автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.07, диссертация на тему:Автоматизация обработки на станках с ЧПУ за счет программной коррекции исполнительных движений

^ # ^ #

\ МОСКОВСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ 4 ПРИБОРОСТЮЕНИЯ И ИНФОРМАТИКИ

На нравах рукопясм

Рогов Борис Иванович

АВТОМАТИЗАЦИЯ ОБРАБОТКИ НА СТАНКАХ С ЧПУ ЗА СЧЕТ ПРОГРАММНОЙ КОРРЕКЦИИ ИСПОЛНИТЕЛЬНЫХ ДВИЖЕНИЙ

Специальность 05.13.07 - Автоматизация технологических

процессов и производств

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

МОСКВА 1997

Работа выполнена в Московской государственной академии приборостроения и информатики (МГАГ1И)

Научный руководитель: доктор технических наук,профессор,

почетный работник Высшего образования Аршансквй М.М.

Научный консультант: кандидат технических наук, профессор

Ведущая организация: ИКТИРАН

Защита состоится 25 марта 1997 г. в 10. час на заседании диссертационного совета К 063.93.03 в Московской государственной академии приборостроения и информатики по адресу: 107076, Москва, ул. Стромынка, д. 20.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке МГАГГИ.

Автореферат разослан 24 февраля 1997 г.

Блохнн В.В.

Официальные оппоненты:

академик, заслуженный деятель науки и техники РФ, доктор технических наук, профессор Воробьев В.А.

кандидат технических наук, профессор Мацвев А.П.

Ученый секретарь диссертационного совета к. т. н., доцент

Ю.А. Богданова

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность. В современных условиях, к точности обработки на металлорежущих станках предъявляются исключительно высокие требования. Достаточно сказать, что допуск на размер для некоторых деталей составляет доли микрометра, а требования по точности формы и взаимного положения поверхностей доходит до десятых долей микрометра. К металлорежущим станкам, на которых обрабатываются такие детали, предъявляются жесткие требования по точности, причем, доминирующими становятся требования по обеспечению точностной надежности. Дело в том, что сколь бы высокой точностью такое оборудование не обладало, при воздействии на него различных возмущающих воздействий стабильность точности нарушается. Кроме того, даже в очень точных станках, в процессе их эксплуатации выходные параметры станка ухудшаются под действием различных процессов. С другой стороны изготовление и сборка станка с высокой точностью не всегда возможны и экономически оправданы.

Широкое внедрение станков с микропроцессорными УЧПУ делает актуальным вопрос о повышении точности выходных параметров станка за счет программной коррекции исполнительных движений, когда в результате расчетов и эксперимента определяется зависимость точности выходных параметров станка от его погрешностей и заносится в виде математической модели в память системы управления. При чем эффективность такого метода будет тем выше, чем большее количество погрешностей станка удается им охватить. Поэтому одной из главных задач является построение формальной математической модели функционирования станка как объекта управления, отображающей существующую систему отношений его звеньев, как между собой, так и с внешней средой.

В связи с этим предлагаемая диссертационная работа посвящена развитию теоретических и экспериментальных исследований, позволяющих построить формальную математическую модель формообразующей системы металлорежущего станка; разработке алгоритмов программной коррекции исполнительных движений металлорежущего оборудования: созданию системы управления точностью обработки, использующей микропроцессор для формирования сигнала управления п контуре регулирования по пути, которая позволяет проводить в реальном времени коррекцию исполнительных движений станка.

Целью работы является повышение точности и производительности обработки на металлорежущих станках с микропроцессорными устройствами ЧПУ посредством корректирующих

подпрограмм математического обеспечения систем управления.

Методы исследований. В диссертационной работе используются теоретические и экспериментальные методы исследования. Теоретические исследования проводились на основе применения математического аппарата теории управления, механики движения системы многих тел, линейной алгебры и технологии машиностроения. Экспериментальные исследования основывались на теории планирования многофакторного эксперимента и проводились в механических цехах ПО «Знамя Революции» (г. Москва) на консольно-фрезерных станках модели СПК-250 и многоцелевом станке мод. 5В 10/10.

Научная новизна. Разработана методология программной коррекции исполнительных движений станков с ЧПУ, включающая создание обшей модели формообразующей системы металлорежущего станка, реализацию этой модели, применительно к конкретному типу оборудования, разработку алгоритма программной коррекции, а также методику и технику его реализации в микропроцессорных системах ЧПУ.

Практическая ценность результатов исследования заключается в том, что на основании теоретических и экспериментальных исследований разработаны рекомендации и устройства, которые позволяют: выявить основные факторы, влияющие на точность формообразующей системы металлорежущего станка; проводить в реальном времени коррекцию исполнительных движении в зависимости от положения рабочих органов в станках с микропроцессорными устройствами ЧПУ; повысить разрешающую способность ЦАП.

Автор защищает: расчетно-экспериментальную математическую модель формообразующей системы металлорежущего станка; рекомендации по использованию полученной модели при расчете точности выходных параметров станков; алгоритм и блок-схему следящего привода подачи с программной коррекцией исполнительных движений; программу и принципиальную электрическую схему устройства, повышающего разрешающую способность ЦАП.

Реализация результатов работы. Отдельные результаты исследований использовались при разработке (совместно с ВНИИНмаш) методических рекомендаций и указании по расчету и оценке показателей параметрической надежности технологического оборудования с ЧПУ. Результаты работы внедрены или находятся в стадии внедрения в ПО «Знамя Революции» и «САВМА», а также в учебном процессе кафедры ТИ-4 МГАПИ.

Лпробация работы. Основные положения диссертационной работы были изложены на следующих семинарах и конференциях: научно-техническом семинаре «Техническое обслуживание и ремонт станков с ЧПУ» (МДНТП им. Дзержинского, 1981г.), научно-техническом семинаре «Современная технология производства приборов, средств автоматизации и систем управления» (Орел, 1982), научно-техническом семинаре «Системы автоматизированного проектирования ГАП» (Киев, 1985), 10 научно-технической конференции ВЗМИ (Москва, 1984), Научно-технической конференции «Моделирование и исследование сложных систем» (Кашира, 1996), научных семинарах кафедры ТИ-4 МГАПИ.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 10 печатных работ.

Объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, общих выводов, списка литературы и приложений. Работа изложена на 156 страницах машинописного текста, содержит 42 рисунка, 7 таблиц, список литературы из 96 наименований, приложения размещены на 10 страницах.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении дается общая характеристика работы: обосновывается её актуальность, научное значение и практическая ценность.

В первой главе дается анализ методов управления точностью обработки на металлорежущих станках с ЧПУ, использующих программную коррекцию их погрешностей; сформированы цель и задачи исследования.

По наличию дополнительных потоков информации все системы автоматического управления (САУ), программно корректирующие погрешности станка, можно разделить на три группы: системы, использующие априорную информацию о погрешностях станка с ЧПУ; системы, использующие текущую информацию о погрешностях этого станка, получаемую в процессе его функционирования с помощью обратных связей; комбинированные системы, использующие признаки обеих групп.

САУ, использующие априорную информацию, приведены в работах Б.И. Андрейчикова, В.А. Ратмирова, М.И. Коваля и др., а использующих текущую информацию - в работах Б.С. Балакшина, М.М. Аршанского, В.Л. Сосонкина, И.Б. Рубашкина, Л.А Растрнгина и многих других.

В настоящее время в станках с микропроцессорными устройствами ЧПУ применяется коррекция погрешностей на основе использования априорной информации, таких как, скоростная

ошибка; динамические ошибки, обусловленные переходными процессами; мертвый ход; накопленная погрешность шага ходового винта.

Однако названные методы коррекции погрешностей не учитывают изменений погрешностей станка в зависимости от линейного и углового положения рабочих органов станка, расположения обрабатываемого изделия в различных областях рабочего пространства, а также размеров режущего инструмента.

Этому условию в станках с ЧПУ удовлетворяют САУ, использующие в качестве вектора состояния обобщенные параметры, характеризующие взаимное положение инструмента и заготовки в рабочем пространстве станка. В качестве такого вектора могут служить погрешности формообразующей системы в точке рабочего пространства станка, где находится вершина режущего инструмента. Преимущество САУ, использующих в качестве информационной основы этот вектор, заключается в том, что заданный алгоритм управления реализуется только исполнительными движениями станка, и следовательно, не требуются специальные корректирующие устройства.

