализ и экспериментальные испытания, а также разработали архитектуру программного обеспечения системы мониторинга.
Первый этап выполнен в полном объеме. Полученный результат дает основания для перехода ко второму этапу, в котором будут проведены экспериментальные исследования всех типов, включая режим контролируемого износа, а также анализ и разработка алгоритмов машинного обучения для определения диагностических признаков деградации свойств динамической системы резания.
В этом году начался второй этап. Ученые ДГТУ намерены разработать и испытать эскизный макет, создавать нейросетевые алгоритмы и математические модели резания. На данный момент уже готов прототип программного обеспечения, который оценивает динамику процесса по изменениям мощности вибрационной активности режущего инструмента, а в перспективе эксперты уделят внимание методам оценки, например, интенсивности изнашивания режущей пластины.
В течение следующего, 2027 года специалисты опорного вуза нацелены разработать программное обеспечение и лабораторные образцы системы, а в дальнейшем испытать и внедрить их на производственной площадке квалифицированного заказчика.
В проекте под руководством к.т.н., доцента Валерии Гвинджилия задействованы ведущие сотрудники кафедр «Автоматизация производственных процессов», «Программное обеспечение вычислительной техники и автоматизированных систем», «Инженерная и компьютерная графика», «Технология машиностроения».
Команда ученых и инженеров ДГТУ работает совместно с квалифицированным заказчиком – группой компаний «Центр эффективных производственных решений» (ГК «ЦЭПР»), сотрудничество с которым началось в рамках отраслевого мероприятия «День заказчика: станкостроение и промышленная автоматизация» от головного центра компетенций станкоинструментальной промышленности «МГТУ «СТАНКИН» и «Центр развития базовых отраслей промышленности» при поддержке Минпромторга России.
Итогом партнерства стали экспериментальные исследования по сбору информационных данных о динамике станка на основе сигналов вибраций оборудования. Объекты отбирались из станочного парка предприятия-заказчика ГК «ЦЭПР» г. Новосибирска.
Работа ведется в рамках федерального проекта «Наука и кадры для производства средств производства и автоматизации» (соглашение № 075-03-2025-302/10 от 23 декабря 2025 г., далее – ПНИ) «Разработка программно-аппаратных средств для мониторинга и анализа параметров резания и эксплуатационных характеристик станков с ЧПУ».
Олеся Фарберович, управление информационной политики
isdstu@mail.ru
