priborИзвестия высших учебных заведений. ПриборостроениеJournal of Instrument Engineering0021-34542500-0381Национальный исследовательский университет ИТМО10.17586/0021-3454-2023-66-1-56-65pribor-32Research ArticleСПЕЦИАЛЬНЫЙ ВЫПУСК, ПОСВЯЩЕННЫЙ ПАМЯТИ Е. И. ЯБЛОЧНИКОВАSPECIAL ISSUE DEDICATED TO THE MEMORY OF E. I. YABLOCHNIKOVМетодика операционного контроля ротационного режущего инструмента на станках с числовым программным управлениемMethod of operational control of a rotary cutting tool оn machine tools with numerical controlБасоваТ. В.BasovaT. V.

Татьяна Владимировна Басова - аспирант; факультет систем управления и робототехники

Санкт-Петербург

Tatiana V. Basova - Post-Graduate Student; Faculty of Control Systems and Robotics

St. Petersburg

tvbasova@itmo.ruАндреевЮ. С.AndreevYu. S.

Юрий Сергеевич Андреев - канд. техн. наук, доцент; факультет систем управления и робототехники; доцент

Санкт-Петербург

Yuriy S. Andreev — PhD, Associate Professor; Faculty of Control Systems and Robotics

St. Petersburg

ysandreev@itmo.ruБасоваМ. В.BasovaM. V.

Мария Владимировна Басова - аспирант; кафедра стрелково-пушечного, артиллерийского и ракетного оружия

Санкт-Петербург

Maria V. Basova - Post-Graduate Student; Department of Small-Gun, Artillery and Rocket Weapons

St. Petersburg

basova_mv@voenmeh.ruУниверситет ИТМОITMO UniversityБалтийский государственный технический университет „ВОЕНМЕХ“ им. Д. Ф. УстиноваD. F. Ustinov Baltic State Technical University VOENMEH2023251120246615665Copyright © Национальный исследовательский университет ИТМО, 20242024Национальный исследовательский университет ИТМОНациональный исследовательский университет ИТМОhttps://pribor.ifmo.ru/jour/about/submissions#copyrightNoticehttps://pribor.ifmo.ru/jour/article/view/32

Предложена новая методика операционного контроля режущего инструмента с применением бесконтактных датчиков его наладки и рассмотрены основные трудности контроля инструмента в производстве. Разработанная методика позволяет повысить уровень автоматизации технологической подготовки производства за счет применения рекомендованной разработанной базы данных технических параметров инструмента и усовершенствования алгоритма обработки результатов измерений, полученных бесконтактными датчиками наладки инструмента. Контроль по новой методике повышает эффективность производства участков, на которых размещены станки с ЧПУ, и обеспечивает заданное качество изготовления деталей. Преимущества методики — экономичность решения за счет применения только штатных датчиков станков с ЧПУ, а также исключение ручной обработки результатов измерений. Актуальность работы обусловлена распространенностью применения ротационного фрезерного инструмента в технологии современного приборостроительного и машиностроительного производства.  

A new method of operational control of a rotary cutting tool with the use of non-contact tools setters is proposed, and main difficulties of rotary cutting tools control in a manufacturing plant are considered.  The developed technique makes it possible to increase the level of automation of technological preparation of production through the use of recommended database of the tool technical parameters and improvement of the algorithm for processing the measurement results obtained by non-contact tool setting sensors. Control performed in accordance with the new method increases the efficiency of the production of sections where CNC machines are located and ensures the specified quality of parts manufacturing. The advantages of the technique are the cost-effectiveness of the solution due to the use of only standard sensors of CNC machines, as well as the exclusion of manual processing of measurement results. The relevance of the work is due to the prevalence of the use of rotary milling tools in the technology of modern instrumentmaking and machine-building enterprises. 