Для достижения поставленной цели управления - минимизации погрешностей формообразующей системы станка - необходима его полная управляемость. Полная управляемость достигается как коррекцией исполнительных движений станка, участвующих в формообразовании детали, так и рабочими органами, не участвующими в нем, а также поворотом шпиндельной головки и стола или применением специальных механизмов.

Большинство станков с ЧПУ не оснащено, как правило, поворотной шпиндельной головкой и специальными приспособлениями, а имеют только следящие привода подач. Управление следящими приводами подач позволяет корректировать погрешности позиционирования в рабочем пространстве станка, а также погрешности, вызываемые отклонениями от прямолинейности траекторий движения рабочих органов.

В данной работе для коррекции исполнительных движений используется только регулируемый привод подач, так как еще небольшое число станков с ЧПУ оснащено поворотными шпиндельными головками. Однако картина в ближайшем будущем может кардинально измениться, ибо подобные станки многие фирмы рассматривают в качестве базового элемента автоматизированных производств.

Для большинства технологических операций, выполняемых на станках с ЧПУ, будет иметь место значительное запаздывание сигналов по входам - выходам системы, что вынуждает переходить к

алгоритмам управления по возмущениям, с использованием модели объекта управления.

Исходя из вышеизложенного были сформулированы цель и задачи работы: разработать общую математическую модель формообразующей системы металлорежущего станка, учитывающую расположение заготовки в рабочем пространстве станка и размеры режущего инструмента; проверить правильность полученной модели на примере консольно-фрезерного станка, разработав его модель и экспериментально определив в базовой системе координат исходные данные для ее составления; провести расчет матрицы погрешностей в рабочем пространстве консольно-фрезерного станка; разработать алгоритм и функциональную схему устройства ЧПУ с программной коррекцией исполнительных движений.

Вторая глава посвящена разработке общей математической модели формообразующей системы станка.

Основным инструментом исследования структур различных машин является матричный метод, который вошел в практику в связи с широким внедрением вычислительной техники в системах автоматизированного проектирования механизмов и машин. Обоснование применения матричного метода в металлорежущих станках дано в работах Б.М. Базрова, а исследование 4x4 вещественных матриц приведено в публикациях В.Т. Портмана.

Положение и ориентацию звена I по отношению к звену 1-1 (рис. 1) можно задать переходной матрицей А|

Аг

Иг

1000

Ы

( 011 аа «13 ¿г

«21 ап Я23 Ъ1

Я31 аъг «33 Ъъ

1о 0 0 и

т

о

01 о

Рг 0

ь 1

где Ц - матрица, движения;

Ь| - вектор, соответствующий движения;

\Т

соответствующая вращательной составляющей

поступательной составляющей

звеньев

Щ = (аи, й2\, . — (¿212> Й22, Йзг) . Р{ = (а\з, агз, Язз) • Для любой группы последова формообразующей системы справедливы соотноп

го = АуАг -А,■ п = ■ г„ % = д. д+(... ^ =

щ

\ о

(Н 0

РТ Ы о 1

Рис.1. Вектора, определяющие положение смежных тел относительно друг друга

Если звенья станка имеют погрешности, то фактически взаимосвязь систем координат 1-1 и 1 искажается и будет определяться матрицей А1 + <1А|. Тогда фактическое положение звена станка можно найти из выражения

го+^о=(А+<»я)ги = и+<М1)(Л2+йИ2) • • • (А+с1Ап)гп>

™с1Вп = Вп.бВП'дВп = иА+1 ... Ад~1-ЗМЛ+1 ■■ А.У

¿=1

В результате математических преобразований получаем вектор состояния в следующем виде

Г =1

¿3 +

О

С2 + \

т

КГ2) КГ;

с з

где = )С{—(с!) с?, ,-вект°ры

линейных и угловых погрешностей станка; (—В \ Г

г?=

1

—В

0/+1

—В

УРи\)

ёгкЛ= 1,2,3 =

т-В

в ^

-в -В Ь?+\*ом

-в -в \Ьм*Рм)

е\к

Математическое ожидание случайных векторов 3 и С будет равно

В третьей главе рассматриваются результаты практической реализации предлагаемой методики построения математической модели формообразующей системы на примере консольно-фрезерного станка мод. СПК-250.

Далее в работе показано построение структурных цепей консольно-фрезерного станка, расположение базовой системы координат в его рабочем пространстве и определение вектора состояния.

Параметры модели определялись путем измерения отдельных погрешностей в базовой системе координат станка. Для каждого рабочего органа проводилась оценка шести погрешностей (рис.2,а): двух погрешностей, вызываемых отклонением от прямолинейности его перемещения (с!2 и с!3), погрешности позиционирования (с!1) и трех угловых погрешностей (с1, с2 и с3).

Рис. 2. Схема образования погрешностей фиксированной точки стола (а), угловые погрешности траекторий движения и узлов станка (б)

Кроме этого, определялись погрешности, вызываемые отклонением от перпендикулярности, траекторий движения рабочих органов и положений узлов, несущих инструмент и заготовку (рис.2,б).

Для определения этих погрешностей была разработана методика проведения экспериментальных исследований и изготовлена необходимая оснастка.

Для измерения погрешностей траекторий движения стола по оси X и шпиндельной бабки по Ъ и одновременно их углового положения использовались две поверочные линейки, микронные индикаторы,

б)

М

самопишущий электрический прибор мод.260 с непрерывной записью на электротермической бумаге в прямоугольной системе координат, уровень с ценой деления 0,01 мм/м и концевые меры длины. При перемещении по координате Y вместо поверочных линеек использовались два угольники.

Исследование погрешности позиционирования проводилось с использованием штриховой меры и микроскопа. Образцовая стеклянная штриховая мера с номинальным размером шкалы 200 мм имела допустимые отклонения по 1-му классу точности мер. В качестве микроскопа применялся оптический микрометр спиральный (ОМС-1) с ценой деления шкалы 1 мкм.

По экспериментальным данным исследования погрешностей определялись выборочное среднее и 95 - процентный доверительный интервал для среднего; и по ним уже строились кривые. Кроме того, проводился однофакторный дисперсионный анализ полученных данных. В случае 95 - процентного доверительного интервала для среднего интервальная оценка среднего i - ого уровня не превышала ±1 мкм.

На основе полученных данных был проведен расчет матрицы погрешностей в рабочем пространстве станка в зависимости от положения его рабочих органов и вылета инструмента.

С целью проверки правильности математической модели формообразующей системы консольно - фрезерного станка был изготовлен специальный шаблон, с помощью которого измерялись погрешности позиционирования в рабочем пространстве станка. Шаблон устанавливался на столе станка параллельно оси X в трех положениях (Z = 10, 100 и 180), а затем параллельно оси Z тоже в трех положениях (X = 20, 125 и 200). Полученные результаты сравнивались с расчетными, расхождение результатов не превысило 4 мкм, что составляет менее 24%.

Четвертая глава посвящена технике и эффективности программной коррекции исполнительных движений на примере многоцелевого станка мод. 5В 10/10.

Основная идея предложенного метода программной коррекции исполнительных движений состоит в том, что любые погрешности станка можно аппроксимировать дискретной моделью, которая строится на множестве кусочно-непрерывных функций, определенных на конечном числе подобластей (пространственное поле, поле сил веса Р, температур Т и сил резания F). При построении дискретной модели в рассматриваемом поле фиксируется конечное число узловых точек, в которых экспериментально определяется значение погрешностей, при этом в каждой точке вычисляется величина математического ожидания, характеризующая систематическую составляющую погрешности.

Таким образом, поле разбивается на элементы, например, трехмерное пространственное поле на элементы типа параллелепипед. Информация о величине систематической составляющей погрешности представляется в цифровом виде с дискретностью отработки привода подач и вводится в память микропроцессорной системы ЧПУ (случайная составляющая погрешности, возникающая, например, из-за трения в направляющих, не может быть учтена при коррекции). Суммарную погрешность в узловых точках можно получить, определяя значения отдельных составляющих этой погрешности в абсолютной системе координат станка и математически комбинируя их.

