автореферат диссертации по обработке конструкционных материалов в машиностроении, 05.03.01, диссертация на тему:Исследование и разработка многоосевых мехатронных обрабатывающих головок для токарных и расточно-фрезерных обрабатывающих центров, применяемых в металлообработке деталей в автомобильной промышленности

На правах рукописи

МАКА Л ЬС КАЯ ЕКАТЕРИНА ВЛАДИМИРОВНА

ИССЛЕДОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА МНОГООСЕВЫХ МЕХАТРОННЫХ ОБРАБАТЫВАЮЩИХ ГОЛОВОК ДЛЯ ТОКАРНЫХ И РАСТОЧНО-ФРЕЗЕРНЫХ ОБРАБАТЫВАЮЩИХ ЦЕНТРОВ, ПРИМЕНЯЕМЫХ В МЕТАЛЛООБРАБОТКЕ ДЕТАЛЕЙ В АВТОМОБИЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ

Специальность 05.03.01 Технологии и оборудование механической и физико-технической обработки

Автореферат диссертации на соискание ученой степени

кандидата технических наук

и0346Э948

Москва - 2009

003469948

Работа выполнена в Московском государственном индустриальном университете (МГИУ)

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор

Босинзон Марк Аркадьевич

Официальные оппоненты: Лауреат Ленинской премии, доктор технических наук,

профессор Тимирязев Владимир Анатольевич

кандидат технических наук Шашин Андрей Дмитриевич

Ведущая организация: Экспериментальный

научно-исследовательский институт металлорежущих станков (ОАО «ЭНИМС»)

Защита состоится « /О » июня 2009 г. в ^ часов в аудитории на заседании диссертационного совета Д 212.129.01 в Московском государственном индустриальном университете (МГИУ) по адресу: 115280, Москва, Автозаводская ул., д. 16

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке МГИУ. Автореферат разослан « мая 2009 г.

Ученый секретарь

диссертационного Совета Д 212.129.01 кандидат технических наук, доцент ^

Иванов Ю.С.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Данная диссертационная работа посвящена решению проблемы пятикоординатной обработки сложных корпусных деталей для автомобильной промышленности на сравнительно простых трехосевых (трехкоординатных) станках, за счет использования специальных многоосевых обрабатывающих головок. Внедрение мехатронных головок позволяет осуществить модернизацию уже существующих станков с ЧПУ.

До настоящего времени сложные детали, требующие пятикоординатной обработки, изготавливались:

• или последовательно на нескольких трехкоординатных металлорежущих станках;

• или на сложных пятикоординатных станках;

• или, в некоторых частных случаях, на трехкоординатных станках при необходимости нескольких различных переустановок детали (за несколько установов).

Впервые поставлена и решена научно-техническая задача металлообработки деталей сложной конфигурации на трехкоординатных станках с ЧПУ (обрабатывающих центрах) за один установ.

На основании прогноза и анализа развития станкостроения можно выделить следующие основные направления:

• качественное изменение конструкций металлорежущих станков (конструкции станков с параллельной кинематикой, гек-саподные конструкции, конструкции типа «Box in a box» и др.);

• существенное повышение производительности и точности станков, реализация технологий скоростной обработки;

• широкая унификация станков, реализация принципов модульного конструирования.

Для решения вышеперечисленных задач наряду с совершенствованием технологии обработки, появлением новых режущих материалов, инструментов создаются принципиально новые мехатронные станочные узлы на базе интеграции средств прецизионной механики, электроники, электротехники. Конструктивное объединение исполнительного и приводного элементов механизмов вращательных перемещений станков, реализующих концепцию привода прямого действия «Direct Drive», позволяет исключить промежуточные механические преобразователи и передачи, повысить точность, быстродействие, снизить потери. Наличие в данных конструкциях встроенных систем автоматического управления и датчиков контроля технологического процесса делает мехатронные узлы интеллектуальными автономными станочными модулями, на базе которых могут не только создаваться конструкции перспективных металлообрабатывающих станков, но и модернизироваться уже существующие станки.

Вопросу совершенствования технологических процессов металлообработки сложных корпусных деталей для автомобильной промышленности посвящены работы ведущих ученых О.В. Таратынова, О.И. Аверьянова, В.В. Клепикова, В.Г. Якухина и ряда других авторов. Вопросам исследования статических, динамических и температурных свойств узлов станков были посвящены работы общепризнанных ученых В.В. Каминской, З.М. Левиной, В.А. Кудинова и др. Ряд ведущих ученых занимаются непосредственно разработкой и иссле-

дованием мехатронных модулей. Среди них: Ю.В. Падураев, М.А. Босинзон, C.B. Демидов, В.Г. Каган, В.О. Астанин и др.

