Sistema experto para el control en tiempo real de

procesos de mecanizado

F. J. Martın-Mateos

L. C. Gonzalez Valencia

R. Serrano Bello

Grupo de Logica ComputacionalDept. de Ciencias de la Computacion e Inteligencia Artificial

Universidad de Sevilla

Dept. de Diseno IndustrialInstituto Andaluz de Tecnologıa

CAEPIA/TTIA 2009 Sistema experto para el control de procesos de mecanizado

Proceso de mecanizado

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Fresadora KONDIA 600

Proceso de mecanizado

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Proceso de mecanizado

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Programa de corteN0003 G53N0010 G40 G17 G90 G71N0020 G91 G28 Z0.0N0030 T2.2 M06N0040 G00 G90 X58.712 Y92.303 S1000 M03N0050 G43 Z9.5N0060 Z-.8N0070 Y92.444N0080 Z-3.283N0090 Y92.586N0100 Z-3.602N0110 Y92.786N0120 Z-3.97N0130 Y93.054N0140 Z-4.406N0150 G01 Y93.23 Z-5.467 F600. M08N0160 Y93.214 Z-6.542N0170 Y93.007 Z-7.598N0180 Y92.614 Z-8.599N0190 Y92.048 Z-9.514N0200 Y91.329 Z-10.314N0210 Y90.478 Z-10.972N0220 Y89.677 Z-11.484N0230 X59.117 Y88.774 Z-12.059N0240 X59.21 Y88.483 Z-12.245N0250 Y90.478 Z-10.972...N0570 G00 Z-7.5N0580 Z9.5N0590 M02

Proceso de mecanizado

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Proceso de mecanizado

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Proceso de mecanizado

Problemas

Calentamiento

Vibraciones

Fatiga

Consecuencias

Mecanizado defectuoso

Rotura de piezas

Rotura de brocas

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Proceso de mecanizado

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Aplicacion Sensor-IA

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Aplicacion Sensor-IA

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Aplicacion Sensor-IA

Ciclo de ejecucion

Recoger informacion de los sensores

Consultar al sistema experto sobre la accion a realizar

Realizar las acciones sugeridas por el sistema experto

Independencia del proceso de mecanizado

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Sistema Experto

Determinacion del nivel de los datos

Hechos de datos: (valor ?dato ?v)Rango de valores divido en seis niveles numerados

Registro de los ultimos 5 niveles:

(historia-nivel ?dato ?n4 ?n3 ?n2 ?n1 ?n0)La historia de un dato solo se modifica si se registra algun

cambio

Actualizacion de la historia| (defrule actualiza-historia-nivel-dato-2

1 | ?h1 <- (valor ?dato ?v)2 | (niveles-riesgo ?dato ? ?l2&:(<= ?l2 ?v) ?l3&:(< ?v ?l3) $ ?)3 | ?h2 <- (historia-nivel ?dato ? ?n3 ?n2 ?n1 ?n0)

| =>4 | (retract ?h1 ?h2)5 | (assert (historia-nivel ?dato ?n3 ?n2 ?n1 ?n0 2)))

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Sistema Experto

Determinacion del estado de los datos

El estado representa la tendencia de cambio de un dato en los

ultimos 5 ciclos: (estado ?dato ?v1 ?v0)El estado de un dato solo se modifica si se registra algun

cambio

Actualizacion del estado| (defrule establece-estado-dato-1

1 | (historia-nivel ?dato ? ? ? ?v1 ?v0&˜?v1)2 | ?h <- (estado ?dato ? ?v1)

| =>3 | (retract ?h)4 | (if (< ?v1 ?v0)

| then (assert (estado ?dato (- ?v0 1) ?v0))| else (assert (estado ?dato (+ ?v0 1) ?v0))))

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Sistema Experto

Determinacion del estado de los datos

El estado representa la tendencia de cambio de un dato en los

ultimos 5 ciclos: (estado ?dato ?v1 ?v0)El estado de un dato solo se modifica si se registra algun

cambio

Actualizacion del estado| (defrule establece-estado-dato-5

1 | (historia-nivel ?dato ?v0 ?v0 ?v0 ?v0 ?v0)2 | ?h <- (estado ?dato ˜?v0 ?v0)

| =>3 | (retract ?h)4 | (assert (estado ?dato ?v0 ?v0)))

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Sistema Experto

Determinacion de las acciones vinculadas a los datos

Estado del dato

Nivel de riesgo asumido en el proceso: trabajo en calidad,

trabajo equilibrado, trabajo en tiempo

Situacion de los controles de la maquina: grado de

interferencia realizado

Analisis independiente para cada dato

Acciones vinculadas a los datos| (defrule regla-fuerza-7[3]

1 | (estado fuerza 4 4)2 | (riesgo-asumido 3)3 | (control controlS ?vs&:(< ?vs 105))4 | (control caudal ?vc)

| =>5 | (assert (accion fuerza 4 4 controlS (+ ?vs 5)))6 | (if (< ?vc 10)

| then (assert (accion fuerza 4 4 caudal (+ ?vc 5)))))

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Sistema Experto

Combinacion de las acciones de todos los datos

Suma ponderada de todas las acciones sugeridas para dicho

control

La accion efectiva se lee desde la interfaz, desde la que se

modifican los controles de la maquina

El estado del sistema experto se guarda de un ciclo de

ejecucion para el siguiente

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Sistema Experto: Objetivos alcanzados

Representacion en forma de reglas del conocimiento experto

sobre el control de la herramienta de mecanizado

Independencia de la cantidad de datos de entrada

Permite activar o desactivar los sensores

Permite incluir nuevas fuentes de datos

Minimizacion del numero de cambios entre consultas sucesivas

al sistema experto

El sistema se puede implantar en cualquier maquina de

fabricacion conectada a un dispositivo de control

Tratamiento de informacion interna ofrecida por el control o

externa procedente de los sensores

Se puede actuar sobre diversos elementos del proceso de

mecanizado

Resultados satisfactorios en las pruebas realizadas

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¿Alguna pregunta?

Gracias

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