Для уменьшения массива данных, вводимых в память микроЭВМ, количество узловых точек, в которых определяются погрешности, необходимо задавать сравнительно небольшим. В этом случае на элементе между узловыми точками задается воспроизводящая функция таким образом, чтобы ее значение в этих точках соответствовало измеренному значению, а в режиме ввода коррекции математическое обеспечение системы ЧПУ осуществляет путем интерполяции определение истинного значения погрешности в промежуточных точках элемента. Наибольшее распространение в системах управления получили ступенчатая и линейная воспроизводящая функция.

Алгоритм программной коррекции исполнительных движений состоит из трех основных частей: 1) циклического или адресного опроса ИП температуры Т, веса заготовок Р, силы резания И и циклического опроса ИП пути по осям X, У, и Ъ\ 2) определение истинных значений измеряемых величин по показаниям ИП; 3) формирования корректирующих сигналов при прямом цифровом управлении.

Опрос ИП следует проводить, как правило, перед обработкой детали или выполнением очередной операции, т.е. использовать адресный опрос ИП, что позволяет избежать динамических ошибок в процессе обработки во время подстройки коэффициентов математической модели алгоритма программной коррекции исполнительных движений станка с ЧПУ.

На рис. 3. показана схема алгоритма. Для работы алгоритма необходимо предварительно ввести в память микро-ЭВМ массивы исходных данных. По каждой оси выбирается шаг интервала дискретизации в данном поле ^ в зависимости от требуемой

точности станка, вида интерполяционной воспроизводящей функции и монотонности изменения погрешностей станка в поле К по оси В данном поле К шаги интервала дискретизации И^иЫ^ соответственно по осям X, У и Ъ разбивают рабочее пространство станка на элементы типа параллелепипед.

С НАЧАЛО)

Ь/[1:3];ЪД!:3]; Ь/[1:3]; С,[1:31; ОДТ:31; п,[1:3]; 1Ц1П1[1:Э]: п,тл\[1:3]: /в,,' [1:1,1; •.Л1:Т,];е,Л1:Т,];

/•,Л1:>1]: «Л1:и; впаЦ:и:/

ПГ = 1:« = о

Считывание адреса первого элемента матрицы погрешностей _' в попе К_

Считывание показаний ИП пути по 1гапраалстптк>1

х, - ьч Г7Г= л +1

Ла

Ша

Нет

Нет

Г1с,]'=1;П ПсЗ °

| I", = (В) + ¡~* п./, + (л.т,)Л| 11', = (П1 + 2(п,т.р,)'1 Л + п.!', + (п^т,)!^

I 14' I

11, = [В] -*- (плич) 1, •» 1М', -I- <п»т.)1

та-

Поиск для данного элемента ио1решнос1п в1,, (или 8-ми коэффициентов полинома)

К — К. + 1

И, = О, + I С, - С, + 1

п, = «14 + 1 п^тп, =* пьт, 1 п.т.р, = п1т1р> ■+■

[ Интерполяция О",)!

( КОНЕЦ)

ГО

Рис. 3. Алгоритм программной коррекции исполнительных движений станка с ЧПУ

Алгоритм начинается со считывания адреса первого элемента матрицы погрешностей 1 в тепловом поле Т( из ячейки памяти [В|, затем считывается показание ИП пути по направлению) из ячейки Xj •

По показанию ИП пути Xj и шагу интервала дискретизации ь] определяется номер узловой точки в тепловом поле по

направлению Номер узловой точки позволяет вычислить номер

элемента в тепловом поле Т по направлению Например, для оси X

0=1) вычисление номера элемента 1} сводится к определению номера элемента трехмерной матрицы погрешностей 1 в поле Т( по оси X путем сложения содержимого трех ячеек памяти С19 С2 иСз и добавлению адреса первого элемента матрицы погрешностей 1.

Номера элементов 1'2 и 1з для осей YиZ вычисляются точно также с добавлением общего числа элементов матрицы I соответственно ^Щр, и г^Щр,)-

В работе приведена функциональная схема следящего привода подач с микропроцессорным устройством ЧПУ, с математическим обеспечением, организующим обмен информацией между устройством ЧПУ и приводами подач станка на постоянной несущей частоте и реализующим данный алгоритм. Экспериментальные исследования многоцелевого станка показали возможность снижения погрешностей, вызываемых отклонением от прямолинейности траекторий движения рабочих органов с 6 до 2 мкм.

На рис. 4. показаны функциональные схемы, реализующие алгоритм программной коррекции исполнительных движений: перед интерполяцией (в), при вводе информации от ИП положения (а), при выводе управляющих сигналов на привод (б). Вариант (в) позволяет корректировать только погрешности позиционирования в рабочем пространстве станка; в варианте (б) необходимо вносить поправки в информацию о положении рабочих органов, выдаваемую на пульт оператора; в вариантах (а) и (б) в некоторых случаях потребуется привести параметры матриц коррекции исполнительных движений к положительным значениям, увеличив их на величину минимального значения параметра.

При реализации метода программной коррекции исполнительных движений было отмечено возникновение фрикционных автоколебаний станка в области малых скоростей подач. Как показали эксперименты, одним из факторов, влияющим на это явление, оказалась малая разрешающая способность ЦАП. На рис. 5. показано устройство, которое позволило повысить разрешающую способность ЦАП.

Матрицы коррекции исполни тельных движений

а)

Матрицы коррекции исполни-* тсльных движений

=ШШ

Рис. 4. Функциональные схемы систем управления, реализующих алгоритм программной коррекции исполнительных движений

М АТОБ КСГШЧ ЕН ИI: МИКРО-ЭВМ

К у, КТТАП

о с а. ш

Ё

« ¿к.

АХ

ш сГт

Входной

адрес

16

О

АЦ1

Пульт операторе ^

О

""1 +24 В

^ зцап -^сь

4й-' |и_,0°'

Входной

тдаг

к

С.1Ж

ЧГ—--

но.

СИ

Й"

>ш -

41

-и

^100 ¿г,5В

: = 3 0.01 нк

1Т

<М)

Фильтр

Импульсный преобразователь

I

ш

Рис. 5. Функциональная элепричесш схема устройства, повышающая разрешающую способность ЦАП

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. Показано, что для коррекции погрешностей металлорежущих станков с ЧНУ целесообразно принять в качестве информационной основы погрешности формообразующей системы в точке рабочего пространства станка, где находится вершина режущего инструмента и использовать алгоритмы управления по возмущению с использованием модели объекта управления.

2. Разработана общая математическая модель формообразующей системы металлорежущего станка, позволяющая учесть погрешности траекторий движения рабочих органов, погрешности относительного положения узлов, несущих инструмент и заготовку, а также расположение заготовки в рабочем пространстве станка и размеры режущего инструмента. Предложена статистическая оценка точности модели, заключающаяся в экспериментальном определении ее параметров.

3. Предложена частная модель формообразующей системы консольно-фрезерного станка и методика получения исходных данных для ее составления в базовой системе координат станка. Разработана программа расчета погрешностей формообразующей системы станка с учетом положения рабочих органов, вылета инструмента и базирования заготовки п его рабочем пространстве.

4. Проведена экспериментальная оценка результатов математического моделирования консольно-фрезерного станка, которая подтвердила достоверность предложенной модели. Расхождение рассчитанных значений погрешности позиционирования в рабочем пространстве станка и измеренных с помощью специального шаблона не превысило 4 мкм, что составляет менее 24%.

5. Показано, что любые погрешности станка, можно аппроксимировать дискретной моделью, которая строится на множестве кусочно-непрерывных функций, определенных на конечном числе подобластей (пространственное поле, поле сил веса заготовок Р, температур Т и сил резания I7). При построении дискретной модели в рассматриваемом поле фиксируется конечное число узловых точек, в которых определяется значение погрешностей, при этом в каждой точке вычисляется величина математического ожидания, характеризующая систематическую составляющую погрешности.

6. Разработан алгоритм программной коррекции исполнительных движений рабочих органов станка с микропроцессорным устройством ЧПУ. Показано, что использование данного алгоритма позволит повысить точность позиционирования не менее чем на 30% и уменьшить погрешности, вызываемые отклонением от прямолинейности траекторий движения рабочих органов на 60%.