Разработка методов обработки сложных деталей для автомобильной промышленности на сравнительно простых трехкоорди-натных станках с ЧПУ с помощью мехатронных обрабатывающих головок является новой задачей, как в теоретическом, так и в практическом плане.

Настоящая диссертационная работа, являющаяся продолжением научных работ, проводимых на кафедре «Технология и металлорежущие системы автомобилестроения» МГИУ, посвящена проблеме совершенствования процессов металлообработки сложных деталей для автомобильной промышленности.

Цель работы. Разработка и исследование методов обработки сложных деталей на трехкоординатных станках с помощью мехатронных обрабатывающих головок, использование которых позволит создать научные основы разработки и внедрения в промышленность конкретных принципиально новых технологических процессов обработки деталей для автомобильной промышленности.

Задачи работы:

• создать методику и технологию обработки сложных деталей для автомобильной промышленности на трехкоординатных станках;

• разработать методы проектирования и структурного построения мехатронных обрабатывающих головок;

• разработать методы существенного повышения производительности, качества и точности обработки за счет использования мехатронных обрабатывающих головок на трехкоординатных станках;

• разработать методику оптимального управления мехатрон-ными обрабатывающими головками, обеспечивающую заданный уровень автоматизации модернизируемого металлообрабатывающего оборудования;

• на базе теоретических исследований создать и внедрить в производство пятикоординатную обработку конкретных деталей для автомобильной промышленности на трехкоординатных станках с помощью мехатронных обрабатывающих головок.

Методы исследования. Теоретические исследования базировались на комплексном объединении узлов точной механики, с электронными, электротехническими и компьютерными компонентами с целью проектирования и производства качественно новых систем механообработки со специальным последовательным программным управлением многокоординатными движениями. При этом использовался математический аппарат теории оптимальных решений многофакторных задач.

Разработка методов многокоординатной мехатронной обработки базируется на следующих научно-технических дисциплинах: конструирование станков, металлообработка, точная механика, теория резания, теория автоматического управления.

Методологической основой исследования являются принципы параллельного проектирования - одновременный и взаимосвязный синтез всех компонентов систем. При исследовании мехатронных систем к ним применялись методы анализа проблемно ориентированных объектов. При синтезе мехатронных модулей, как объектов динамического движения использовались методы математического моделирования динамических процессов

с помощью ЭВМ и методы оптимального автоматического управления узлами станков.

Автором также проведены исследования эффективности применения мехатронных обрабатывающих головок на станках с ЧПУ и обрабатывающих центрах квалиметрическими методами.

Достоверность выводов и практические рекомендации подтверждаются применением современных математических методов и компьютерного моделирования, проверенных методик системного анализа и экспериментальными исследованиями.

Научная новизна. Научная новизна результатов работы заключается в том, что впервые поставлена и решена научно-техническая задача пятиосевой металлообработки деталей сложной конфигурации на трехкоординатном станке с ЧПУ за один установ.

В работе предложены принципиально новые методы металлообработки деталей для автомобильной промышленности на станках с ЧПУ с использованием мехатронных обрабатывающих головок.

Автором разработана, теоретически исследована и внедрена методология обработки, которую можно условно назвать «3+2» (при обработке сложных деталей одновременно достаточно обеспечить движение по 3 (трем) координатам, при этом другие 2 (две) координаты выполняют подготовительную задачу).

В работе разработаны принципиально новые алгоритмы оптимального управления движения режущего инструмента, обеспечивающие высокую точность сложного формообразования.

Разработаны методы максимального упрощения конструкции станков, значительного сокращения числа механических узлов

и механических передач в оборудовании, предназначенном для обработки сложных пяпикоординатных деталей, за счет применения специальных мехатронных обрабатывающих головок.

Практическая ценность и реализация работы:

• разработанное и исследованное принципиально новое научно-техническое решение позволяет осуществить модернизацию большого числа трехкоординатных станков, находящихся в промышленной эксплуатации, и обеспечить на сравнительно простых станках комплексную обработку (за один установ) сложных деталей, требующих пятикоординатную обработку;

• разработана конструкция специальной мехатронной обрабатывающей головки для обработки сложных корпусных деталей для автомобильной промышленности;

• использование разработанных принципиально новых алгоритмов оптимального управления движения режущего инструмента позволяет обеспечить высокую точность сложного формообразования, создать системы, адаптивные к внешним возмущениям.

