автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.06, диссертация на тему:Автоматизация тепловых испытаний металлорежущих станков на основе экспериментального модального анализа

На правах рукописи

КРАВЦОВ АЛЕКСАНДР ГРИГОРЬЕВИЧ

АВТОМАТИЗАЦИЯ ТЕПЛОВЫХ ИСПЫТАНИЙ МЕТАЛЛОРЕЖУЩИХ СТАНКОВ НА ОСНОВЕ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО МОДАЛЬНОГО АНАЛИЗА

05.13.06 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами (промышленность)

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Оренбург 2006

Работа выполнена в государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Оренбургский государственный университет»

Научный руководитель

доктор технических наук, доцент Поляков Александр Николаевич

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Тарасов Вениамин Николаевич;

кандидат технических наук, доцент Досько Сергей Иванович

Ведущая организация

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Пензенский государственный университет»

Защита состоится

¿'(У Ю06 г в /а

со

часов на заседании дис-

сертационного совета Д 212.181.02 при государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Оренбургский государственный университет» по адресу: 460018, г. Оренбург, пр. Победы, 13, ауд. 6205.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГОУ ВПО «Оренбургский государственный университет»

Автореферат разослан

Ученый секретарь диссертационного совета

Рассоха В.И.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Способом оценки точности металлообрабатывающих станков служат производственные испытания, проводимые при изготовлении и после каждого ремонта станка.

Длительность испытаний, по разным источникам, составляет 30 - 48 часов.

Одним из направлений снижения себестоимости производства и ремонта станков является сокращение тепловых испытаний с использованием компьютерных моделей прогнозирования тепловых деформаций.

Однако существующий метод построения тепловых характеристик станка по неполным экспериментальным данным имеет погрешность прогнозирования до 10 % от установившихся температур, и в зависимости от особенностей конструкции станка может приводить к погрешности оценки тепловых деформаций до 20 мкм.

Поэтому разработка формализованного метода оценки тепловых характеристик металлорежущих станков, позволяющего сократить погрешности прогнозирования, является актуальной научной задачей. Решение задачи позволит сократить трудоемкость испытаний при производстве и эксплуатации станков.

Решение данной научной задачи выполнялось в рамках приоритетного направления развития науки и техники «Производственные технологии» и ряда Федеральных целевых программ: «Реформирование и развитие станкоинстру-менталыгой промышленности на период до 2005 года», «Инновационное станкостроение», «Национальная технологическая база», «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития науки и техники на 2002 -2006 годы», «Интеграция науки и высшего образования России на 2002 - 2006 годы», а также межведомственной программы первоочередных мер, обеспечивающих реализацию основных направлений развития СЛЬБ-технологий в промышленности России в 2003-2006 годах.

Настоящая работа выполнена в рамках г/б НИР №01200316424 «Разработка автоматизированной системы теплового моделирования металлорежущих станков» кафедры металлообрабатывающих станков и комплексов Оренбургского государственного университета.

Объект исследования - тепловые испытания металлорежущих станков на этапах изготовления и эксплуатации.

Предмет исследования - формализация процесса испытаний как функционального модуля системы информационной поддержки жизненного цикла станка.

Цель работы - сокращение трудоемкости натурных испытаний станков на основе повышения точности оценки тепловых характеристик.

Задачи работы. Для достижения цели работы необходимо решить задачи:

- выполнить анализ существующих подходов к оценке тепловых характеристик станка и обосновать применение модального подхода;

- провести натурные и машинные эксперименты для оценки точности прогнозирования тепловых характеристик станка и на их основе выявить зависимость модальных параметров тепловых характеристик станков от длительности эксперимента;

- уточнить критерии и разработать алгоритмы оценки тепловых характеристик, обеспечивающие заданную точность прогнозирования;

- разработать программное обеспечение автоматизированной системы поддержки формализованного метода оценки тепловых характеристик;

- провести экспериментальную апробацию разработанных алгоритмов;

- разработать методику тепловых испытаний, используемую на различных этапах жизненного цикла станка.

Научная новизна работы состоит в:

- установленных закономерностях между модальными параметрами тепловых характеристик и погрешностью их прогнозирования;

- критериях и алгоритмах оценки тепловых характеристик станка, обеспечивающих требуемую погрешность прогнозирования;

- обосновании длительности натурных тепловых испытаний, обеспечивающих минимально допустимую погрешность прогнозирования.

Практическая значимость состоит в;

- разработанном программном комплексе для автоматизации тепловых испытаний металлорежущих станков, включающем: а) модуль экспериментального модального анализа термодеформационного состояния станка; б) модуль автоматизированной оценки длительности натурного эксперимента;

- уточненной методике автоматизированных тепловых испытаний металлорежущих станков;

- результатах натурных и машинных тепловых испытаний станков различных типов.

Методы исследования. Теоретические исследования выполнены с использованием основных положений теории автоматического управления, испытаний станков, планирования эксперимента, модального анализа, теории упругости, термодинамики, теории моделирования, идентификации и оптимизации сложных технических систем. Были использованы методы теории вероятностей и математической статистики, дифференциального и интегрального исчисления, аналитической геометрии и линейной алгебры; методы аппроксимации функций и оптимизации.

Реализация работы. Результаты работы, представленные в виде методического, программного, информационного обеспечения и практических рекомендаций, приняты к использованию на Оренбургских предприятиях: ОАО «Оренбургский станкозавод», ФГУП «ПО «Стрела», а также используются в учебном процессе кафедр «Металлообрабатывающие станки и комплексы» и «Системы автоматизации производства» Оренбургского государственного университета.

На защиту выносятся:

- закономерности между модальными параметрами тепловых характеристик и погрешностью их прогнозирования;

4

- критерии и алгоритмы оценки тепловых характеристик станка, обеспечивающих требуемую погрешность прогнозирования;

- обоснование длительности натурных тепловых испытаний, обеспечивающих минимально допустимую погрешность прогнозирования;

- программный комплекс для автоматизации тепловых испытаний металлорежущих станков;

- методика автоматизированных тепловых испытаний металлорежущих станков;

- результаты натурных и машинных тепловых испытаний станков различных типов.

Апробация работы. Основные научные и практические результаты диссертации докладывались на: третьей международной научно-технической конференции «Концепция развития и высокие технологии производства и ремонта транспортных средств в условиях постиндустриальной экономики» (Оренбург, 1997 г.); всероссийской научно-практической конференции «Современные аспекты компьютерной интеграции машиностроительного производства» (Оренбург, 2003 г.); всероссийской научно-технической конференции «Моделирование и обработка информации в технических системах» (Рыбинск, 2004 г.); всероссийской научно-практической конференции «Компьютерная интеграция производств и ИПИ (CALS) технологии» (Оренбург, 2005 г.); всероссийской научно-практической конференции (с международным участием) «Современные информационные технологии в науке, образовании и практике» (Оренбург, 2005 г.); научном семинаре кафедры систем автоматизации производства Оренбургского государственного университета (2006 г.).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 22 работы.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, общих выводов, списка литературы из 119 наименований и приложений. Основная часть работы изложена на 187 страницах, включая 95 рисунков и 4 таблицы.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность выбранной темы, сформулированы научная задача, объект и предмет исследования, цель и задачи работы, научная новизна и практическая значимость.

В первой главе проведен обзор работ по тепловым испытаниям станков и проблемам построения тепловых характеристик.

Большой вклад в общую методологию тепловых испытаний станков и построение тепловых характеристик внесли исследования В.И. Алферова, А.И. Бельзецкого, А.Н. Полякова, A.C. Проникова, A.B. Пуша, Ю.Н. Соколова, B.C. Стародубова, Д.Н. Решетова, В.Н. Юрина, В.В. Юркевича, J. Jedrzejewski.

Анализ их трудов позволил рассмотреть существующие подходы к построению тепловых характеристик станков и вопросы обеспечения точности их прогнозирования.