износ режущего инструментаметодикациклы измеренияоперационный контрольротационный режущий инструментстанки с ЧПУдатчик наладки инструментаалгоритмыcutting tool wearmethodologymeasurement cyclesoperational controlrotary cutting toolCNC machinestool adjustment sensoralgorithmsработа выполнена при поддержке Фонда содействия инновациям (договор № 17984ГУ/2022 от 26.05.2022).the work was carried out with the support of the Innovation Assistance Fund (Contract No. 17984GU/2022 dated 05/26/2022).ReferencesПопов М. Ю., Алексеенко Д. А., Евтухов С. Н. Специальный ротационный режущий инструмент // Вестн. Южно-Уральского гос. ун-та. Серия. Машиностроение. 2012. № 33. С. 154—156.Popov M.U., Alekseenko D.A., Evtukhov S.N. Bulletin of the South Ural State University. Ser. Mechanical Engineering Industry, 2012, no. 33, pp. 154–156. (in Russ.)Araujo A. C., Silveira J. L., Kapoor S. Force prediction in thread milling // Journal of the Brazilian Society of Mechanical Sciences and Engineering. 2004. N 26. P. 82—88.Araujo A.C., Silveira J.L., & Kapoor S. Journal of the Brazilian Society of Mechanical Sciences and Engineering, 2004, vol. 26, рp. 82–88.Junior M. V., Baptista E. A., Araki L., Smith S., Schmitz T. The role of tool presetting in milling stability uncertainty // Procedia Manufacturing. 2018. N 26. P. 164—172.Junior M.V., Baptista E.A., Araki L., Smith S., & Schmitz T. Procedia Manufacturing, 2018, vol. 26, рp. 164–172.Araujo A. C., Fromentin G., Poulachon G. Analytical and experimental investigations on thread milling forces in titanium alloy // Intern. Journal of Machine Tools and Manufacture. 2013. N 67. P. 28—34.Araujo A.C., Fromentin G., & Poulachon G. International Journal of Machine Tools and Manufacture, 2013, vol. 67, рp. 28–34.Benardos P. G., Vosniakos G. C. Predicting surface roughness in machining: a review // Intern. Journal of Machine Tools and Manufacture. 2003. N 43(8). P. 833—844.Benardos P.G., & Vosniakos G.C. Predicting Surface Roughness in Machining: a Review. International Journal of Machine Tools and Manufacture, 2003, no. 8(43), pp. 833–844.Федоров В. А., Мельников Д. А., Сухарева А. А. Выбор инструмента для резьбофрезерования отверстий // Научный альманах. 2017. № 2—3. С. 140—145.Fedorov V.A., Melnikov D.A., Sukhareva A.A. Scientific almanac, 2017, no. 2–3, pp. 140–145. (in Russ.) 7. Ovsyannikov V.E., Suvorov A.I. Bulletin of Kurgan State University, 2013, no. 2(29). (in Russ.)Овсянников В. Е., Суворов А. И. К вопросу применения резьбофрезерования при обработке отверстий // Вестн. Курганского гос. ун-та. 2013. №. 2 (29).Rao K.V., Murthy B.S.N., & Rao N.M. Measurement, 2013, no. 10(46), pp. 4075–4084.Rao K. V., Murthy B. S. N., Rao N. M. Cutting tool condition monitoring by analyzing surface roughness, work piece vibration and volume of metal removed for AISI 1040 steel in boring // Measurement. 2013. N 46(10). P. 4075—4084.Richter A. Breaking the beam. Cutting Tool Engineering, 2010, no. 4(62), pp. 43–47.Richter A. Breaking the beam // Cutting Tool Engineering. 2010. N 62 (4). P. 43—47.Timofeev D.Yu., Khalimonenko A.D., Nacharova M.A. Preliminary local thermal impact as a surface quality assurance factor. Materials Science Forum, 2021, Vol. 1031 MSF, pp. 125–131, DOI:Timofeev D. Yu., Khalimonenko A. D., Nacharova M. A. Preliminary local thermal impact as a surface quality assurance factor // Materials Science Forum. 2021, Vol. 1031 MSF. P. 125—131 DOI: 10.4028/www.scientific.net/MSF.1031.125/4028/www.scientific.net/MSF.1031.125.Khalimonenko A. D., Timofeev D. Y., Golikov T. S. Cutting tool for turning large workpieces // Journal of Physics: Conf. Series. 2019. Vol. 1399(4). P. 044082. DOI: 10.1088/1742-6596/1399/4/044082.Khalimonenko A.D., Timofeev D.Y., Golikov T.S. Journal of Physics: Conference Series, 2019, no. 4(1399), pp. 044082, DOI: 10.1088/1742-6596/1399/4/044082.Григорьев С. Н., Синональников В. А., Гурин В. Д. Особенности контактных явлений на передней поверхности режущего инструмента с износостойким покрытием при прерывистом резании // Упрочняющие технологии и покрытия. 2007. № 7. C. 45—51.Grigoriev S.N., Sinonalnikov V.A., Gurin V.D. Uprochnyayushchiye tekhnologii i pokrytiya (Hardening Technologies and Coatings) 2007, no. 7, pp. 45–51. (in Russ.)Максимов Ю. В. и др. К вопросу об обеспечении точности обработки на станках с ЧПУ //Изв. Московского гос. техн. ун-та МАМИ. 2012. Т. 2, № 2.Maksimov Y.V., Porkhunov S.G., Kuzminskiy D.L. Izvestiya MGTU "MAMI", 2012, no. 2(2), pp. 98–104. (in Russ.)Кочеровский Е. В., Лихцер Г. М. Диагностика состояния режущего инструмента по силовым характеристикам процесса резания: Обзор. М.: ВНИИТЭМР, 1988. Вып. 7. 40 с.Kocherovsky E.V., Likhtser G.M. Diagnostika sostoyaniya rezhushchego instrumenta po silovym kharakteristikam protsessa rezaniya (Diagnostics of the State of the Cutting Tool by the Power Characteristics of the Cutting Process), Moscow, 1988, no. 7, pp. 40. (in Russ.)Wei L. Research on Tool Wear Monitoring and Turning Simulation // IOP Conf. Series: Materials Science and Engineering. 2019. N 576 (1). P. 122—129.Wei L. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, 2019, no. 1(576), pp. 122–129.Zhang Y., Zhu K., Duan X., Li S. Tool wear estimation and life prognostics in milling: Model extension and generalization // Mechanical Systems and Signal Processing. 2021. N 155. P. 107617.Zhang Y., Zhu K., Duan X., & Li S. Mechanical Systems and Signal Processing, 2021, vol. 155, p. 107617.Ong P., Lee W. K., Lau R. J. H. Tool condition monitoring in CNC end milling using wavelet neural network based on machine vision // Intern. Journal of Advanced Manufacturing Technology. 2019. N 104(1). P. 1369—1379.Ong P., Lee W.K., & Lau R.J.H. The International Journal of Advanced Manufacturing Technology, 2019, no. 1(104), pp. 1369–1379.Reiser W. Laser system for non-contact tool setting and breakage detection // WIT Trans. on Engineering Sciences. 1970. Vol. 16.Reiser W. WIT Transactions on Engineering Sciences, 1970, vol. 16.Толубаев И. Н., Антипин А. П., Евстигнеев А. Д. Разработка управляющей программы изготовления направляющей в Siemens Sinumerik 840DSL // Вузовская наука в современных условиях. 2020. С. 78—80.Tolubaev I.N., Antipin A.P., Evstigneev A.D. Vuzovskaya nauka v sovremennykh usloviyakh (University Science in Modern Conditions), 2020, рр. 78–80. (in Russ.)https://www.blum-novotest.com/en/products/measuring-components/lasercontrol/micro-compact-nt.html, 03.05.2022.https://www.blum-novotest.com/en/products/measuring-components/lasercontrol/micro-compact-nt.html.Júnior R. C. E., Pereira R. B. D., Lauro C. H., Brandão L. C. Research on the wear mechanisms during the highspeed tapping in 316L stainless steel // Intern. Journal of Advanced Manufacturing Technology. 2021. N 112(1). P. 419—436.Júnior R.C.E., Pereira R.B.D., Lauro C.H., & Brandão L.C. The International Journal of Advanced Manufacturing Technology, 2021, no. 1(112), pp. 419–436.Fromentin G., Poulachon G. Geometrical analysis of thread milling—part 1: Evaluation of tool angles // Intern. Journal of Advanced Manufacturing Technology. 2010. N 49(1—4). P. 73—80.Fromentin G., & Poulachon G. The International Journal of Advanced Manufacturing Technology, 2010, no. 1–4(49), pp. 73–80.https://www.iscar.ru/eCatalog/item.aspx?cat=3346000&fnum=4063&mapp=IS&app=0&GFSTYP=M&isoD=1, 19.08.2022.https://www.iscar.ru/eCatalog/item.aspx?cat=3346000&fnum=4063&mapp=IS&app=0&GFSTYP=M&isoD=1.Зайцева А. Д., Ерохина Е. В. Cистемы мониторинга станков с числовым программным управлением как источник повышения эффективности производства // Научные исследования XXI века. 2019. № 2. С. 49—55.Zaitseva A.D., Erokhina E.V. Scientific Research of the 21st Century, 2019, no. 2, pp. 49–55. (in Russ.)

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