• разработана методика и программное обеспечение обработки конкретных деталей для автомобильной промышленности; в том числе, разработана технология и программное обеспечение комплексной обработки сложной детали - детали «Картер главного тормозного цилиндра для ЗИЛ 4105» производства AMO ЗИЛ за один установ.

Автор защищает:

1. Концепцию разработки методов эффективной металлообработки сложных пятикоординатных деталей для автомобильной

промышленности на трехкоординатных станках с ЧПУ за один ус-танов с использованием мехатронных обрабатывающих головок.

2. Методику комплексной оценки точности металлообра-боки на станках с ЧПУ с мехатронными обрабатывающими головками. Исследование точности обработки с учетом электромеханической системы взаимного перемещения инструмента и заготовки.

3. Математические модели движения режущего инструмента при обработке сложных деталей для автомобильной промышленности.

Личный вклад автора. Автором разработана, теоретически исследована и внедрена методология обработки, которую можно условно назвать «3+2» (при обработке сложных деталей одновременно достаточно обеспечить движение по 3 (трем) координатам, при этом другие 2 (две) координаты выполняют подготовительную задачу).

Автором лично получены результаты, научно обосновывающие эффективность применения мехатронных обрабатывающих головок при модернизации трехкоординатных металлорежущих станков. Автором проанализированы вопросы комплексной точности электромеханической системы обработки деталей на станках с ЧПУ с мехатронными головками. Автором разработаны методики оптимального управления мехатронными обрабатывающими головками, обеспечивающие обработку сложных деталей для автомобильной промышленности. На основании теоретических исследований разработаны конкретные рекомендации по применению мехатронных обрабатывающих головок в станках.

В качестве практической части работы автором разработаны конкретные методы обработки сложных деталей для автомобильной промышленности. В частности, автор разработал принципиально новую технологию, управляющую программу и методику обработки детали «Картер главного тормозного цилиндра для ЗИЛ 4105» производства AMO ЗИЛ на трехкоординатном станке за один установ.

Апробация работы. Основные результаты диссертации докладывались и обсуждались на региональных и международных конференциях и семинарах: «Отечественное прогрессивное металлообрабатывающее оборудование и технологии для российского машиностроения» (выставка «Металлообработка 2006», Москва, ЗАО «Экспоцентр», 2006 г.); «Новые дополнительные опции к токарному оборудованию фирмы «Deckel Maho Gildemeister» (Тор-тона, Италия, 2006 г.); «Системы автоматизации и применение роботов в станкостроении» (Пфронтен, Германия, 2007 г.); «Контрольно-измерительные системы в универсально-фрезерных станках» (Зеебах, Германия, 2007 г.); «Особенности инструментальных магазинов и системы смены инструмента» (Билефельд, Германия, 2007 г.); «Новейшие технологии в области металлообработки» (выставка «Металлообработка 2007», Москва, «Крокус Экспо», 2007 г.); «Высокоточное оборудование для авиакосмической промышленности» (Пфронтен, Германия, 2007 г.); Конференция на Выставке ЕМО 2007 (Ганновер, Германия, 2007 г.); «Инновационные технологии» (Пфронтен, Германия, 2007 г.).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 9 работ, 5 из которых в изданиях, рекомендованных ВАК РФ.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, основных выводов, списка использованной литературы из 84 наименований. Она содержит 153 страницы машинописного текста, 54 рисунка и 19 таблиц.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обосновывается актуальность диссертационной работы, изложены цели и задачи работы и формулируются основные положения, выносимые на защиту.

В первой главе проведен анализ состояния проблемы, сделан обзор новейших достижений отечественной и зарубежной науки в области создания мехатронных обрабатывающих головок. Рассмотрены вопросы внедрения нового поколения станков, сконструированных с использованием мехатронных инструментальных обрабатывающих головок. Разработана концепция модульного построения токарных и фрезерно-расточных обрабатывающих центров с мехатронными инструментальными обрабатывающими головками.

Во второй главе рассматриваются вопросы исследования и разработка методов повышения точности станков. На основании аналитического исследования и расчетов разработаны методы оценки точности КЦ (кинематических цепей) и КС (кинематических систем). В этой главе дается оценка функциональной погрешности в КС станка. При сравнительном анализе точности КЦ (КС) станков и других технологических машин, состоящих из большого числа звеньев, рассматривается точность не конкретного механизма,

а множества геометрически подобных механизмов (изготовленных по одним и тем же чертежам). В связи с этим, в работе принят стохастический (вероятностный) подход к суммированию различных погрешностей в КЦ (КС). При этом применено смешанное суммирование погрешностей.

При оценке точности рассматривались КЦ не только механического, но и комбинированного типа, в том числе с электродвигателями (электромеханические цепи). Рассматривается вопрос определения коэффициентов влияния для анализа баланса точности при частотно-групповом суммировании погрешностей. Предложен частотный метод при суммировании приведенных погрешностей. Определены выходные погрешности КС и выходные показатели точности системы.

При анализе точности КС станка автором вводится понятие: «КЦ комбинированного вида». Наряду с механическими передачами в точностных КЦ станков применяют электрические и гидравлические передачи с бесступенчатым регулированием. Стру ктурныесхемы электромеханических (а-д) и электрогидромеханических (е;ж) цепей в ОЦ приведены на рис. 1.

Мехатронная обрабатывающая головка с двумя степенями свободы изображена двойным контуром. Механические связи вращательного движения показаны одинарной линией со стрелкой, указывающей направление передачи потока мощности; связи поступательного движения - двойной линией.

Как видно из рис. 1, многие комбинированные КЦ содержат значительное число передач, оказывающих существенное влияние на точность КЦ (схемы а;е). В то же время имеются очень короткие КЦ (схемы в;д).

Рис. 1. Структурные схемы электромеханических (а-д) и электрогидромеханических (е; ж) цепей в ОЦ

При работе комбинированной КЦ (КС) возникает ряд дополнительных погрешностей, приводящих к неравномерному движению выходного звена А или несинхронности движений нескольких выходных звеньев (в разветвленной КС, состоящей из нескольких электро- или гидромеханических КЦ).

На основании анализа КЦ (КС) комбинированного типа получены основные показатели точности системы:

1. Предельное значение погрешности

«Фх = = £ (8Фа V +1 Д>РХ =

,_' (1)

2. Величина поля рассеяния погрешности

(2)

где — Еф',^2' соответственно смешанная и квадратичная суммы приведенных (к звену А) погрешностей 5ф//( звеньев КЦ (КС);

13

(5фм )у -приведенные погрешности, относящиеся к определенной частотной группе; 5фу— групповая приведенная погрешность;

§ФУ =л/Д5Ф,,)у2. (3)

При сложении низкочастотных и высокочастотных погрешностей амплитуда суммарного колебания будет практически равна сумме амплитуд слагаемых колебаний. На рис. 2 показано сложение разночастотных погрешностей.

х

мы

"г

г-/г ^-з.е ч^гту.

г^ГУ \

/~1/ 0 /г УА * 9

I£

\

А( г |\\ 1/2 1 \\

Рис. 2.Экстремальные случаи сложения разночастотных погрешностей (при равных амплитудах)

. с!а, ми „ 1а. мм

а) б)

Рис. 3. Примеры построения диаграмм баланса точности для ОЦ

При определении выходных показателей точности системы (ОЦ, станка, изделия) с помощью частотного метода возникает вопрос о влиянии действующих и приведенных погрешностей на обрабатываемое изделие (изделие, звено А). На рис. 3 (а - фрезерно-расточного; б - токарного) приведены результаты анализа баланса точности ОЦ и его изделия.

На основании исследований, приведенных во второй главе, и анализа баланса точности системы показаны возможности существенного повышения точности КЦ ОЦ и станков, а как конечный результат - повышение точности изделия при применении ОЦ с ме-хатронными обрабатывающими головками.

В третьей главе приведена разработка математических моделей движения режущего инструмента в обрабатывающих центрах и станках с мехатронными обрабатывающими головками. Проведен анализ управляемого движения инструмента по одной координате (оси).Разработаны методы оптимизации управления с целью обеспечения высокой точности позиционирования и движения по заданной траектории. Разработаны принципы создания математической модели многокоординатного движения по пяти координатам (осям) в классической компоновке обрабатывающего центра или станка. Проведено исследование и разработка математической модели и алгоритмов применения мехатронных обрабатывающих головок в обрабатывающих центрах с параллельной кинематикой.

На рис. 4 приведена математическая модель, описывающая линейное перемещение мехатронной обрабатывающей головки по одной оси (координате).

Н1 1

1+1Г.

*т.г,

V |]

Рис. 4. Математическая модель, описывающая линейное перемещение мехатронной обрабатывающей головки по одной оси (координате)

Высокоточный скользящий режим работы может быть обеспечен системой регулирования, работающей с бесконечно большим коэффициентом усиления, который реализуется с помощью релейного элемента.

В соответствии со структурной схемой передаточные функции разомкнутой и замкнутой систем следящего электропривода могут быть представлены в виде:

1.1 + л 1 рп ) • уи2 (з; + иъ

(4)

(1 + *трп). [02(5) + О,(5)]+ КРП . О,(з) где э - оператор Лапласа;

Крп - коэффициент передачи регулятора положения (РП); Трп — постоянная времени РП;

1 КРП»(1 + *х) + КР

2), (5) = з*Тг>(\+зТдт).(*2.Т1.Т1Л +*Та +1) где Тдт - постоянная времени фильтра датчика тока (ДТ); т - постоянная времени РП;

г кл*х°

- гт--кинетическая постоянная времени, с;

иБ

^ т» КК

Тм —--- - электромеханическая постоянная времени, с.

кд

С учетом того, что выбрано Тп=Тдт При реализации скользящего режима релейный элемент может

быть заменён усилителем с бесконечно большим коэффициентом усиления КР.

Введем элемент с характеристикой 1/т=КР, Причем т=НтК—>оо1/КР=0 С учетом этого перепишем уравнение в виде:

W___ ,-гч

тК„(1+л )(l+5r„)[D¡W + D,Wj+(l+sr)LD¡(s) + Z31(J)]+ Km(q.+>í,')0+") 1>

При реализации скользящего режима динамика процесса определяется уравнением передаточной функции.

w =_Kpn(l+sx)(g,+jq'i)_

"""" (1 +sTl,n)[D2(s) + D,(s)]+Km(í¡i +jql1)(\+ST) 1 1

Данная методика может быть применена при проектировании привода мехатронной обрабатывающей головки, и разработки алгоритмов настройки регуляторов, а также разработки программы управления движением мехатронной обрабатывающей головки по одной координате (оси).

В четвертой главе приведена разработка методики и программного обеспечения обработки конкретных деталей для автомобильной промышленности. Приведены результаты разработки технологии и программного обеспечения комплексной обработки сложной детали — детали «Картер главного тормозного цилиндра для ЗИЛ 4105» производства AMO ЗИЛ за один установ. В настоящее время на AMO ЗИЛ данная деталь обрабатывается на шести станках.

Автор разработал и реализовал программу обработки данной детали на одном станке с использованием мехатронной обрабатывающей головки. На рис. 5 приведены эскизы выполнения конкретных операций по программе.

Рис. 5, а. Операция 12 обработки детали «Картер главного цилиндра» для ЗИЛ 4105

Рис. 5, б. Операция 9 обработки детали «Картер главного цилиндра» для ЗИЛ 4105

Приведена разработка конструкции и выбор специальной ме-хатронной обрабатывающей головки. Проведена оценка эффективности применения мехатронной обрабатывающей головки для обработки деталей для автомобильной промышленности. Приведены результаты исследования квалиметрическими методами эффективности

использования станков с мехатронными обрабатывающими головками. Проведено исследование влияния применения мехатронных модулей на точность, производительность и др. показатели станков. Приведены результаты, полученные при непосредственном участии автора, экспериментальных исследований и внедрения мехатронных модулей в металлорежущих станках и ОЦ с ЧПУ.

При оценке эффективности использования мехатронных обрабатывающих головок квалиметрическими методами были получены квалиметрические зависимости для обрабатывающих головок с мехатронным приводом, используемые при назначении режимов и диагностировании (см. рис. 6).

Разработанные при участии автора квалиметрические методы исследования эффективности использования станков с мехатронными обрабатывающими головками позволили выявить основные критерии оценки качества нового оборудования.

Данная методика позволяет на стадиях разработки, изготовления и испытания нового оборудования выработать критерии численной оценки качества и эффективности.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

1. На основании выполненного обзора новейших достижений отечественной и зарубежной науки в области создания и эксплуатации расточно-фрезерных и токарных станков с ЧПУ обоснована необходимость и эффективность пятикоординатной обработки сложных корпусных деталей для автомобильной промышленности на сравнительно простых трехосевых (трехкоординатных) станках, за счет использования специальных многоосевых обрабатывающих головок.