Основателем методологии автоматизированных испытаний станков является профессор A.C. Проников. Основу методологии составляет предложенный им программный метод испытаний станков. Особенностями метода являются: управление ходом испытаний по программе, заложенной в ЭВМ и отражающей стохастические явления в станке; варьирование параметров внешних воздействий в каждом цикле испытаний по методу Монте-Карло и определение статистических характеристик выходных параметров станка по его реакции на эти воздействия; применение методов технической диагностики для выявление причин отклонений выходных параметров станка от заданных; прогнозирование параметрической надежности станка на основе моделирования процессов изнашивания его базовых деталей. Практической реализацией разработанного метода явился испытательно-диагностический центр, созданный в Научно-исследовательском институте технологии машиностроения в конце 80-х годов.

Практическая реализация программного метода испытаний станков нашла отражение в работах профессоров A.B. Пуша и В.В. Юркевича.

Под руководством профессора A.B. Пуша разработан испытательно-диагностический комплекс, позволяющий измерять в автоматическом режиме выходные характеристики точности узлов; регистрировать характеристики и параметры формообразующих узлов станка; осуществлять оценку точности и параметрической надежности узлов станка; прогнозировать изменение характеристик узлов при изнашивании и тепловом воздействии.

Под руководством профессора В.В. Юркевича разработана автоматизированная система контроля точности изготовления деталей на токарных станках: измерительная система фиксирует перемещения формообразующих элементов токарного станка и по ним рассчитывает и строит на экране компьютера виртуальную модель. Это позволяет прогнозировать все необходимые показатели точности будущей детали и сравнивать их с допусками рабочего чертежа.

Общей особенностью разработанных комплексов и систем применительно к оценке тепловых характеристик станка является необходимость проведения полного натурного эксперимента большой длительности. Так, например, для станка модели СТП 125-4 (масса менее 2 т.) длительность его тепловых испытаний до стабильного теплового режима составила б часов.

В работах д-ра техн. наук А.Н. Полякова был предложен метод сокращенных тепловых испытаний станков, учитывающий взаимосвязи интенсивности изменения температуры станка и времени его температурной стабилизации станка, и использующий модели прогнозирования. Однако, в работах А.Н. Полякова остались нерешенными ряд задач, связанных с формализацией предложенной методологии, что требовало: уточнения вида критериев точности прогнозирования тепловых характеристик; разработки алгоритмов определения модальных параметров тепловых характеристик станка с прогнозируемой погрешностью режима тепловой стабилизации станка. Эти нерешенные задачи не позволяли гарантировать высокую точность прогнозирования тепловых характеристик. Поэтому, в общем случае, при реализации метода сокращенных тепловых испытаний станков погрешность прогнозирования теплового состоя-

ния станка составляла до 10 % от абсолютных значений температур. Однако, для прецизионного оборудования эта погрешность существенна и становится сопоставимой с избыточной температурой, которая порождает тепловые деформации. Установлено, что 10 %-ая погрешность прогнозирования от уровня абсолютных температур эквивалентна 20-30 %-ой погрешности прогнозирования относительно избыточной температуры. В зависимости от особенностей компоновки станка такая погрешность приводит к значительным тепловым деформациям. Так, по данным ЭНИМСа, при температурном градиенте в стенках стойки координатно-расточного станка до 3...4 °С суммарные линейные смещения оси шпинделя в горизонтальной плоскости могут достигать 19 мкм. По данным профессора Ю.М.Соломенцева температурная деформация чугунной станины высотой 600 мм при длине 2000 мм составляет 10 мкм на длине

1000 мм при разности температур по высоте станины в 2,4 °С.

Анализ возможных направлений совершенствования методологии сокращенных во времени тепловых испытаний станков, повышения точности прогнозирования тепловых характеристик станков и сокращения сроков и трудоемкости натурных испытаний позволил сформулировать задачи работы.

Во второй главе представлен математический аппарат, использованный для описания динамики изменения температур и температурных перемещений отдельных элементов станка; приведены результаты проведенных натурных и машинных экспериментов для оценки точности прогнозирования тепловых характеристик станков; сформулированы выводы о дальнейших направлениях повышения точности прогнозирования тепловых характеристик станков.

Теоретическую основу метода оценки тепловых характеристик составляет методология сокращенных тепловых испытаний станков, основанная на модальном подходе. Модальный подход в тепловом моделировании заключается в том, что температура в любой точке станка представляется суммой экспоненциальных кривых, называемых температурными модами. Учитывая линейную связь температуры с температурным расширением металлов, модальный подход может быть применим к температурным перемещениям. Каждая из мод описывается тремя группами модальных параметров: уровнями установившихся температур (температурная стабилизация); тепловыми постоянными времени; начальными температурами. Температурная характеристика станка Ту(^)

в фиксированной ¡-ой точке станка в ]-й момент времени описывается функцией вида:

2>*+2*"'',ХМ , (1)

где ш— число температурных мод; х^х^+^хк+г- модальные параметры, хк - установившаяся температура, хк+1-тепловая постоянная времени, х^+2-начальная температура.

Для оценки точности прогнозирования тепловых характеристик были проведены натурные и машинные эксперименты. Натурные эксперименты

проводились на следующих металлорежущих станках: фрезерно-сверлильном Deckel Fp3, плоскошлифовальном ШПХ32.11, фрезерном ЛФ260МФЗ при различных частотах вращения шпинделя.

В качестве измерительной аппаратуры использовались два цифровых многоканальных измерительных устройства (11 каналов для каждого) с температурными датчиками на основе кремниевых диодов и термометры типа «Замер» для контроля температуры окружающей среды. Измерения температурных перемещений осуществлялись с помощью индикаторов часового типа МИГ и МИГП с ценой деления 1 мкм.

На рисунке 1 представлена схема результатов проведенных вычислительных экспериментов. Экспериментальные данные для получения прогнозируемых характеристик рассматривались на интервале тси (согласно методике сокращенных тепловых испытаний). В этом случае погрешность прогнозирования на интервале тпр составила около 6 % от установившейся температуры

ТуСХ и около 16 % от избыточной температуры в.

Полученные из вычислительного расчета данные подтвердили, что практическая реализация методологии сокращенных испытаний обеспечивает сокращение, по крайней мере, наполовину длительности натурного эксперимента с погрешностью прогнозирования до 10 % от зафиксированных абсолютных температур.

Развитие области применения методологии сокращенных тепловых испытаний станков в системах диагностирования и температурной компенсации требует снижения погрешности прогнозирования до ± 5 % от избыточной температуры. В этом случае фактическая длительность прогнозирования тлр может оказаться существенно большей, чем используемая тпр в принятой методике сокращенных тепловых испытаний, погрешность прогнозирования также растет - до 30 % от температуры ©. Вместе с этим, за счет подбора параметров хк функции (1) реализуемо сокращение погрешности прогнозирования - заштрихованная область на рисунке 1.

Из вычислительных экспериментов выявлены закономерности, влияющие на точность прогнозирования тепловых характеристик:

- наибольшее влияние оказывают выбор начального времени аппроксимации характеристик — tj и длительность натурных тепловых испытаний - t4;

- для обеспечения высокой точности прогнозирования тепловых характеристик длительность натурного эксперимента должна быть приблизительно равна удвоенному значению тепловой постоянной времени первой моды Х2.