7. Предложены три функциональных схемы систем управления, реализующих алгоритм программной коррекции исполнительных движений с учетом возможностей системы ЧПУ и управляемости станка.

8. Разработаны алгоритм, математическое обеспечение и принципиальная электрическая схема устройства, уменьшающие фрикционные автоколебания рабочих органов станка с ЧПУ на малых скоростях подачи за счет повышения разрешающей способности ЦАП. Проведенные исследования многоцелевого станка позволяют сделать вывод о равномерности движения его рабочих органов на скоростях подачи, начиная с 3 мм/мин вместо 10 мм/мин без устройства.

9. Результаты диссертационной работы внедрены в ПО «Знамя Революцию» с годовым экономическим эффектом 38 млн. руб.

Основные положения диссертации изложены а следующих работах:

1. Выбор электропривода подач робототехнических комплексов: Учебн. пособие/ Добровольский Л.Н., Полещук В.И., Рогов Б.И., Цыпленков В.Н. - М.: МИП, 1993. - 95 с.

2. Методические рекомендации MP 33-81. Надежность в технике. Технологические системы. Расчет и оценка показателей параметрической надежности технологического оборудования с ЧПУ/ A.C. Проников, B.C. Сгародубов, Б.И. Рогов и др. - М.: ВНИИНмзш, 1981,- 109 с.

3. Расчет и оценка показателей параметрической надежности технологического оборудования с ЧПУ: Методические рекомендации/A.C. Проников, B.C. Стародубов, Б.И. Рогов и др. -М.: ВНИИНмаш, 1980. - 113 с.

4. Стародубов B.C., Рогов Б.И. Диагностика и компенсация погрешностей станков с ЧПУ как средство улучшения структуры их технического обслуживания и ремонта// Техническое обслуживание и ремонт станков с ЧПУ: Материалы семинара. - М.: МДН'ГП, 1981.-С. 23-29.

5. Рогов Б.И. Аппаратные и программные средства реализации пульта оператора в микропроцессорных устройствах ЧПУ/ ВЗМИ.

- М., 1985.- 6 с. Деп. в ВНИИТЭМ.

6. Рогов Б.И. Математическое описание структуры взаимосвязей металлорежущих станков с ЧПУ как объектов управления/ ВЗМИ.

- М., 1985.- 9 с.Деп. в ВНИИТЭМ.

7. Рогов Б.И. Некоторые способы программной коррекции погрешностей станков с ЧПУ, построенных по структуре ЭВМ/ ВЗМИ. - М„ 1985,- 8 с. Деп. в ВНИИТЭМ.

8. Рогов Б.И. Повышение разрешающей способности цифро-аналогового преобразователя в программных АСУ ЭП // Электропривод и автоматизация в машиностроении: Межвуз. сб. науч. тр.-М.: ВЗМИ, 1986.-С. 96-101.

9. Рогов Б.И. Программные методы коррекции по1-решностен станков с ЧПУ// Моделирование и исследование сложных систем: Тез. докл. науч. конф. 18-19 октября 1995 г. - Кашира, 1996. -С. 8486.

10. Рогов Б.И. Программные средства загрузки управляющих программ в оперативную память микропроцессорных устройств ЧПУ// Системы управления станками и автоматические линии: Межвуз. сб. науч. тр. - М.: ВЗМИ, 1985. - С. 19-24.

ВВЕДЕНИЕ.

1. АНАЛИЗ МЕТОДОВ УПРАВЛЕНИЯ ТОЧНОСТЬЮ ОБРАБОТКИ НА МЕТАЛЛОРЕЖУЩИХ СТАНКАХ С ЧПУ ПОСРЕДСТВОМ ПРОГРАММНОЙ КОРРЕКЦИИ ИХ ПОГРЕШНОСТЕЙ.

1.1. Особенности металлорежущих станков с ЧПУ как объектов управления.

1.2. Выбор обобщенного показателя качества управления точностью обработки на станках с ЧПУ.

1.3. Анализ программного метода коррекции погрешностей металлорежущих станков с ЧПУ.

1.3.1. САУ, использующие априорную информацию.

1.3.2. САУ, использующие текущую информацию.

1.4. Цель работы и задачи исследования.

2. ОБЩАЯ МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ФОРМООБРАЗУЮЩЕЙ СИСТЕМЫ МЕТАЛЛОРЕЖУЩЕГО СТАНКА.

2.1. Структурные цепи металлорежущих станков.

2.2. Матричный метод описания структуры металлорежущего станка.

2.3. Кинематика движения смежных звеньев станка относительно друг друга.

2.4. Кинематика движения звеньев металлорежущего станка.

2.5. Статистические оценки точности вектора состояния Y.

2.6. Выводы.

7. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ

МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ МЕТАЛЛОРЕЖУЩЕГО СТАНКА.

3.8. Постановка задачи экспериментальных исследований.

3.9. Описание объекта исследования.

3.10. Математическая модель формообразующей системы консольно - фрезерного станка.

3.4. Метрологические особенности определения вектора состояния Y.

3.5. Оценка параметров математической модели формообразующей системы консолыю-фрезерного станка.

3.5.6. Исследование отклонений траекторий движения исполнительных органов и оценка их угловых поворотов органов и оценка их угловых поворотов.

3.5.2. Погрешность позиционирования.

3.5.2.1. Оценка точности позиционирования. Н

3.5.2.7. Исследование погрешности позиционирования. НН

3.5.8. Проверка результатов расчета параметров математической модели ФС консольно-фрезерного станка.

3.6. Выводы.

4. ТЕХНИКА И ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПРОГРАММНОЙ КОРРЕКЦИИ ИСПОЛНИТЕЛЬНЫХ ДВИЖЕНИЙ.

4.1. Обобщенные блок-схемы микропроцессорных устройств

ЧПУ металлорежущих станков.

4.2. Особенности исследуемой системы «Мини-ЭВМ - станок».

4.3. Аппаратные и программные средства реализации пульта оператора и использование их для организации коррекции погрешностей станка с ЧПУ.

4.4. Ввод УП в ЦП и ее использование для организации коррекции погрешностей станка с ЧПУ.

4.5. Разработка и реализация программной коррекции исполнительных движений станка с ЧПУ.

4.5.1. Теоретические предпосылки программной коррекции исполнительных движений.

4.5.2. Блок-схема следящего привода подач с коррекцией исполнительных движений станка.

4.5.3. Алгоритм программной коррекции исполнительных движений станка.

4.6. Разработка и исследование метода программной коррекции разрешающей способности ЦАП в области малых скоростей подач станков с ЧПУ.

4.6.1. Погрешности следящего привода.

4.6.2. Исследование метода программной коррекции разрешающей способности ЦАП.

4.7. Технико-экономический эффект внедрения результатов исследования.

4.8. Выводы.

В современных условиях, к точности обработки на металлорежущих станках предъявляются исключительно высокие требования. Достаточно сказать, что допуск на размер для некоторых деталей составляет доли микрометра, а требования по точности формы и взаимного положения поверхностей доходит до десятых долей микрометра. К металлорежущим станкам, на которых обрабатываются такие детали, предъявляются жесткие требования по точности, причем, доминирующими становятся требования по обеспечению точностной надежности [50]. Дело в том, что сколь бы высокой точностью такое оборудование не обладало, при воздействии на него различных возмущающих воздействий стабильность точности нарушается. Кроме того, даже в очень точных станках в процессе их эксплуатации выходные параметры станка ухудшаются под действием различных вредных процессов. С другой стороны изготовление и сборка станка с высокой точностью не всегда возможны и экономически оправданы.

Широкое внедрение станков с микропроцессорными УЧПУ позволяет поставить вопрос о повышении точности выходных параметров станка за счет программной коррекции исполнительных движений, когда в результате расчетов и эксперимента определяется зависимость точности выходных параметров станка от его погрешностей и заносится в виде математической модели в память системы управления. При чем эффективность такого метода будет тем выше, чем большее количество погрешностей станка удается им охватить. Поэтому одной из главных задач является построение формальной математической модели функционирования станка как объекта управления, отображающей существующую систему отношений его звеньев, как между собой, так и с внешней средой.

