ЦИФРОВОЙ ДВОЙНИК КАК ОСНОВА АВТОМАТИЗАЦИИ УПРАВЛЕНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМ ПРОЦЕССОМ МЕХАНООБРАБОТКИ

Авторы:

Кулешов И.В., Еремеева В.А.

Аннотация:

Предложена архитектура цифрового двойника, предназначенного для предиктивного управления операцией фрезерования на пятикоординатном обрабатывающем центре с числовым программным управлением. Виртуальная модель, реализованная в среде Simcenter, объединяет конечно-элементную дискретизацию зоны резания, кинематическую схему привода подач и степенную зависимость износа инструмента; калибровка выполнена по данным пьезоэлектрического динамометра, хромель-алюмелевой термопары и виброакустического датчика. Двусторонний обмен информацией между физическим объектом и моделью организован посредством протоколов OPC UA и MQTT с циклом обновления 100 мс. Алгоритм управления основан на минимизации интегрального отклонения геометрии обработанной поверхности при ограничении на допустимый износ режущей кромки. Верификация проведена при обработке заготовок из титанового сплава ВТ6: по сравнению с управлением по постоянной программе зафиксировано снижение доли брака на 30%, увеличение стойкости концевой фрезы на 18%, уменьшение среднеквадратичного отклонения силы резания на 40%. Расхождение между расчётными и измеренными значениями не превысило 7,1% для интегрального параметра износа. Результаты подтверждают пригодность предложенного решения для замыкания контура адаптивного управления непосредственно в ходе технологической операции на серийном промышленном оборудовании.

Ключевые слова:

Цифровой двойник, автоматизация механообработки, предиктивное управление, процесс фрезерования, титановый сплав ВТ6, модель износа инструмента, киберфизическая система, OPC UA, адаптивная коррекция режимов резания, Simcenter.

Цитировать статью:

График выхода журналов

Последние выпуски: