Разработка экспериментального модуля экспертной системы

Экспериментальный модуль экспертной системы разработан на базе компьютерной обработки результатов экспериментальных исследований и позволяет с участием пользователя-эксперта (или без него) определять оп­тимальные условия процесса алмазного шлифования различных СТМ при конкретных ограничивающих факторах, т. е. при определенных реальных возможностях производства. Определен весовой вклад в повышение эффек­тивности алмазного шлифования СТМ различных входных параметров про­цесса обработки, что позволяет в отдельных случаях принимать решение в экспертной системе без участия эксперта.

Разработка экспериментального модуля экспертной системы базирует­ся на результатах многофакторного планирования экспериментальных исс­ледований процесса алмазного шлифования СТМ.

8.3.1. Разработка целевых функций экспериментальной экспертной системы

Разработка экспериментального модуля основана на функционально­регрессионном анализе результатов планирования четырехфакторного экс­перимента. В качестве факторов-аргументов выбраны наиболее представи­тельные параметры условий обработки, неустановленные ранее [173].

При исследовании влияния режимов алмазного шлифования и харак­теристик кругов на показатели управляемого процесса шлифования различ­ных СТМ применили многофакторное планирование эксперимента. В связи с тем, что изучаемый процесс не имеет априорной информации, с использо­ванием теоретического модуля экспертной системы предварительно опреде­ляли оптимальную область (см. п. 5.5) и описали ее планом второго порядка типа В4. Значения факторов и уровни их варьирования для процесса обра­ботки АСПК и ДАП приведены в табл. 8.1.

Таблица 8.1 — Уровни варьирования факторов Фактор Частота ультразвуковых колебаний f кГц Сила тока в цепи управления, А Скорость круга V,, м/с Нормальное давление Рн, МПа Кодовое обозначение х1 х2 х3 Х4 Уровень 0 + — 0 + — 0 + — 0 + — Значение фактора 24 30 18 60 80 40 30 40 20 1.5 2.0 1.0

Скорость круга в нашем случае имеет значение не только как фактор, определяющий частоту контактирования зерна с обрабатываемой поверхно­стью, а и как фактор, определяющий силу соударения зерна с СТМ и, как следствие, интенсивность микроразрушения припуска СТМ и самозатачива­ния зерна.

На основании компьютерной обработки результатов эксперименталь­ных исследований получены уравнения регрессии для различных выходных показателей процесса ультразвукового алмазного шлифования различных марок СТМ.

В качестве примера приведены уравнения регрессии производительно­сти Q, удельного расхода q, себестоимости обработки С, тангенциальной со­ставляющей силы резания Pz, коэффициента шлифования Кш и удельной энергоемкости процесса шлифования В для различных марок СТМ.

Для производительности:

Yq аспк = 5.149 + 0.17*1 + 0.467*2 + 0.47×3 + 0.713×4 + 0.174×2 + 0.4*2 —

— 0.294x| + 0.251*4 + 0.369x^ — 0.199*1*3 — 0.122*1*4 — (8.2) — 0.44 *2 *3 +0.186 *2 *4;

Yq дАП = 7.99 + 3.08*1 +1.65*2 + 0.6*3 + 3.45*4 — 0.84×2 +1.1×2 —

— 0.8x| +0.25*4 +0.369*1*2 — 0.199*1*3 -1.72*1*4 — (8.3)

0.19x2X3 + 0.186x2X4+ 0.3X3X4.

Для коэффициента шлифования:

Yb аспк = 0.29 + 0.013^! + 0.013х2 — 0.02Х3 — 0.024×4 — — 0.035×2 + 0.02 x2.

Анализ значимости коэффициентов регрессии свидетельствует, что на выходные показатели управляемого процесса шлифования СТМ оказывают влияние практически все учитываемые факторы. В отличие от традиционно­го алмазного шлифования СТМ влияние этих факторов не меняется с про­должительностью обработки. Различная степень их влияния и наличие эф­фектов взаимодействия свидетельствует о сложности явлений, происходя­щих в зоне шлифования и зоне управления.

Эти зависимости позволяют установить основные тенденции влияния режимов шлифования и характеристик кругов на выходные показатели об­работки СТМ (рис. 7.12).

Такая тенденция справедлива только для управляемого процесса шли­фования, т. е. в условиях его стабильности. В традиционном шлифовании эти тенденции могут быть прямо противоположны.

На основании многочисленных экспериментальных исследований процесса алмазного шлифования различных марок СТМ кругами с широкой гаммой характеристик были получены экспериментальные целевые функции (аналогичные приведенным выше) практически для всех выходных показа­телей. На базе этих целевых функций разработана экспериментальная экс­пертная система процесса алмазного шлифования СТМ. Кроме собственных результатов при создании базы знаний экспериментального модуля эксперт­ной системы использованы экспериментальные результаты, полученные в кандидатских диссертациях, выполненных под руководством А. И. Грабченко Ходоревским М. Г. [208], Русановым В. В. [163], Пыжо­вым И. Н. [154], Островерхом Е. В. [140], Наконечным Н. Ф. [ ].