В связи с этим предлагаемая диссертационная работа посвящена развитию теоретических и экспериментальных исследований, позволяющих построить формальную математическую модель формообразующей системы металлорежущего станка; разработке алгоритмов программной коррекции исполнительных движений металлорежущего оборудования; созданию системы управления точностью обработки, использующей микропроцессор для формирования сигнала управления в контуре регулирования по пути и позволяющей проводить в реальном масштабе времени коррекцию исполнительных движений станка.

Целью работы является повышение точности и производительности обработки на металлорежущих станках с микропроцессорными устройствами ЧПУ посредством корректирующих подпрограмм программного обеспечения микро-ЭВМ систем управления.

В диссертационной работе используются теоретические и экспериментальные методы исследования. Теоретические исследования проводились на основе применения математического аппарата теории управления, механики движения системы многих тел, теории линейной алгебры и технологии машиностроения. Экспериментальные исследования основывались на теории планирования многофакторного эксперимента и проводились в реальных производственных условиях в механических цехах ПО «Знамя Революции» (г. Москва) на консольно-фрезерных станках модели СПК-250 и многоцелевом станке мод. 5В 10/10.

Основные научные результаты работы сводятся к следующему:

1. Разработана математическая модель формообразующей системы металлорежущего станка.

2. Разработан алгоритм программной коррекции исполнительных движений для станков с микропроцессорными устройствами ЧПУ.

3. Разработана блок-схема следящего привода подач с программной коррекцией исполнительных движений и использующая микропроцессор для формирования сигнала управления в контуре регулирования по пути, которая позволяет проводить в реальном масштабе времени коррекцию исполнительных движений станка в зависимости от положения его рабочих органов.

4. Разработано устройство, позволяющее повысить разрешающую способность цифро-аналогового преобразователя (ЦАП).

Практическая ценность результатов исследования заключается в том, что на основании теоретических и экспериментальных исследований разработаны рекомендации и устройства, которые позволяют: выявить основные факторы, влияющие на точность формообразующей системы металлорежущего станка; проводить в реальном масштабе времени коррекцию исполнительных движений в зависимости от положения рабочих органов в станках с микропроцессорными устройствами ЧПУ; повысить разрешающую способность ЦАП.

Отдельные результаты исследований использовались при разработке (совместно с ВНИИНМАШ Госстандарта СССР) методических рекомендациях и указаний по расчету и оценке показателей параметрической надежности технологического оборудования с ЧПУ. Результаты работы внедрены или находятся в стадии внедрения в ПО «Знамя Революции» и «САВМА», а также в учебном процессе кафедры ТИ-4 МГАПИ.

В диссертационной работе автор защищает: расчетно-эксперимен гальную математическую модель формообразующей системы металлорежущего станка; рекомендации по использованию полученной модели при расчете точности выходных параметров станков; алгоритм и блок-схему следящего привода подачи с программной коррекцией исполнительных движений; программу и принципиальную электрическую схему устройства, повышающего разрешающую способность ЦАП.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. Показано, что для коррекции погрешностей металлорежущих станков с ЧПУ целесообразно принять в качестве информационной основы погрешности формообразующей системы в точке рабочего пространства станка, где находится вершина режущего инструмента и использовать алгоритмы управления по возмущению с использованием модели объекта управления.

2. Разработана общая математическая модель формообразующей системы металлорежущего станка, позволяющая учесть погрешности траекторий движения рабочих органов, погрешности относительного положения узлов, несущих инструмент и заготовку, а также расположение заготовки в рабочем пространстве станка и размеры режущего инструмента. Предложена статистическая оценка точности модели, заключающаяся в экспериментальном определении ее погрешностей.

3. Предложена частная модель формообразующей системы консольно-фрезерного станка и методика получения исходных данных для ее составления в базовой системе координат станка. Разработана программа расчета погрешностей формообразующей системы станка с учетом положения рабочих органов, вылета инструмента и базирования заг отовки в его рабочем пространстве.

4. Проведена экспериментальная оценка результатов математического моделирования консольно-фрезерного станка, которая подтвердила достоверность предложенной модели. Расхождение рассчитанных значений погрешности позиционирования в рабочем пространстве станка и измеренных с помощью специального шаблона не превысило 4 мкм, что составляет менее 24%.

5. Показано, что любые погрешности станка, можно аппроксимировать дискретной моделью, которая строится на множестве кусочно-непрерывных функций, определенных на конечном числе подобластей пространственное поле, поле сил веса заготовок Р, температур Т и сил резания F). При построении дискретной модели в рассматриваемом поле фиксируется конечное число узловых точек, в которых определяется значение погрешностей, при этом в каждой точке вычисляется величина математического ожидания, характеризующая систематическую составляющую погрешности.

6. Разработан алгоритм программной коррекции исполнительных движений рабочих органов станка с микропроцессорным устройством ЧПУ. Показано, что использование данного алгоритма позволит повысить точность позиционирования не менее чем на 30% и уменьшить погрешности, вызываемые отклонением от прямолинейности траекторий движения рабочих органов на 60%.

7. Предложены три функциональных схемы систем управления, реализующих алгоритм программной коррекции исполнительных движений с учетом возможностей системы ЧПУ и управляемости станка.

8. Разработаны алгоритм, математическое обеспечение и принципиальная электрическая схема устройства, уменьшающие фрикционные автоколебания рабочих органов станка с ЧПУ на малых скоростях подачи за счет повышения разрешающей способности ЦАП. Проведенные исследования многоцелевого станка позволяют сделать вывод о равномерности движения его рабочих органов на скоростях подачи, начиная с 3 мм/мин вместо 10 мм/мин без устройства.

9. Результаты диссертационной работы внедрены в ПО «Знамя Революции» с годовым экономическим эффектом 38 млн. руб.

1. Аверьянов О.И. Развитие модульного принципа построения многооперационных станков с ЧПУ для обработки корпусных деталей. М.: НИИмаш, 1981.-55 с.

2. Адаптивное управление станками/ Б.М. Базров, Б.С. Балакшин, И.М. Баранчукова и др.; Под ред. Б.С. Балакшина. М.: Машиностроение, 1973. - 688 с.

3. Адаптивное управление точностью обработки/ А.С. Калтышсв, Г.А. Кухарев, Я.С. Лившиц и др. М.: НИИмаш, 1975. - 135 с.

4. Александровский И.М. и др. Адаптивные системы автоматического управления сложными технологическими процессами/ И.М. Александровский, С.В. Егоров, Р.Е. Кузин. М.: Энергия, 1973. - 272 с.

5. Андрейчиков Б.И. Динамическая точность систем программного управления станками. М.: Машиностроение, 1964. - 365 с.

6. Аршанский М.М. Управление точностью металлорежущих станков на основе вибромстрической информации. Дис. докт. техн. наук: 05.03.01. -М., 1985.- 335 с.

7. Базров Б.М. Расчеты точности машин на ЭВМ. М.: Машиностроение, 1984.-256 с.

8. Базров Б.М. Технологические основы проектирования самоподнастраи-вающихся станков. М.: Машиностроение, 1978. - 216 с.

9. Баталин А.А. и др. Основные принципы построения системы диагностирования станков с ЧПУ/ А.А. Баталин, А.И. Камышев, Б.И. Черпаков// Станки и инструменты. 1980. - №5. - С. 5.

10. Бейпин Л.П. и др. Разработка и испытание цифрового следящего привода подач металлорежущих станков/ Л.П. Бейлин, В.В. Васильев, Э.Л. Тихомиров// Станки и инструменты. 1980. - №7. - С. 22 -24.

11. Большее Л.Н., Смирнов Н.В. Таблицы математической статистики. -М.: Наука, 1983. -416 с.

12. Витгенбург Й. Динамика систем твердых тел. М.: Мир, 1980. - 292 с.

13. Воловой В.И. и др. Исследование и применение бсзредукторных следящих приводов в тяжелых станках с ЧПУ/ В.И. Воловой, М.И. Коваль,

14. A.Г. Лаврсхо// Станки и инструменты. 1980. - №2. - С. 18-21.

15. Волосов С.С. Основы точности активного контроля размеров. М.: Машиностроение, 1969. - 360 с.

16. Волчкевич Л.Ч. Надежность автоматических линий. М.: Машиностроение, 1969. - 308 с.

17. Врагов Ю.Д. Анализ компоновок металлорежущих станков.- М.: Машиностроение, 1978. 207 с.