Результаты экспериментов и выявленные закономерности показали, что для достижения большей точности прогнозирования тепловых характеристик требуется и практически реализуема разработка метода, который бы позволял в автоматическом режиме осуществлять поднастройку параметров функции (1) для обеспечения погрешности прогнозирования до ± 5 % от избыточной температуры. 8

26 °С 24

22

20

18

16

14

! 1 ( ТПР _ 1 6%Туст 16%® Т+ ^ —

, *С1 1 , / •Г"

^смерим характс 11

Тц э © н и

1. Т' "ПР

1

10%Туст

{Допустимая

точность

прогмота

100

200 300 400 500 600 мин

800

Рисунок 1 - Схема формирования погрешности прогнозирования температурных характеристик: тси- длительность сокращенных испытаний; тпр—

предлагаемая длительность прогнозирования; тнэ- длительность натурного эксперимента; тпр- требуемая длительность прогнозирования; Т »- температурная характеристика («оценка снизу»); Т температурная характеристика («оценка сверху»); 0 — избыточная температура; Туст- установившаяся температура

В третьей главе обоснованы критерии и алгоритмы оценки тепловых характеристик.

Алгоритм оценки тепловых характеристик приведен на рисунке 2. Данный алгоритм включает последовательное исполнение четырех процедур, позволяющих осуществлять настройку главного модального параметра - тепловой постоянной времени первой температурной модыт,.

В первой процедуре (блок 1) выполняются оценки т, (соответствует параметру Х2 в функции (1)) без учета температурной погрешности. Получение оценки т, основано на отыскании инвариантного решения при случайном задании начальных оценок модальных параметров х^ функции (1). Инвариантным принималось любое частное решение, принадлежащее группе решений с незначительно различающимися значениями т, и уровнями установившихся температур Т . В этом случае использовался критерий вида (блок сравнения 2):

|Лт,| < 0,01т1с/,, |Лв| < О,О10Г„, (2)

гДе т^тн1 - х1,ср — Х1,тах > Т],ср ~ зафиксированное значение тепловой постоянной первой моды (Т| ср — находится из алгоритма аппроксимации кривых).

( начало)

Процедура оценки х, (без учета _ температурной погрешности)

Проверка условия: _|Лт,|й0,01т1,1Т ;|Д0|£ 0,01 в.,

Увеличение длительности натур-_ пых испытаний: Проверка условия:

, нпа ^ , иш

Процедура оценки т, (с учетом температурной погрешности) Проверка условия: _ и * 2х1-ч.

Процедура построения _ поверхностей ИВА

( конец

Проверка условии:

|ДТ,|-+ 0 , при /д-*/,.„„

Проверка условия: Т,

Процедура оценки т, с коррекцией Проверка условия:

-1^,1

Дт.-

Д<

->0;

1 ¿0,05 ;

Рисунок 2 - Алгоритм оценки тепловых характеристик станков: т, - тепловая постоянная времени первой моды; т| ср - среднее значение оценки т, ; т| пшд1111|п -оценки «сверху» и «снизу» для т,; Дт,- диапазон оценок параметра т,; 0ср,Д0- среднее значение оценки и диапазон оценок избыточной температуры ©; Т0- начальная температура; Туст та>., Тупчт[|1- оценки «сверху» и «снизу» для установившейся температуры; 1:4,^,14т11Х - текущая, уточненная и максимальная длительность натурных испытаний; Д^- интервал времени.

Критериальные ограничения (2) были установлены экспериментальным путем из вычислительных экспериментов. Такие жесткие ограничения фактически означают получение однозначного решения. При совпадении оценок т1,ср и т1,тах (оценка «сверху») в блоке сравнения 3 уточнение модальных параметров продолжается при новом значении длительности эксперимента ^ (блок 4).

Во второй процедуре (блок 5) выполняются оценки параметра Т| с учетом температурной погрешности, основанные на построении семейства аппроксимирующих функций (1) с вариацией фиксированных моментов времени: 11> *2>13 и иОг^з- промежуточные временные интервалы), в которые использовались экспериментальные данные. Использование данной процедуры позволяет выровнять влияние левой и правой частей тепловой характеристики на погрешность ее прогнозирования. Решением служит тепловая характеристика с наименьшим значением параметра -С{ при выполнении условий инвариантности (2). Если не удается получить однозначное решение, а время 14 существенно превышает 2-Т1)Ср(блок сравнения 6), то выполняется переход к

очередной процедуре (блок 7).

Необходимость использования процедуры построения поверхностей начального времени аппроксимации (НВА- блок 7) выявлена на установленной из вычислительных экспериментов закономерности между точностью прогнозирования тепловой характеристики параметрами ^ и 14. Машинные эксперименты показали, что поверхности НВА позволяют находить наиболее рациональные значения 11 и t4.

Анализ поверхности НВА позволяет определить необходимое сочетание длительности натурных испытаний и начального времени аппроксимации, при котором фиксируется наименьшее значение Т}. Критериями завершения процедуры являются условия (блок сравнения 8):

^^--»(^¡Дт.^О.при^-»/^. (3)

Если условия (3) не выполняются, то осуществляется переход к блоку сравнения 9 и, в зависимости от результата сравнения т, ср и т, „1ах, либо к блоку 4, либо к последней процедуре.

В четвертой процедуре (блок 10) определяется оценка параметра т, с учетом коррекции температурной погрешности измерений при заданном диапазоне вариации параметра длительности испытаний 14. Реализация данной процедуры позволяет в автоматическом режиме выполнить анализ влияния параметра 14 и ошибок измерения на погрешность экстраполяции тепловых характеристик. В качестве критерия завершения вычислений в процедуре принимается погрешность определения температуры Туст по отношению к избыточной температуре 0 в пределах 5 % (блок сравнения 11):

'Г,Т"'-гоах ^с""р<0,05, (4)

Г01

что, как показывает практика исследований для станков средних размеров (до 10 т), соответствует погрешности определения параметра т, в пределах 10 %.

В четвертой главе описано разработанное программное обеспечение для инженерной поддержки разработанного формализованного метода оценки тепловых характеристик металлорежущих станков.

Программные модули написаны на языке системы МАТЬАВ. На рисунке 3 представлена экранная форма одного из разработанных программных модулей.

Модуль экспериментального модального анализа термодеформационного состояния станка реализует процедуры оценки параметра Т| без учета и с учетом температурной погрешности измерений (процедуры 1 и 5, рисунок 2).

• уд;- - ■ чж.

1-ром гчвэ? иаэюз амза 2.5€п тез*.....

2-рсЛ аэ805 143175? 0.6Ш1 Ы612 6012;,:

3-рмш говаг! Ш.4672 е. 4488 г«? чш

4-во* 22 3558 Ш.?791 102115 -14033 123

5-оо* 2037 1032634 ат391 28816 17.153 Г

Рисунок 3 - Экранная форма программного модуля экспериментального модального анализа термодеформационного состояния станка

Модуль автоматизированной оценки длительности натурного эксперимента реализует процедуры построения поверхностей НВА и оценки параметра Т[ с фиксированной коррекцией погрешности измерений при заданном диапазоне изменения длительности тепловых испытаний (процедуры 7 и 10, рисунок 2).

В пятой главе представлены результаты экспериментальной апробации разработанных алгоритмов, представлена методика, упорядочивающая практические шага при проведении сокращенных во времени тепловых испытаний станков.

Для экспериментальной апробации разработанных алгоритмов использованы результаты натурных экспериментов станков, описанные во второй главе. На основе полученной экспериментальной информации и разработанного программного обеспечения проведены вычислительные эксперименты, в ходе которых оценивалась эффективность разработанных алгоритмов. Эффективность алгоритмов оценивалась по следующим критериям: длительность натурного эксперимента; установление устойчивого решения к начальным оценкам искомых параметров аппроксимирующих функций; минимальное число итераций при выполнении различных этапов соответствующего алгоритма.

