Розроблення лабораторної устави для дослідження вібрацій робочого інструменту

Abstract

Дослідження вібраційних характеристик ручної дрилі є актуальним завданням для підвищення ефективності та безпеки виконання будівельних і монтажних робіт. Вібрації, що виникають під час свердління, впливають на точність обробки, зношення інструмента та стан оператора. У цій дипломній роботі розглянуто методи вібродіагностики стану свердел шляхом аналізу вібраційних сигналів. Було розроблено лабораторну установку, яка дозволяє моделювати процес свердління в контрольованих умовах, фіксувати вібраційні сигнали за допомогою сенсора IFM VNB001 та проводити подальший аналіз із використанням сучасних цифрових методів: дискретного перетворення Фур’є, середньоквадратичного значення (RMS) та вейвлет-аналізу. Результати дослідження дозволяють встановити залежність між ступенем зношення свердел і параметрами вібрацій. Запропонований підхід сприяє розвитку автоматизованих систем технічного моніторингу в рамках концепції Industry 4.0 та може бути застосований для контролю стану інструментів у будівельній галузі. Представлено приклад використання смарт-сенсора для вібраційного моніторингу, що підвищує ефективність, надійність та ергономічність процесу свердління.

The study of vibration characteristics of a handheld drill is a relevant task aimed at improving the efficiency and safety of construction and assembly operations. Vibrations occurring during drilling affect machining accuracy, tool wear, and operator comfort. This bachelor’s thesis explores methods of vibration diagnostics for drill bit condition assessment through vibration signal analysis. A laboratory setup was developed to simulate the drilling process under controlled conditions, record vibration signals using an IFM VNB001 sensor, and perform signal processing using modern digital techniques, including Discrete Fourier Transform (DFT), Root Mean Square (RMS), and wavelet analysis. The results of the study demonstrate a correlation between drill bit wear and vibration parameters. The proposed approach contributes to the development of automated monitoring systems within the framework of Industry 4.0 and can be applied for tool condition monitoring in the construction sector. The implementation of smart sensors for vibration monitoring enhances the efficiency, reliability, and ergonomics of drilling operations.