18. Выбор электропривода подач робототехнических комплексов: Учебн. пособие/ Добровольский Л.Н., Полсщук В.И., Рогов Б.И., Цыпленков1. B.Н.-М.:МИП, 1993.-95 с.

19. Гейлер З.Ш. Самонастраивающиеся системы активного контроля размеров. -М.: Машиностроение, 1972. 174 с.

20. Дальский A.M. Технологическое обеспечение надежности высокочастотных деталей машин. М.: Машиностроение, 1975. - 224 с.

21. Демидов С.В. и др. Опыт построения цифровых систем управления электроприводами станков/ С.В. Демидов, В.А. Казанский, В.А. Рыдов. -Л.: ЛДНТП, 1979. с. 28.

22. Детали и механизмы металлорежущих станков/ Под ред. Д.Н. Решето-ва. М.: Машиностроение, 1972. - Т.2. - 520 с.

23. Диментберг Ф.М. Винтовое исчисление и его приложения в механике. -М.: Наука, 1965. 199 с.

24. Диментберг Ф.М. Метод винтов в прикладной механике. М.: Машиностроение, 1971. - 264 с.

25. Диментберг Ф.М. Теория винтов и ее приложения. М.: Наука, 1978.327 с.

26. Диментберг Ф.М. Теория пространственных шарнирных механизмов. -М.: Наука, 1982. 335 с.-15126. Забродин Ю.С. Промышленная электроника: Учсбн. для в улов. М.: Высш. школа, 1982. - 496 с.

27. Каминская В.В. и др. Многокритериальная оптимизация компоновок станков/ В.В. Каминская, J1.A. Глазомицкий, А.Ю. Судникович// СТИН. 1994. -№10. - С. 13-16.

28. Кинематика, динамика и точность механизмов: Справочник/ Под. ред. Г.В. Крейнина. М.: Машиностроение, 1984. - 224 с.

29. Клингман Э. Проектирование микропроцессорных систем.- М.: Мир, 1980.- 575 с.

30. Кобринский А.А., Кобринский А.Е. Манипуляционные системы роботов: основы устройства, элементы теории. М.: Наука, Гл. ред. физ.-матлит., 1985. - 344 с.

31. Кобринский А.Е. и др. Классификация систем управления станками по информационным признакам/ А.Е. Кобринский, Е.И. Левковский, Н.А. Серков// Станки и инструменты. 1971. - №1. - С. 4-8.

32. Коваль М.И., Игонин Г.А. Некоторые способы повышения точности обработки на станках с ЧПУ// Станки и инструменты. 1979. - №2 - С. 10-13.

33. Колесов И.М. Исследование связей между формой, поворотом и расстоянием плоских поверхностей деталей машин: Дис. . докт. техн. наук: 05.03.01.-М., 1967.

34. Комплектные системы управления электроприводами тяжелых металлорежущих станков/ Н.В. Донской, А.А. Кириллов, Я.М. Купчан и др.-М.: Энергия, 1980. 288 с.

35. Корсаков B.C. Точность механической обработки.- М.: Машгиз, 1961.379 с.

36. Коффрон Дж. Технические средства микропроцессорных систем: Практический курс/ Пер. с англ. М.: Мир, 1983. - 344 с.

37. Кудинов В.А. О скачке силы трения при переходе от покоя к скольжению// СТИН. 1993. - №6. - С. 2-6.-15238. Лебедев А.М. и др. Следящие электроприводы станков с ЧПУ/ A.M. Лебедев Р.Т. Орлова, А.В. Пальцев. М.: Энсргоатомиздат, 1988. - 223 с.

38. Левин А.И. Математическое моделирование в исследованиях и проектировании станков. М.: Машиностроение, 1978. - 184 с.

39. Методические рекомендации MP 33-81. Надежность в технике. Технологические системы. Расчет и оценка показателей параметрической надежности технологического оборудования с ЧПУ/ А.С. Проников, B.C. Стародубов, Б.И. Рогов и др. М.: ВНИИНмаш, 1981. - 109 с.

40. Михеев Ю.Е., Сосонкин В.Л. Системы автоматического управления станками. М.: Машиностроение, 1978. - 264 с.

41. Многоцелевые системы ЧПУ гибкой механообработкой/ В.Н. Алексеев, В.Г. Воржев, Г.П. Гырдымов и др.; Под общ. ред. В.Г. Колосова. -Л.: Машиностроение, 1984. 224 с.

42. Модзслевский А.А. и др. Многооперационные станки/ А.А. Модзслсв-ский, А.В. Соловьев, В.А. Лонг. М.: Мир, 1980. - 575 с.

43. Монтгомери Д.К. Планирование эксперимента и анализ данных/ Пер. с англ. Л.: Судостроение, 1980. - 384 с.

44. Оптимальное управление точностью обработки деталей в условиях АСУ/ В.И. Кантор, О.Н. Анисифиров, Г.Н. Алексеева и др. -М.: Машиностроение, 1981. 256 с.

45. Портман В.Т. Классификация и синтез расчетных моделей механики станков// Станки и инструменты. 1988. - №3. - С. 12-15.

46. Портман В.Т. Топологическая классификация процессов формообразования// СТИН. 1995. - №4. - С. 3-5.

47. Прилуцкий В.А. Повышение точности положения заготовки при обработке и контроле// СТИН. 1995. - №2. - С. 35-37.

48. Программное управление станками: Учебн. для втузов по спец. «Автомат, и комплексная механизация машиностроения»/ В.Л. Сосонкин, О.П. Михайлов, Ю.А. Павлов и др.; Под ред. В.Л. Сосонкина М.: Машиностроение, 1981. - 398 с.

49. Проников А.С. Надежность машин. М.: Машиностроение, 1978. - 592 с.

50. Проников А.С. Программный метод испытания металлорежущих станков. М.: Машиностроение, 1985. - 288 с.

51. Пугачев B.C. Теория вероятностей и математическая статистика. М.: Наука, 1979.-496 с.

52. Пупырев Е.И. Перестраиваемые автоматы и микропроцессорные системы. М.: Наука, 1984. - 192 с.

53. Пуш А.В. и др. Прогнозирование точности обработки поверхности/

54. A.В. Пуш, С.Д. Пхакадзе, В.Л. Пьянов// СТИН. 1995. - №5. - С. 12-16.

55. Райбман Н.С. Основы управления технологическими процессами. М.: Наука, 1978. - 119 с.

56. Растригин JI.A. Системы экстремального управления. М.: Наука, 1974. - 632 с.

57. Растригин Л.А. Современные принципы управления сложными объектами. М.: Сов. радио, 1980. - 232 с.

58. Расчет и оценка показателей параметрической надежности технологического оборудования с ЧПУ: Методические рекомендации/ А.С. Проников, B.C. Стародубов, Б.И. Рогов и др. М.: ВНИИНмаш , 1980. - 113 с.

59. Расчеты точности станков: Методические рекомендации/ В.Т. Портман,

60. B.Г. Шустер, Ю.К. Рсбанс. М.: ЭНИМС, 1983. - 82 с.

61. Ратмиров В.А. и др. Повышение точности и производительности станков с программным управлением/ В.А. Ратмиров, И.Н.Чурин, С.Л. Шмутер. М.: Машиностроение, 1970 - 344 с.

62. Ратмиров В.А. Основы программного управления станками. М.: Машиностроение, 1978. - 240 с.

63. Регулирование качества продукции средствами активного контроля/ Г.Д. Бурдун С.С. Волосов, З.Ш. Гейлер и др. М.: Изд-во стандартов, 1973.-476 с.-15463. Решетов Д.Н., Портман В.Т. Точность металлорежущих станков. М.: Машиностроение, 1986. - 356 с.

64. Рогов Б.И. Аппаратные и программные средства реализации пульта оператора в микропроцессорных устройствах ЧПУ/ ВЗМИ. М., 1985,- 6 с. Деп. в ВНИИТЭМ.

65. Рогов Б.И. Математическое описание структуры взаимосвязей металлорежущих станков с ЧПУ как объектов управления/ ВЗМИ. М., 1985,9 с.Деп. в ВНИИТЭМ.

66. Рогов Б.И. Некоторые способы программной коррекции погрешностей станков с ЧПУ, построенных по структуре ЭВМ/ ВЗМИ. М., 1985,- 8 с. Дсп. в ВНИИТЭМ.