Проведенные исследования показали, что:

- погрешность оценки для основного параметра Т[ тепловой характеристики не превышает 10 %, что обеспечивает погрешность прогнозирования избыточных температур и температурных перемещений не более 5 %, что, по сравнению с ранее разработанными алгоритмами, приводит к повышению точности прогнозирования в три раза;

- при выборе фиксированных моментов времени в процедуре оценки параметра Т[ с учетом погрешности измерений достаточно использовать экспериментальные данные в четыре момента времени в интервале {[ — (4;

- оценка времени температурной стабилизации станка по температурным перемещениям и температурам в различных точках станка, измеренным на деталях его несущей системы, не совпадает, т.е. имеет место несовпадение оценок для параметра т(. В общем случае, выход на установившейся режим станка по температурным перемещениям фиксируется раньше. Несовпадение оценок для параметра Т) может приводить к тому, что после фиксации максимальных температурных перемещений происходит уменьшение температурных перемещений. Это объясняется перераспределением тепловых потоков по отдельным деталям станка. Этот факт накладывает ограничения на область использования разработанного метода, который не может учесть непрогнозируемый характер изменения тепловых деформаций станка, проявляемый только при большой длительности натурных испытаний.

Разработанное программное обеспечение позволило дополнительно исследовать возможность использования функциональной зависимости между температурой и координатным температурным перемещением для реализации алгоритма управления теплоустойчивостью станка. Было установлено, что на основании аппроксимирующих функций для температур и температурных пере-

мещений для фиксированного режима работы станка нельзя спрогнозировать с высокой точностью температурные перемещения при других режимах работы станка по данным только температуры.

Так как тепловые испытания могут проводиться для решения различных задач, например, идентификации и оптимизации термодеформационной системы станка или диагностировании отдельных его подсистем, была разработана методика сокращенных тепловых испытаний, учитывающая специфику решаемых задач. Укрупненный алгоритм методики представлен на рисунке 4.

Рисунок 4 -Алгоритм методики сокращенных во времени тепловых испытаний станков

В соответствии с изложенными в работе практическими рекомендациями на первым этапе производится выбор количества и местоположения термодатчиков (блок 1). Минимальное число датчиков (пять) определено общей теорией тепловых испытаний станков и равно числу характерных точек, необходимых для получения оценок тепловых деформаций.

На втором этапе формируется программа эксперимента (блок 2). Несмотря на то, что для тепловых испытаний станка обычно выбирается максимальная частота вращения шпинделя, в методике предложено проведение испытаний для несколько частот вращения шпинделя пвар, т.к. это позволяет

расширить область применение тепловых испытаний (цикл «I = 1,п »).

Следующим этапом методики является построение множества аппроксимирующих функций для экспериментальных значений тепловых характеристик (блок 3).

В блоках сравнения 4 и 5 проверяются условия определения оценок параметров т, для функций T(t) и S(t) соответственно. В зависимости от результатов проверки выполняется или сохранение полученных тепловых характеристик (блоки 6,6'), или проверка дополнительных условий (блоки сравнения 7 и 8):

ts <, tT (блок 7), /4 < 2тиср (блок 8) (5)

Сочетание результатов в блоках сравнения приводит либо к росту длительности испытаний (увеличение параметра t4 ), либо к завершению натурных испытаний и переходу к алгоритмам уточнения (блоки 9-15).

При выходе из вложенного цикла « J = 1,nt» осуществляется проверка условия получения оценок параметров tj для функций T(t) и 5(t) (блок сравнения 9). Если не получены такие оценки, то используются сохраненные данные (блок 10) и реализуются процедуры построения НВА и нахождения оценок с коррекцией (блок 11). В блоке сравнения 12 выполняется проверка погрешности полученных оценок для параметров ij и осуществляется либо переход к новому 1-му варианту тепловых испытаний станка (с предварительным сохранением данных, блок 13) либо к продолжению поиска оценок тепловых характеристик (блок 14 — корректировка критерия длительности натурных испытаний, блок 15 - увеличение длительности натурных испытаний). Разработанное программное обеспечение и уточненная методика сокращенных тепловых испытаний создают предпосылки для встраивания автоматизированной подсистемы управления тепловыми испытаниями станков в общую автоматизированную систему управления (АСУ) испытаниями, структурная схема которой представлена на рисунке 5.

Функционирование блока принятия решения основано на использовании уточненных критериев и разработанных алгоритмов, реализованных в описан- ном программном обеспечении.

Рисунок 5 — Структурная схема подсистемы автоматизированной системы управления тепловыми испытаниями станков

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

Совокупность полученных результатов позволяет сделать вывод о том, что разработан формализованный метод оценки тепловых характеристик металлорежущих станков, обеспечивающий повышение точности прогнозирования в 3 раза и позволяющий в 2 раза сократить трудоемкость и сроки натурных испытаний.

Тем самым получено решение задачи в области автоматизации контроля и испытаний производственного оборудования, имеющей существенное значение для станкостроения и машиностроения.

1. Основу математического обеспечения разработанного метода состав-ляетмодальный подход, позволяющий получить количественную оценку времени температурной стабилизации исполнительных органов станка.

2. Информационное обеспечение разработанного метода составляют результаты вычислительных и натурных экспериментов для различных типов станков, в ходе которых было установлено, что 10 %-ая погрешность прогнозирования тепловых характеристик от уровня абсолютных температур эквивалента 20-30 %-ой погрешности прогнозирования относительно избыточной температуры. Установлено, что: а) на точность прогнозирования тепловых характеристик станка наибольшее влияние оказывают выбор начального времени

аппроксимации характеристик и длительность натурных тепловых испытаний; б) для обеспечения погрешности прогнозирования не более 5 % длительность натурного эксперимента должна быть приблизительно равной удвоенному значению тепловой постоянной времени первой моды.

3. Обеспечить требуемую погрешность прогнозирования позволяют разработанные критерии и алгоритмы, осуществляющие последовательную настройку тепловой постоянной времени первой температурной моды.

4. Практической реализацией разработанного метода служат разработанные программные модули, обеспечивающие возможности проведения сокращенных термодеформационных испытаний и создания теплового паспорта станка.

5. Экспериментальная апробация разработанных алгоритмов показала, что погрешность оценки для тепловой постоянной времени первой моды не превышает 10 %, что обеспечивает погрешность прогнозирования температур и температурных перемещений не более 5 %.

6. Методическое обеспечение разработанного метода составляет инженерная методика, регламентирующая выполнение сокращенных во времени тепловых испытаний станков с использованием разработанных инструментальных средств поддержки принятия решений.

7. Разработанное математическое, алгоритмическое и программное обеспечение может быть использовано в АСУТП при создании автоматизированной системы диагностирования термодеформационного состояния станков, а результаты натурных экспериментов могут быть использованы в формировании обучающей выборки при создании автоматизированной системы обеспечения теплоустойчивости станков на основе нейросетевого подхода.

Результаты работы отражены в 22 публикациях, основными из которых являются:

1. Поляков, А.Н. Прогнозирование тепловых характеристик станка в условиях непрерывной работы / А.Н. Поляков, А.Г. Кравцов // Вестник машиностроения. - 2005. - № 10. - С.43-49.

2. Поляков, А.Н. Анализ достоверности определения тепловой проводимости стыков при идентификации термодинамических систем станков / А.Н. Поляков, А.Г. Кравцов // Технология машиностроения. - 2004. - №3. - С. 14-19.

3. Поляков, А.Н. Модальный анализ экспериментальных температурных характеристик плоскошлифовального станка / А.Н. Поляков, А.Г. Кравцов // Вестник Оренбургского государственного университета. - 2002. - №5. - С.149-152.

4. Поляков, А.Н. Автоматизированная система диагностирования термодеформационного состояния станков / А.Н. Поляков, А.Г. Кравцов II Машиностроение и инженерное образование. - 2005. - №4. - С.42-51.

5. Поляков, А.Н. Автоматизированная система прогнозирования тепловых характеристик станка / А.Н. Поляков, А.Г. Кравцов // Вестник Курганского государственного университета. - Серия «Технические науки». - Вып.2. -2005. - С.81-89.

6. Кравцов, А.Г. Автоматизированная система тепловых испытаний станков : материалы Всероссийской научно-технической конференции «Моделирование и обработка информации в технических системах» - Рыбинск: РГАТА. - 2004. - С.122-124.

