Инновационный метод виброакустического анализа позволит машиностроительным предприятиям кратно снизить процент брака и исключить незапланированные простои оборудования.

Проект "Разработка метода виброакустического анализа состояния режущего инструмента для машиностроительных производств" стал одним из победителей конкурса грантов Главы РК. 

Контроль состояния режущего инструмента (резцов, фрез) остается одной из главных проблем современного машиностроения. Традиционные методы требуют остановки станка для визуального осмотра, зависят от человеческого фактора и часто не позволяют выявить износ на ранних стадиях. Это приводит к выпуску бракованной продукции, что особенно критично при обработке крупногабаритных деталей, где один цикл может занимать до 24 часов. 

Опираясь на 5-летний опыт исследований в области вибромониторинга, команда молодых ученых  Физико-технического института ПетрГУ предлагает индустрии перейти от реагирования к предиктивной аналитике. Новая технология позволит оценивать состояние инструмента в режиме реального времени, непосредственно в процессе резания, и прогнозировать его замену до момента поломки. 

Уникальная технология: диагностика сквозь шум цеха 

Уникальность разработки заключается в уникальной методике выделения полезного диагностического сигнала на фоне колоссального промышленного шума. Для решения этой задачи ученые создают программно-аппаратные комплексы на базе доступных одноплатных компьютеров (Raspberry Pi). Система считывает данные с: беспроводных МЭМС-датчиков вибрации (собственная разработка ПетрГУ, модель WVS-1); акустических цифровых микрофонов.

Собранные данные обрабатываются специальным ПО на языке Python, которое включает полосовую фильтрацию, расчет амплитудных спектров и построение спектрограмм. Адаптивные алгоритмы позволяют системе "слышать" только те вибрации и звуки, которые характеризуют износ конкретного резца, игнорируя фоновый шум других работающих в цеху станков. 

В отличие от дорогих зарубежных аналогов, наша система сможет работать на любых станках, обеспечивающих доступ к рабочему инструменту, в том числе на оборудовании без ЧПУ. Это открывает технологии путь на самые разные предприятия,

– отмечают разработчики проекта. 

Партнерство с реальным сектором экономики

Проект реализуется в тесном сотрудничестве с предприятиями региона. Индустриальные партнеры предоставляют обрабатывающие центры с ЧПУ для проведения натурных испытаний. Это гарантирует, что разработка будет полностью адаптирована к реальным производственным условиям и готова к быстрому внедрению. 

Коммерческий потенциал и планы по масштабированию

Разработка имеет высокий коммерческий потенциал и соответствует стратегическим приоритетам научно-технологического развития Республики Карелия. Помимо прямых продаж измерительных комплексов, университет рассматривает внедрение SaaS-модели (облачный сервис мониторинга по подписке) и лицензирование ПО для станкостроителей.

В перспективе технологию планируется масштабировать: адаптировать для контроля штампов и пресс-форм, интегрировать с системами "цифровых двойников" производств и создать мобильные решения для сервисных компаний. 

Проект демонстрирует, как фундаментальные и прикладные исследования университета трансформируются в реальные технологические решения, укрепляющие промышленный потенциал региона и страны,

– отметил научный руководитель проекта Алексей Мощевикин, научный руководитель проекта, доцент, руководитель разработки программно-аппаратных комплексов Дизайн-центра разработки и прототипирования микроэлектронных систем ПетрГУ.

Пресс-служба ПетрГУ

Изображение сгенерировано ИИ

#НИРС, #НаукаИнновации, #Приоритет2030