67. Рогов Б.И. Повышение разрешающей способности цифро-аналогового преобразователя в программных АСУ ЭП// Электропривод и автоматизация в машиностроении: Мсжвуз. сб. науч. тр. М.: ВЗМИ, 1986. - С. 96101.

68. Рогов Б.И. Программные методы коррекции погрешностей станков с ЧПУ// Моделирование и исследование сложных систем: Тез. докл. науч. конф. 18-19 октября 1995 г. Кашира, 1996. -С. 84-86.

69. Рогов Б.И. Программные средства загрузки управляющих программ в оперативную память микропроцессорных устройств ЧПУ// Системы управления станками и автоматические линии: Межвуз. сб. науч. тр. -М.: ВЗМИ, 1985.-С. 19-24.

70. Рубашкин И.Б. Адаптивные системы взаимосвязанного управления электроприводами. Л.: Энергия, 1975. - 160 с.

71. Рубашкин И.Б. Оптимизация металлообработки при прямом цифровом управлении станками. Л.: Машиностроение, Ленингр. отд-ние, 1980. -144 с.

72. Саридис Дж. Самоорганизующиеся стохастические системы управления. М.: Наука, 1980. - 400 с.

73. Себер Дж. Линейный регрессионный анализ. М.: Мир, 1980. - 456 с.-15574. Соломснцсв Ю.М., Сосонкин B.J1. Управление гибкими производственными системами. М.: Машиностроение, 1988. - 352 с.

74. Сосонкин В.Л. Микропроцессорные системы числового программного управления. М.: Машиностроение, 1985. - 288 с.

75. Сосонкин В.Л. Программное управление технологическим оборудованием: Учсбн. для вузов по спец. «Автоматизация технол. процессов и пр-в». М.: Машиностроение, 1991. - 509 с.

76. Специализированные ЦВМ: Учебн. для вузов/ Смолов В.Б., Барашен-ков В.В., Байков В.Д. и др.; Под ред. В.Б. Смолова. М.: Высш. школа, 1981.-279 с.

77. Стародубов B.C., Рогов Б.И. Диагностика и компенсация погрешностей станков с ЧПУ как средство улучшения структуры их технического обслуживания и ремонта// Техническое обслуживание и ремонт станков с ЧПУ: Материалы семинара. М.: МДНТП, 1981.- С. 23-29.

78. Строганов Р.П. Управляющие машины и их применение: Учебн. пособие для вузов. М.: Высш. школа, 1978. - 264 с.

79. Тимирязев В.Т. Управление точностью гибких технологических систем. -М.: НИИмаш, 1983.- 64 с.

80. Титце У., Шенк К. Полупроводниковая схемотехника: Справочное руководство/ Пер. с нем. М.: Мир, 1983. - 512 с.

81. Точность и надежность станков с числовым программным управлением/ А.С. Проников, B.C. Стародубов, М.С. Уколов, Б.М. Дмитриев; Под ред. А.С. Проникова. М.: Машиностроение, 1982. - 256 с.

82. Файнштейн В.Г., Файнштейн Э.Г. Микропроцессорные системы управления тиристорными электроприводами/ Под ред. О.В. Слежановского. -М.: Энергоатомиздат, 1986. 240 с.

83. Харизомснов И.В. Электрооборудование и электроавтоматика металлорежущих станков. М.: Машиностроение, 1975. - 264 с.

84. Чернов Е.А. Проектирование станочной электроавтоматики. М.: Машиностроение, 1989. - 302 с.-15686. Юдицкий С.А., Маргергут В.З. Логическое управление дискретными процессами. Модели, анализ, синтез. М.: Машиностроение, 1987. - 176 с.

85. Юревич Е.И. Основы робототехники: Учебн. для вузов. Л.: Машиностроение, Ленингр. отд-ние, 1985. - 271 с.

86. Denavit J., Hartenberg R.S. A Kinematic Notation for lower Pair Mechanisms Based on Matrices// Journal of Applied Mechanics, Trans. ASME, vol. 77, ser. E. 1955. -Vol. 22. - P. 215-221.

87. Goodhead T.C., McGoldrich P.F., Crabtrec J.J. Automatic defection of and compensation for alignment errors im machine tool slideways// Proc. 18 th Int. Mach. Tool Des. and Res. Conf. London, 1977.- London-Basingstoke, 1977. -P. 569-576 (англ.).

88. Hemingray C.P. Some aspccts of the accuracy evaluation of machie tools// Proc. 14 th. Int. Mach. Tool Des. and Res. Conf., Manchester, 1973. London-Basingstoke, 1974. - P. 281-284 (англ.).

89. Manoranjan K.P. A study of methods to minimize thermal deformations and their effect on the working accuracy of machine tools// Proc. Int. Conf. Prod. Eng., New Dchly, 1977. Vol 1.- Calcutta, s.a., 1977. 111/98-111/112 (англ.).

90. Okushima K., Kakino Y. Compensation of thermal displacement by coordinate system correction// CIRP. 1975. - Vol. 24. - №1.

91. Okushima K., Kakino Y., Higashimoto. Kompensation thcrmischer Verschie-bungen durch korrektur des koordinaten systems// Fcrtigung. 1977. - №6.

92. Schultschik R. Das volumetrische Fehlerreerhalten von Mehrkoordinaten Werkzeug-maschinen// Werks. und Betr. 1979. - Jg. 112. - №4. - P. 231-235.

93. Schultschik R., Matthias E. The components of the volumetric accuracy// CIRP Ann. 1977. - Vol. 26. - №1. - P. 223-228 (англ.).

94. Stockton J.R., Knight R.B.D. Some proposals for improved forms of precision fast digital-analogue and analogue-digital convcrtors// Electron. Lett. 1978. -Vol. 14.-№24.-P. 790-791.********************************************************

95. Программа расчета погрешностей формообразующей *системы металлорежущего станка * *********************************************************)1. PROGRAM 5TAN0K;

96. С* Ввод исходных данных *)

97. PROCEDURE МС N,Н:BYTE; S:ОС;VAR Т:МАТ); UAR Р,R:BYTE; BEGIN FOR P:=l ТО N DO BEGIN R:= 10*P+H;

98. URITEC'',R:3, '.? ');READLNCT[P]) END;END;1. BEGIN

99. URITELNC'Введите погрешности по оси X'); URITELNC'Погрешность позиционирования'); МС21,О,dl51,dl5); URITELNC'Отклонение от параллельности траектории движения'); URITELNC'стола в вертикальной плоскости');

100. МС 21, 0, d.251, d25); URITELNC'Отклонение от прямолинейности траектории движения'); URITELNC'стола в горизонтальной плоскости');

101. МС 21, 0, d351, d35); URITELNC'Угловые повороты стола вокруг оси X');

102. МС21,0,с151,с15); URITELNC'Угловые повороты стола вокруг оси Y');

103. МС 21,0,с251,с25); URITELNC'Угловые повороты стола вокруг оси 2');

104. МС 21,0,с351,с35); URITELNC'Введите погрешности по оси Y');

105. URITELNC'Отклонение от параллельности траектории движения'); URITELNC'салазок в продольном направлении');

106. МС11,130,dl41,dl43; URITELNC'Погрешность позиционирования');

107. МС11,130, d241,d24); URITELNC'Отклонение от параллельности траектории движения');

108. URITELNC'салазок в поперечном направлении');

109. MCU,130,d341,d34); URITELNC'Угловые повороты салазок вокруг оси X');

110. МС11,130,с141,с14); URITELNC'Угловые повороты салазок вокруг оси Y');

111. МС11,130,с241,с24); URITELNC'Угловые повороты салазок вокруг оси 2');

112. МС11,130,с341,с34); URITELNC'Введите погрешности по оси 2');

113. URITELNC'Отклонение от прямолинейности траектории движения'); URITELNC'шпиндельной бабки в горизонтальной плоскости');

114. МС19,0,dill,dll); URITELNC'Отклонение от параллельности траектории движения'); URITELNC'шпиндельной бабки в вертикальной плоскости');

115. МС19, 0,d211,d21); URITELNC'Погрешность позиционирования');

116. МС19,0,d311,d31); URITELNC'Угловые повороты шпиндельной бабки вокруг оси X');