7. Поляков, А.Н. Методика анализа термодеформационного состояния станков : сб. научн. тр. «Совремеменные проблемы информации в технике и технологиях» / А.Н. Поляков, А.Г. Кравцов; Под ред. д.т.н., проф. О Л. Кравца. - Вып. 10. - Воронеж: Изд-во «Научная книга», 2005. - С. 170-171.

8. Поляков, А.Н. Программный модуль экспериментального модального анализа термодеформационного состояния станка : сб. статей всерос. на-уч.-практ. конф. «Компьютерная интеграция производства и ИПИ (CALS) технологии / А.Н. Поляков, А.Г. Кравцов. - Оренбург: ИПК ОГУ. - 2005. -С. 129-134.

9. Поляков, А.Н. Формализация оценки тепловых характеристик станков : материалы всероссийской научно-практической конференции (с международным участием) «Современные информационные технологии в науке, образовании и практике» /А.Н. Поляков, А.Г. Кравцов. - Оренбург: ИПК ГОУ ОГУ. -2005. -С.79-81.

10. Поляков, А.Н. Метод оценки тепловых характеристик металлорежущих станков на различных этапах их жизненного цикла : сб. научн. тр. «Современные проблемы информатизации в прикладных задачах» / А.Н. Поляков, А.Г, Кравцов / Под ред. д.т.н., проф. О.Я.Кравца. - Вып.11. — Воронеж: Изд-во «Научная книга», 2006. - С.98-99.

11. Поляков, А.Н. Автоматизированная подсистема прогнозирования тепловых характеристик металлорежущих станков APTX_MS : свидетельство о регистрации программного средства № 154 от 25 мая 2006 / А.Н. Поляков, А.Г. Кравцов: УФАП, Оренбург: ГОУ ОГУ. - 2006. - 589 кбайт.

Лицензия ЛР 020716 от 02.11.98

Подписано в печать 29.06.06 Формат 60x84 /,6, гарнитура «Тайме» Усл. печ. листов 1,0. Тираж 100 экз. Заказ 432.

ИПК ГОУ ОГУ 460018, г. Оренбург ГСП, пр. Победы 13, ГОУ ВПО «Оренбургский государственный университет».

Введение.

1 Состояние тепловых испытаний металлорежущих станков.

1.1 Актуальность теплоустойчивости современных металлорежущих станков.

1.2 Актуальность тепловых испытаний в металлорежущих станках.

1.3 Методология автоматизированных испытаний станков.

1.4 Практическая реализация автоматизированных испытаний.

1.5 Метод сокращенных тепловых испытаний станков.

1.6 Выводы и постановка задачи работы.

2 Математическое описание тепловых характеристик металлорежущих станков.

2.1 Тепловые характеристики станка.

2.2 Построение аппроксимирующих кривых.

2.3 Оценка точности прогнозирования тепловых характеристик.

2.3.1 Натурные испытания станков.

2.3.2 Машинные эксперименты.

2.4 Выводы.

3 Метод оценки тепловых характеристик станков.

3.1 Процедура оценки тепловой постоянной времени первой моды без учета температурной погрешности.

3.2 Процедура оценки тепловой постоянной времени первой моды с учетом температурной погрешности.

3.3 Процедура построения поверхностей начального времени аппроксимации.

3.4 Процедура определения тепловой постоянной времени с коррекцией с диапазоном изменения длительности тепловых испытаний.

3.5 Обобщенный алгоритм метода оценки тепловых характеристик.

3.6 Выводы.

4 Программное обеспечение метода оценки тепловых характеристик.

4.1 Модуль экспериментального модального анализа термодеформационного состояния станка.

4.2 Модуль автоматизированной оценки длительности натурного эксперимента. ' 4.3 Выводы.

5 Экспериментальная апробация разработанных алгоритмов.

5.1 Экспериментальная апробация модуля экспериментального модального анализа термодеформационного состояния станка. ф 5.1.1 Прогнозирование температурных характеристик.

5.1.2 Прогнозирование характеристик температурного перемещения.

5.2 Экспериментальная апробация модуля автоматизированной оценки длительности натурного эксперимента.

5.2.1 Прогнозирование температурной характеристики.

5.2.2 Прогнозирование характеристик температурных перемещений.

5.3 Методика сокращенных тепловых испытаний станков.

5.4 Выводы и результаты.

Актуальность темы. Способом оценки точности металлообрабатывающих станков служат производственные испытания, проводимые при изготовлении и после каждого ремонта станка.

Длительность испытаний, по разным источникам составляет 30 -48 час.

Одним из направлений снижения себестоимости производства и ремонта станков является сокращение тепловых испытаний с использованием компьютерных моделей прогнозирования тепловых деформаций.

Однако существующий метод построения тепловых характеристик станка по неполным экспериментальным данным имеет погрешность прогнозирования до 10 % от установившихся температур, и в зависимости от особенностей конструкции станка может приводить к погрешности оценки тепловых деформаций до 20 мкм.

Поэтому разработка формализованного метода оценки тепловых характеристик металлорежущих станков, позволяющего сократить погрешности прогнозирования, является актуальной научной задачей. Решение задачи позволит сократить трудоемкость испытаний при производстве и эксплуатации станков.

Решение данной научной задачи выполнялось в рамках приоритетного направления развития науки и техники «Производственные технологии» и ряда Федеральных целевых программ: «Реформирование и развитие станко-инструментальной промышленности на период до 2005 года», «Инновационное станкостроение», «Национальная технологическая база», «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития науки и техники на 2002 - 2006», «Интеграция науки и высшего образования России на 2002 -2006 годы», а также межведомственной программы первоочередных мер, обеспечивающих реализацию основных направлений развития CALS-технологий в промышленности России в 2003-2006 годах.

Настоящая работа выполнена в рамках г/б НИР №01200316424 «Разработка автоматизированной системы теплового моделирования металлорежущих станков» кафедры металлообрабатывающих станков и комплексов ГОУ ОГУ.

Объект исследования - тепловые испытания металлорежущих станков на этапах изготовления и эксплуатации.

Предмет исследования - формализация процесса испытаний как функционального модуля системы информационной поддержки жизненного цикла станка.

Цель работы - сокращение трудоемкости натурных испытаний станков на основе повышения точности оценки тепловых характеристик.

Задачи работы. Для достижения цели работы необходимо решить задачи:

- выполнить анализ существующих подходов к оценке тепловых характеристик станка и обосновать применение модального подхода;

- провести натурные и машинные эксперименты для оценки точности прогнозирования тепловых характеристик станка и на их основе выявить зависимость модальных параметров тепловых характеристик станков от длительности эксперимента;

- уточнить критерии и разработать алгоритмы оценки тепловых характеристик, обеспечивающие заданную точность прогнозирования;

- разработать программное обеспечение автоматизированной системы поддержки формализованного метода оценки тепловых характеристик;

- провести экспериментальную апробацию разработанных алгоритмов;

- разработать методику тепловых испытаний, используемую на различных этапах жизненного цикла станка.

Научная новизна работы состоит в:

- установленных закономерностях между модальными параметрами тепловых характеристик и погрешностью их прогнозирования;

- критериях и алгоритмах оценки тепловых характеристик станка, обеспечивающих заданную погрешность прогнозирования;

- обосновании длительности натурных тепловых испытаний, обеспечивающих минимально-допустимую погрешность прогнозирования.

Практическая значимость состоит в:

- разработанном программном комплексе для автоматизации тепловых испытаний металлорежущих станков, включающем: а) модуль экспериментального модального анализа термодеформационного состояния станка; б) модуль автоматизированной оценки длительности натурного эксперимента;

- уточненной методике автоматизированных тепловых испытаний металлорежущих станков;

- результатах натурных и машинных тепловых испытаний станков различных типов.

