Алгоритм искусственного интеллекта повысит прочность изделий авиа- и автомобилестроения

Ученые Томского политехнического университета создают алгоритм искусственного интеллекта, увеличивающий точность контактной сварки. Его применение позволит сделать сварное соединение в несколько раз прочнее. Система может быть использована на предприятиях, производящих автомобили, самолеты, корабли и другую крупную технику, для повышения качества корпусов машин.

Контактная точечная сварка применяется при производстве деталей в автомобиле-, самолёто- и судостроении, сельскохозяйственном машиностроении и других отраслях промышленности.

«При этом способе сварки детали соединяются в нескольких точках под воздействием высокого давления и температуры. Сваривание каждой точки происходит за несколько миллисекунд.

Конечно, процесс осуществляется не людьми, а роботами: сварочными автоматическими установками», — говорит автор разработки, ассистент кафедры интегрированных компьютерных систем управления Борис Пякилля.

По словам молодого ученого, сейчас промышленные роботы-сварщики используют для всех изделий стандартный «рецепт»: рекомендованные силу тока и время воздействия для разных видов металлов. При этом не учитываются особенности каждого конкретного материала — процентное соотношение сплава, степень очистки поверхности. Это влияет на качество сварного соединения, которое в результате может оказаться слишком хрупким.

«Предлагается использовать разработанный нами алгоритм искусственного интеллекта, основанный на математической модели сварочного процесса, для определения необходимой силы тока и длительности сварки на основании особенностей материала.

Внутри сварочного аппарата есть датчики, способные определить общее напряжение в сварочной цепи. Свойства свариваемых поверхностей меняют величину напряжения в цепи в течение сварочного процесса. Например, металл может быть по-разному зачищен, может содержать разное количество окисей или представлять собой достаточно сложный сплав. Во всех этих случаях напряжение в сварочной цепи будет разным», — поясняет разработчик.

Молодой ученый предлагает подключать к сварочному аппарату небольшой компьютер, на котором будет запущена разработанная им программа. Получая данные о напряжении, она в считанные доли секунды будет выдавать необходимые настройки силы тока и длительности сварки. Такое автоматическое интеллектуальное управление роботом-сварщиком позволит добиться максимального качества сварных соединений.

Экспериментальную проверку разработанной программы Борис Пякилля проводит совместно с коллегами с кафедры оборудования и технологий сварочного производства ТПУ.

«На кафедре есть необходимые сварочные аппараты, на которых мы проводим эксперименты. Коллеги предоставляют данные по напряжению, я забиваю их в модель и прогнозирую температуру зоны сварки. Поскольку на кафедре оборудования и технологий сварочного производства работают опытные практики, они могут оценить качество полученного соединения и дать важные советы по работе алгоритма», — добавляет молодой ученый.

Сейчас политехники проводят необходимые опыты и дорабатывают существующую модель. Планируется, что первый образец системы будет создан уже в следующем году.