117. МС19,0,с111,ell); URITELNC'Угловые повороты шпиндельной бабки вокруг оси Y');

118. МС19,0,с211,с21); URITELNC'Угловые повороты шпиндельной бабки вокруг оси 2');

119. МС19, 0, сЗИ, с31); URITELNC'Введите вылет инструмента L');READLNCL); URITELNC'Введите отклонение от перпендикулярности оси'); URITELNC'вращения шпинделя с12'); READLNC cl2);

120. URITELNC'Введите отклонение от перпендикулярности оси'); URITELNC'вращения шпинделя с32'); READLNCc32); ASSIGNCF, 'STAN0K1D.PAS'); APPENDC F);

121. URITELNCF,'ПОГРЕШНОСТИ СТАНКА '); for K:=l to 19 do

122. BEGIN Z:=10*K; APPENDCF); URITELNCF); URITE СF,'2=', 2:3); for J:=l to 11 do

123. BEGIN Y; = 130+10*J; APPENDCF); URITELN CF); URITE CF,'Y=', Y: 35; for Is = 1 to 21 do BEGIN Xs = 10*1;

124. CASE I OF 1,3,5,7,9,11,13,15,17,19,21;URITELNCF); END;

125. URITECF,'dl=', dl: 3, ', ', 'd2=',d2:3,', ', 'd3=',d3:3,' '); END; END; END; END; END.

126. ПОГРЕШНОСТИ ФОРМООБРАЗУЮЩЕЙ СИСТЕМЫ КОНСОЛЬНО-ФРЕЗЕРНОГО СТАНКА2= 30 Y= 160

127. X= 30 dl= -4, d2= -10, d3= 8 X= 50 dl = -4, d2= -13, d3= 8

128. X= 70 dl= -7, d2= -14, d3= 8 X= 90 dl = -8, d2= -16, d3= 7

129. X= 110 dl= -10, d2= -17, d3= 4 X= 130 dl= -12, d2= -18, d3= 2

130. X=150 dl = -15, d2= -16, d3= 0 X= 170 dl= -15, d2= -12, d3= -1

131. X= 190 dl = -17, d2= -9, d3= -1 X= 210 dl = -17, d2= -6, d3= -31. Y= 240

132. X= 30 dl= -1, d2= -11, d3= 9 x= 50 dl= -1, d2= -14, d3= 9

133. X= 70 dl= -4, d2= -15, d3= 9 x= 90 dl= -5, d2= -17, d3= 8

134. X= 110 dl= -7, d2= -18, d3= 5 x= 130 dl= -10, d2= -19, d3= 3

135. X=150 dl= -13, d2= -17, d3= 1 x= 170 dl= -13, d2= -13, d3= -1

136. X= 190 dl= -15, d2= -10, d3= -1 x= 210 dl= -15, d2= -7, d3= -32= 70 Y= 160

137. X= 30 dl = -2, d2= -1, d3= 7 x= 50 dl= -2, d2= -4, d3= 8

138. X= 70 dl = -3, d2= -5, d3= 8 x= 90 dl = -5, d2= -7, d3= 7

139. X=110 dl= -5, d2= -8, d3= 5 x= 130 dl= -8, d2= -9, d3= 3

140. X= 150 dl= -9, d2= -7, d3= 1 x= 170 dl= -9, d2= -3, d3= 0

141. X= 190 dl= -10, d2= 0, d3= 0 x= 210 dl = -10, d2= 2, d3= -11. Y= 180

142. X= 30 dl= -3, d2= -4, d3= 11 x= 50 dl = -3, d.2= -8, d3= 12

143. X= 70 dl= -5, d2= -9, d3= 12 x= 90 dl= -7, d2= -11, d3= 11

144. X=110 dl= -7, d2= -11, d3= 8 x= 130 dl = -10, d2= -12, d3= 6

145. X= 150 dl= -11, d2= -10, d3= 4 x= 170 dl= -11, d2= -7, d3= 3

146. X= 190 dl= -13, d2= -4, d3= 3 x= 210 dl= -13, d2= -2, d3= 11. Y=200

147. X= 30 dl = -7, d2= -8, d3= 10 x= 50 dl = -6, d2= -11, d3= 11

148. X= 70 dl= -9, d2= -12, d3= 11 x= 90 dl= -10, d2= -14, d3= 10

149. X=110 dl= -12, d2= -15, d3= 7 x= 130 dl= -13, d2= -16, d3= 5

150. X= 150 dl= -16, d2= -14, d3= 3 x= 170 dl= -15, d2= -11, d3= 1

151. X= 190 dl = -18, d2= -8, d3= 1 x= 210 dl = -18, d2= -5, d3= 01. Y=220

152. X= 30 dl= -5, d2= -9, d3= 9 x= 50 dl= -6, d2= -13, d3= 9

153. X= 70 dl= -8, d2= -14, d3= 9 x= 90 dl= -9, d2= -16, d3= 8

154. X=110 dl= -11, d2= -17, d3= 5 x= 130 dl= -13, d2= -18, d3= 3

155. X= 150 dl= -15, d2= -16, d3= 1 x= 170 dl= -16, d2= -12, d3= 0

156. X= 190 dl= -18, d2= -9, d3= 0 x= 210 dl= -19, d2= -7, d3= -21. Y=240

157. X= 30 dl= -2, d2= -10, d3= 10 x= 50 dl = -3, d2= -14, d3= 10

158. X= 70 dl= -5, d2= -15, d3= 10 x= 90 dl= -6, d2= -17, d3= 9

159. X=110 dl= -8, d2= -18, d3= 6 x= 130 dl= -11, d2= -19, d3= 4

160. X= 150 dl = -13, d2= -17, d3= 2 x= 170 dl= -14, d2= -13, d3= 0

161. X= 190 dl= -16, d2= -10, d3= 0 x= 210 dl= -17, d2= -8, d3= -22= 90 Y-160

162. X= 30 dl = -2, d2= -1, d3= 5 x= 50 dl= -2, d2= -4, d3= 6

163. X= 70 dl= -3, d2= -5, d3= 6 x= 90 dl = -5, d2= -7, d3= 5

164. X= 110 dl = -5, d2= -8, d3= 3 x= 130 dl= -7, d2= -9, d3= 1

165. X=150 dl= -8, d2= -7, d3= -1 x= 170 dl= -8, d2= -4, d3= -2

166. X= 190 dl = -10, d2= -1, d3= -2 x= 210 dl= -10, d2= 1, d3= -31. Y= 180

167. X= 30 dl = -3, d2= -4, d3= 9

168. X= 30 dl = -6, d2= -10, d3= 7x= 70 dl = -9, d2= -15, d3= 7x= 110 dl = -11, d2= -18, d3= 3x= 150 dl= -15, d2= -17, d3= -1x= 190 dl= -18, d2= -10, d3= -21. Y= 240

169. X= 30 dl = -7, d2= -10, d3= 6x= 70 dl = -10, d2= -15, d3= 6x= 110 dl = -11, d2= -18, d3= 2x= 150 dl = -14, d2= -17, d3= -2x= 190 dl = -18, d2= -11, d3= -3

170. X= 30 dl= -4, X- 70 dl= -7, X=110 dl= -8, X=150 dl=-12, X= 190 dl = -16.d2= -11, d3= 7d2= -16, d3= nd2= -19, d3= 3d2= -18, d3= -1d2= -12, d3= -3

171. X= 50 dl= -3 X= 90 dl= -5 X=130 dl= -7 X= 170 dl= -8 X=210 dl=-12

172. X= 50 dl= -7 X= 90 dl= -9 X=130 dl=-ll X= 170 dl=-13 X= 210 dl = -18

173. X= 50 dl= -7 X= 90 dl= -9 X=130 dl=-11 X=170 dl=-14 X= 210 dl = -19

174. X= 170 dl= -7, X= 210 dl = -12,d2= -4, d3= 2d2= -7, d3= 1d2= -9, d3= -3d2= -5, d3= -6d2= 0, d3= <1 rd2= -8, d3= 6d2=- -11, d3= 5d2=- -14, d3= 0d2= -9, d3= td2= -5, d3= -51. Y= 200

175. X= 30 dl = -7, d2= -8, d3= 4 X= 50 dl = -8, d2= -13, d3= 5