Методы исследования. Теоретические исследования выполнены с использованием основных положений теории автоматического управления, испытаний станков, планирования эксперимента, модального анализа, теории упругости, термодинамики, теории моделирования, идентификации и оптимизации сложных технических систем. Были использованы методы теории вероятностей и математической статистики, дифференциального и интегрального исчисления, аналитической геометрии и линейной алгебры; методы аппроксимации функций и оптимизации.

Реализация работы. Результаты работы, представленные в виде методического, программного, информационного обеспечения и практических рекомендаций, приняты к использованию на Оренбургских предприятиях: ОАО «Оренбургский станкозавод», ФГУП ПО «Стрела», а также используются в учебном процессе кафедр «Металлообрабатывающие станки и комплексы» и «Системы автоматизации производства» Оренбургского государственного университета.

На защиту выносятся:

- закономерности между модальными параметрами тепловых характеристик и погрешностью их прогнозирования;

- критерии и алгоритмы оценки тепловых характеристик станка, обеспечивающих заданную погрешность прогнозирования;

- обоснование длительности натурных тепловых испытаний, обеспечивающих минимально-допустимую погрешность прогнозирования;

- программный комплекс для автоматизации тепловых испытаний металлорежущих станков;

- методика автоматизированных тепловых испытаний металлорежущих станков;

- результаты натурных и машинных тепловых испытаний станков различных типов.

Апробация работы. Основные научные и практические результаты диссертации докладывались на: третьей международной научно-технической конференции «Концепция развития и высокие технологии производства и ремонта транспортных средств в условиях постиндустриальной экономики» (Оренбург, 1997 г.); всероссийской научно-практической конференции «Современные аспекты компьютерной интеграции машиностроительного производства» (Оренбург, 2003 г.); всероссийской научно-технической конференции «Моделирование и обработка информации в технических системах» (Рыбинск, 2004 г.); всероссийской научно-практической конференции «Компьютерная интеграция производств и ИПИ (CALS) технологии» (Оренбург, 2005 г.); всероссийской научно-практической конференции (с международным участием), посвященной 10-летию Оренбургского государственного университета, «Современные информационные технологии в науке, образовании и практике» (Оренбург, 2005 г.); на научном семинаре кафедры систем автоматизации производства Оренбургского государственного университета (2006 г.).

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

Совокупность полученных результатов позволяет сделать вывод о том, что разработан формализованный метод оценки тепловых характеристик металлорежущих станков, обеспечивающий повышение точности прогнозирования в 3 раза и позволяющий в 2 раза сократить трудоемкость и сроки натурных испытаний.

Тем самым получено решение задачи в области автоматизации контроля и испытаний производственного оборудования, имеющей существенное значение для станкостроения и машиностроения.

1. Основу математического обеспечения разработанного метода составляет модальный подход, позволяющий получить количественную оценку времени температурной стабилизации исполнительных органов станка.

2. Информационное обеспечение разработанного метода составляют результаты вычислительных и натурных экспериментов для различных типов станков, в ходе которых было установлено, что 10 %-ая погрешность прогнозирования тепловых характеристик от уровня абсолютных температур эквивалента 20 - 30 %-ой погрешности прогнозирования относительно избыточной температуры. Установлено, что а) на точность прогнозирования тепловых характеристик станка наибольшее влияние оказывают выбор начального времени аппроксимации характеристик и длительность натурных тепловых испытаний; б) для обеспечения погрешности прогнозирования не более 5 % длительность натурного эксперимента должна быть приблизительно равной удвоенному значению тепловой постоянной времени первой моды.

3. Обеспечить требуемую погрешность прогнозирования позволяют разработанные критерии и алгоритмы, осуществляющие последовательную настройку тепловой постоянной времени первой температурной моды.

4. Практической реализацией разработанного метода служат разработанные программные модули, обеспечивающие возможности проведения сокращенных термодеформационных испытаний и создания теплового паспорта станка.

5. Экспериментальная апробация разработанных алгоритмов показала, что погрешность оценки для тепловой постоянной времени первой моды не превышает 10 %, что обеспечивает погрешность прогнозирования температур и температурных перемещений не более 5 %.

6. Методическое обеспечение разработанного метода составляет инженерная методика, регламентирующая выполнение сокращенных во времени тепловых испытаний станков с использованием разработанных инструментальных средств поддержки принятия решений.

7. Разработанное математическое, алгоритмическое и программное обеспечение может быть использовано в АСУТП при создании автоматизированной системы диагностирования термодеформационного состояния станков, а результаты натурных экспериментов могут быть использованы в формировании обучающей выборки при создании автоматизированной системы обеспечения теплоустойчивости станков на основе нейросетевого подхода.

1. Аскинази, А.Е. Токарные станки на международных выставках 90-х гг./ А.Е. Аскинази, Б.И. Черпаков // СТИН.- 1998.- № 8.-С.43-48.

2. Бирбраер, Р.А Умные станки для умного производства. Высокоэффективные фрезерные центры KITAMURA/ P.A. Бирбраер, Ф.М. Багиров,

3. B.Б. Левицкий, В.В. Столповский // газета ИТОновости 7,2005.-С.7-9

4. Босинзон, М.А. Новые конструкции электромеханических шпиндельных узлов/ М.А. Босинзон, Б.И. Черпаков // СТИН.-2004.-№5,С.29-34.

5. Бушуев, В.В. Сверхточные станки / В.В. Бушуев // СТИН.-2000.-№6.1. C.27-31.,№7.-С.20-23.

6. Бушуев, В.В. Тенденции развития мирового станкостроения/ В.В. Бушуев // СТИН.-2000.-№ 9.-С20-24.

7. Бушуев, В.В. Основы конструирования станков/ В.В.Бушу ев. М.: Станкин, 1992.-520 с.

8. Детали и механизмы металлорежущих станков / Под ред. Д.Н. Реше-това в 2-х кн., т.1,1972, 663с.,т.2,1974,- 519с.

9. Кашепава, М.Я. Многоцелевые станки и ГПС на 11.ЕМО в Милане (1995 г.)/ М.Я. Кашепава, Б.И. Черпаков, Е.В. Судов // СТИН. 1996. - № 8.-С.37-44.

10. Металлорежущие станки: Учебник для машиностроительных втузов / Под ред. В.Э. Пуша.- М.: Машиностроение, 1985. 256с.

11. Опитц, Н. Современная техника производства /состояние и тенденции/ Н. Опитц.- М., Машиностроение, 1975.- 280с.

12. Поляков, А.Н. Идентификация тепловых процессов в металлорежущих станках/ А.Н. Поляков, И.В. Парфенов // Вестник машиностроения. -1995. №2. С. 19-22.

13. Поляков, А.Н. Применение термоупругой модели к анализу тепловых процессов в металлорежущих станках/ А.Н. Поляков, И.П. Никитина // Вестник машиностроения. 1996. - №7.- С.27-30.

14. Поляков, А.Н. Анализ эффективности построения термоупругой модели плоскошлифовального станка/ А.Н. Поляков // Техника машиностроения. 2001. - №6. - С.24-30.

15. Поляков, А.Н. Модальный анализ экспериментальных температурных характеристик плоскошлифовального станка/ А.Н. Поляков А.Г. Кравцов // Вестник Оренбургского государственного университета. -2002.-№5.-С. 149152.

16. Поляков, А.Н. Актуальность тепловых проблем и состояние теплового моделирования в металлорежущих станках/ А.Н. Поляков, И.В. Парфенов // Вестник Оренбургского государственного университета.-2001-№3.-С.96-100.

17. Поляков, А.Н. Экспериментальное исследование термодинамического состояния многоцелевого станка/ А.Н. Поляков, A.A. Терентьев // Техника машиностроения. 2001. - №3. - С.72-78.

18. Поляков, А.Н. Методика сокращенных тепловых испытаний металлорежущих станков/ А.Н. Поляков // Техника машиностроения.- 2002.- №1.-С.4-10.

19. Поляков, А.Н. Идентификация тепловой модели станка/ А.Н. Поляков // СТИН.-2003.-№4.-С.З-8.

20. Поляков, А.Н. Сокращенные тепловые испытания станков/ А.Н. Поляков // СТИН.-2002-№8.-С. 15-19.

21. Поляков, А.Н. Экспериментальное исследование термодинамического состояния токарного станка с ЧПУ/ А.Н. Поляков, A.A. Терентьев // Вестник Оренбургского государственного университета. -2000.-№3.-С.78-82.

22. Поляков, А.Н. Прогнозирование температурных характеристик станка в тепловых испытаниях/ А.Н. Поляков // Сборка в машиностроении, приборостроении.-2001.-№12. С.33-38.

23. Поляков, А.Н. Идентификация координатно-расточного станка/ А.Н. Поляков // Технология машиностроения.-2003.-№4.-С.12-19.

24. Поляков, А.Н. Оптимизация термодинамической системы плоскошлифовального станка ШПХ32.11/ А.Н. Поляков // Технология машино-строения.-2003.-№5.-С. 18-25.

25. Поляков, А.Н. Построение и исследование оптимизационной термоупругой модели станка/ А.Н. Поляков // Вестник машиностроения. 2003. -№6.- С.51-57.

26. Поляков, А.Н. Компьютерные исследования тепловых деформаций металлорежущих станков. Методы, модели и алгоритмы: Учебное пособие/ А.Н. Поляков.- Оренбург: ГОУ ОГУ, 2003. 382с.

27. Потапов, В.А. Новые концепции в токарной обработке/ В.А. Потапов // Машиностроитель.- 2000.- №2,- С.49-56.

28. Потапов, В.А. Выставка «Металлообработка 2000»/ В.А. Потапов // СТИН.-2001.-№3.- С.29-32.

29. Потапов, В.А. Минская «МЕТАЛЛООБРАБОТКА-2001»/ В.А. Потапов // Машиностроительной 1.-№8. С.46-49.

30. Потапов, В.А. Современное оборудование для сверхскоростной обработки/ В.А. Потапов // Станки и инструмент.- 1993.-№5.-С.З6-39.

31. Потапов, В.А. Выставка METAV 2004 / В. А. Потапов // Обзор наиболее заметных экспонатов III http://www.compass-r.ru/dijest/novermber/d-9-01.htm

32. Потапов, В.А. Четвертая международная конференция по высокоскоростной обработке/ В. А. Потапов // СТИН.-2004.-№5.,С.36-40.

33. Потапов, В.А. IMTS 2004: под знаком надежды / В.А. Потапов //Оборудование: рынок, предложение, цены.-2005.-№1.,С.30-36

34. Потапов, В.А.Требования потребителей к обрабатывающим центрам /Потапов В.А., //Эксперт Оборудование (рынок, предложение, цены), март 2003 г. III http://www.ufastanki.ru/articles.php?sid=&l=en&f=::y&ar=10

35. Пуш, В.Э. Конструирование металлорежущих станков/ В.Э. Пуш. -М.: Машиностроение, 1977.- 390 с.

36. Пуш, A.B. Шпиндельные узлы. Проектирование и исследование: Монография/ A.B. Пуш, И.А. Зверев. М.: «Станкин»,2000.-197с.

37. Пуш, A.B. Шпиндельные узлы. Качество и надежность/ A.B. Пуш . -М: Машиностроение, 1992,- 288с.

38. Пуш, A.B. Проектирование шпиндельных узлов на опорах качения с заданными показателями работоспособности/ A.B. Пуш, И.А. Зверев. // СТИН. 1999.- №9.-С.9-13.

39. Станочное оборудование автоматизированного производства / Под ред. В.В. Бушуева, т.1,1993,584с.,т.2,1994.-656с.

40. Решетов, Д.Н. Работоспособность и надежность деталей машин/ Д.Н. Решетов. -М.: Высшая школа, 1974.-206 с.

41. Решетов, Д.Н. Повышение точности металлорежущих станков/ Д.Н. Решетов.- М., НИИМАШ, 1979.- 1 Юс.

42. Решетов, Д.Н. Точность металлорежущих станков/ Д.Н. Решетов, В.Т. Портман.- М.: Машиностроение, 1986,- 336 с.

43. Соколов, Ю.Н. Расчет температурных полей и температурных деформаций металлорежущих станков/ Ю.Н. Соколов. -М.: ЭНИМС, 1958.-83с.

44. Соколов, Ю.Н. Температурные расчеты в станкостроении.-2е изд./ Ю.Н. Соколов М.: Машиностроение, 1968.- 77с.

45. Соколов, Ю.Н. Тепловые деформации металлорежущих станков / Ю.Н. Соколов // СТИН.- 2003.- №10.-С. 18-20.

46. Черпаков, Б.И. Развитие станкостроения в Японии и 19-я японская выставка-ярмарка станков/ Б.И. Черпаков // СТИН. 1999.- №9.-С.34-40.,№10.-С.28-40.

47. Черпаков, Б.И. Машиностроение Металлорежущие станки и деревообрабатывающее оборудование Энциклопедия: Т. IV-7 2-е изд., испр./ Б.И. Черпаков, Г.А. Адоян, О.И. Аверьянов. М.: Машиностроение. -2002. -864 с.

48. Черпаков, Б.И. Тенденции развития мирового станкостроения в начале XXI века / Б.И. Черпаков // СТИН. -2003.-№10.- С.3-7.

49. Фигатнер, A.M. Шпиндельные узлы современных металлорежущих станков. Обзор/ A.M. Фигатнер .-М.: НИИМАШ, 1983.- 60с.

50. Юрин, В.Н. Шпиндельные узлы с тепловыми трубами/ В.Н. Юрин // Станки и ин-т.-1981.- № 4.- С. 16—18.

51. Юрин, В.Н. Повышение технологической надежности станков/ В.Н. Юрин . -М.: Машиностроение, 1981.-78с.

52. Hydrostatic spindles http://www.mooretool.eom/F 1606.pdf

53. Precision manufacturing center http://www.mooretool.eom/F 1616.pdf

54. Moore Tool. FSP High-speed machine systems -http://www.mooretool .com /F1633.pdf

55. FSP systems http://www.mooretool.eom/F 1634.pdf

56. GE Fanuc 18i MB CNC Control http://www.mooretool.com/F1638.pdf

57. VMC OPTIONS & ACCESSORIES http://www.haascnc.com/options VMC.asp# VMCTreeOptions 10

58. Accuracy of Feed Drives http://www.heidenhain.com/ta feed drives 2.html

59. VMC 600II High Speed CNC -http://www.hardinge.com/index.asp?pageID=234

60. VMC 600II High-Torque http://www.hardinge.com/index.asp?pageID=::235

61. VMC 600II CNC http://www.hardinge.com/index.asp?pageID=233

62. Aronson, R.B. Spindles are the Key to HSM /R.B. Aronson // -Manufacturing engineering. -2004.-vol.l33.-№4.- http://www.sme.org/cgi-bin/get-mag.pl?&&ME 04ART57&000007&2004/ME04ART57&ARTME&SME&

63. Компания Yeong Chin Machinery (YCM) http://www.rosmost.ru/hym/index.htm

64. Pama, Италия. Горизонтальные сверлильно-фрезерные станки -http://www.rosmark.ru/equipment/pama/pama02.htm66 5-ТИ ОСЕВЫЕ ВЫСОКОСКОРОСТНЫЕ ВЕРТИКАЛЬНЫЕ ОБРАБАТЫВАЮЩИЕ ЦЕНТРЫ: http://isedm.ru/Centersl .htm

65. Kitamura. Horizontal & Vertical machining Centers. Design Technology -http://www.kitamura-machinery.com/design-technology.aspx

66. Производство Фрезерная обработка. 5-координатный вертикальный обрабатывающий центр Kitamura Mytrunnion - http://www.solver.ru/pro -ducts /isprod/1251 /kitamuramytrunnion.htm

67. Vertical machining center. MB-46V/MB-56V http://www.okuma.com/ familypage.asp?id=50-03&sn=Vertical

68. The Thermo-Friendly Concept http://www.okuma-overseas.com/ ther-mofriendly /Thermo-Friendly.htm

69. Okuma's Guide to Thermal Control Technology-http://www.okumamerit. com/erelated/reportpdf/tcg/tcgO 1 .html

70. Потапов, B.A. Концерн Gildemeister: секреты успеха/ В.А. Потапов III http://www.stankoinform.ru/article/DMG.htm

71. А. С. Проников, В. JL Исаченко, Ю. С. Аполлонов, Б. М. Дмитриев Испытания станков программным методом в испытательно-диагностическом центре // Станки и инструмент. -1990.-№9.- С.8-12.

72. Никитина, И.П. Повышение точности двусторонних торцешлифо-вальных станков за счет улучшения температурных характеристик/ И.П. Никитина. // Дис. канд. техн. наук. -М.:Мосстанкин, 1992. 154 с.

73. Пуш, A.B. Испытательно-диагности- ческий комплекс для оценки качества и надежности станков/ A.B. Пуш, A.B. Ежков, С.Н. Иванников // Станки и инструмент. -1987.-№9.- С.8-12.

74. Вороненко, В.П. Проектирование машиностроительного производства / В.П. Вороненко, Ю.М. Соломенцев, А.Г. Схиртладзе / Под ред. Член-корр.РАН Ю.М. Соломенцева -М.:ИЦ МГТУ «СТАНКИН», Янус-К, 2002,348 с.

75. Jedrzejewski J., Kowal Z., Winiarski Z. Analysis of Thermal behaviour of electrospindle units // Prace Naukowe Instytutu Technologii Maszyn i Auto-matyzacji:Politechniki Wroclawskiej.-1995-№.56.-PP.80-87.

76. Галахов, M.A. Расчет подшипниковых узлов/ M.A. Галахов, A.H. Бурмистров .-M.: Машиностроение, 1988.-254с.

77. Комиссар, А.Г. Опоры качения в тяжелых режимах эксплуатации/ А.Г. Комиссар. М.: Машиностроение, 1987,- 384с.

78. Harris Т.A. Rolling Bearing Analysis.-New York-London-Sydnay, 1966.481р.

79. Парфенов, И.В. Расчет температур элементов опор качения/ И.В. Парфенов, А.Н. Поляков // Известия вузов. Машиностроение.-1989.-N4.-С.130- 134.

80. Коднир, Д.С. Контактная гидродинамика смазки деталей машин/ Д.С. Коднир.- М.: Машиностроение, 1976.-304с.

81. Поляков, А.Н. Автоматизированная система поиска и принятия решений по обеспечению теплоустойчивости металлорежущих станков: Автореферат диссертации на соискание ученой степени д-ра техн. наук: 05.13.06./ А.Н. Поляков. Оренбург, 2004.-33 с.

82. Перель, Л.Я. Подшипники качения: Расчет, проектирование и об-служёивание опор: Справочник.-2-e изд.,перераб. И.доп./ Л.Я. Перель, А.А.

83. Филатов. -М. ¡Машиностроение, 1992.-608 с.

84. Tsutsumi, М., Unno, К., Yoshino, М., Yamauchi, F. New material Application of Ultraprecision Lathe / Proceedings of The International Congress for Ultraprecision Technology, May, 1988, Aachen, FRG;Berlin: Springer-Verlag, 1988.-364 p.

85. Поляков, A.H. Прогнозирование температурных перемещений станка с помощью нейронных сетей/ А.Н. Поляков, П.И. Дьяконов // Технология машиностроения. -2005. №7 - С.15-19.

86. Поляков, А.Н. Прогнозирование теплоустойчивости станков с помощью нейросетевого подхода/ А.Н. Поляков, П.И. Дьяконов // Технология машиностроения. -2003. №6 - С.29-33.

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

88. Григорьев, С.Н. Надежность и диагностика при обработке резанием: Учебное пособие для студентов высших учебных заведений/ С.Н. Григорьев, В.Д. Гурин, А.Н. Ромашев, В.А. Синопальников. 2005.- 420 с.

89. Типовые методики и программы испытаний металлорежущих станков: Метод. указания.-М.:ЭНИМС.-1988.-96 с.

90. Юркевич, В.В. Прогнозирование точности изготовления деталей/

91. B.В. Юркевич // Техника машиностроения.-2000.-№4.-С.46-52.

92. Юркевич, В.В. Автоматизированная система контроля точности изготовления деталей на токарных станках / В.В. Юркевич // СТИН.-2001.-№11. C.11-13.

93. Юркевич, В.В. Точность детали в продольном направлении / В.В. Юркевич // Вестник машиностроения. 2001,- № 2.-С.34-37.

94. Юркевич, В. В. Система прогнозирования точности токарных станков / В.В. Юркевич //Вестник машиностроения. 2001.- № 8.-С.44-48.

95. Юркевич, В. В. Прогнозирование формы детали в продольном сечении / В.В. Юркевич // СТИН.-2002.-№2-С.20-23.

96. Юркевич, В.В. Тепловые процессы в токарном станке мод. МК-3002 / В.В. Юркевич // Вестник машиностроения.- 2000.- № 1.-С.46-49.

97. Юркевич, В.В. Точность токарного станка при изменении теплового состояния / В.В. Юркевич // Техника машиностроения 2000,- № 3.- С. 5759.

98. Теоретические основы теплотехники. Теплотехнический эксперимент. Справочник // Под общ. ред. Григорьева В.А. и Зорина В.М.-М.: Энер-гоатомиздат, 1988,- 559с.

99. Лыков, A.B. Теория теплопроводности/ A.B. Лыков. М.: Высшая школа, 1967.- 600 с.

100. Поляков, А.Н. Разработка метода анализа теплового состояния шпиндельных узлов на основе модального подхода/ А.Н. Поляков // Автореф. дис. канд. техн. наук. М.: Мосстанкин,- 1991. -24 с.

101. Хомяков, B.C. Применение теоретического модального анализа к расчету температурных полей в металлорежущих станках/ B.C. Хомяков, С.И. Досько, А.Н. Поляков// Известия вузов. Машиностроение,-1989.-N9.-С.154- 158.

102. Справочник по теории автоматического управления// Под ред. A.A.

103. Красовского .-М.: Наука, 1987.-711с.

104. Сегерлинд, JI. Применение метода конечных элементов/ JI. Сегер-линд . -М: Машиностроение, 1979.-392.

105. Ши, Д. Численные методы в задачах теплообмена/Д. Ши. М.: Мир, 1988.-544с.

106. Расчеты машиностроительных конструкций методом конечных элементов. Справочник./ Под ред. В.И. Мяченкова М.: Машиностроение, 1989.-520 с.

107. Дьяконов, В. Математические пакеты расширения MATLAB. Специальный справочник,- СПб.:/ В. Дьяконов, В. Круглов,- Питер, 2001,- 480 с.

108. Поляков, А.Н. Анализ достоверности определения тепловой проводимости стыков при идентификации термодинамических систем станков/ А.Н. Поляков, А.Г. Кравцов // Технология машиностроения.-2004.-№3.-С.14-19.

109. Поляков, А.Н. Анализ флуктуаций тепловой проводимости стыков металлорежущих станков/ А.Н. Поляков, А.Г. Кравцов, О.П. Петайкин // Перспективные материалы, технологии, конструкции: Сб. науч. тр.- Красноярск: САА, 1998.-С. 164-168.

110. Вентцель, Е.С. Теория вероятностей/ Е.С. Вентцель. М.: Наука, 1969.-576 с.

111. Поляков, А.Н. Автоматизированная система диагностирования термодеформационного состояния станков/ А.Н. Поляков, А.Г. Кравцов // Машиностроение и инженерное образование.-2005.-№4.-С.42-51