2. Разработана, теоретически исследована и внедрена методология обработки, которую можно условно назвать «3+2» (при обработке сложных деталей одновременно достаточно обеспечить движение по трем координатам, при этом другие две координаты выполняют подготовительную задачу).

3. Проанализирована точность комбинированных (электромеханических) кинематических цепей. На основании баланса точности системы показаны возможности существенного повышения точности КЦ станков, а как конечный результат - повышение точности изделия при применении станков с мехатронными обрабатывающими головками.

4. Разработаны математические модели движения режущего инструмента в станках с мехатронными обрабатывающими

головками, как по одной, так и по нескольким координатам (до 5-ти). Разработаны методы оптимизации управления с целью обеспечения высокой точности позиционирования и движения по заданной траектории. Разработаны принципы создания математической модели многокоординатного движения по пяти координатам мехатронных обрабатывающих головок в обрабатывающих центрах с параллельной кинематикой.

5. Разработана методика и программное обеспечение обработки конкретных деталей для автомобильной промышле-нности. В частности, приведены результаты разработки технологиии программного обеспечения комплексной обработки сложной детали — детали «Картер главного тормозного цилиндра для ЗИЛ 4105» производства AMO ЗИЛ за один установ.

6. Разработана конструкция специальной мехатронной обрабатывающей головки. Проведена оценка эффективности применения мехатронной обрабатывающей головки для обработки деталей для автомобильной промышленности. В частности, показано, что применение трехкоординатных станков с мехатронной обрабатывающей головкой позволяет повысить производительность в несколько раз.

7. Приведены результаты исследования квалиметрическими методами эффективности использования станков с мехатронными обрабатывающими головками. Проведено исследование влияния

применения мехатронных модулей на точность, производительность и др. показатели станков.

8. Разработанные методы исследования статических, динамических и точностных характеристик станков с мехатронными обрабатывающими головками имеют универсальный характер и могут использоваться при модернизации существующего, а также при разработке и проектировании металлообрабатывающего оборудования нового поколения с заданными технологическими характеристиками.

ОСНОВНЫЕ НАУЧНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ

ИЗЛОЖЕНЫ В СЛЕДУЮЩИХ ПУБЛИКАЦИЯХ

Публикации в изданиях, входящих в перечень ВАК РФ:

1. Макальская Е.В. Обеспечение высокой точности механической обработки сложных деталей на многоосевых обрабатывающих центрах. //М.: Приводная техника - 2007, № 3 - с. 18-26.

2. Макальская Е.В. Применение мехатронных головок для обработки сложных деталей на ОЦ с ЧПУ. //М.: Приводная техника - 2009, №2 - с. 34-39.

3. Босинзон М.А., Макальская Е.В. Системы многокоординатной обработки с применением мехатронного привода в металлорежущих обрабатывающих центрах. //М.: Приводная техника. - 2006, № 4 - с. 45-51.

4. Босинзон М.А., Нахапетян Е.Г., Макальская Е.В. Проектирование и наладка мехатронных устройств перестраиваемого (реконфигурируемого) оборудования. //М.: Приводная техника -2007, №2-с. 4-13.

5. М.А. BOSINZON, E.G. NAKHAPETIAN, E.V. MAKALSKAJA. Design and setup of the mechatronic systems of reconfigurable equipment./ Engineering & automation problems (Special issue) [Проблемы машиностроения и автоматизации (специальный выпуск)] - Scientific, technical and economical problems. - VOLUME 6, NUMBER 1, 2008, 31-38.

Публикации в российских и зарубежных изданиях:

6. Макальская Е.В. Анализ точности кинематических цепей с электрическим и гидравлическим приводом в металлорежущих станках./ В сб. Технология, экономика и организация производства технических систем - Межвузовский сборник научных трудов -М.: МГИУ, 2007, с. 115-123.

7. Босинзон М.А., Макальская Е.В. Мехатронные расточные головки для пятикоординатной обработки на ОЦ./- Тезисы докладов конференции «Отечественное прогрессивное металлообрабатывающее оборудование и технологии для российского машиностроения». - М.: ЗАО «Экспоцентр» -2006, с. 58-65. (Конференция на выставке «Металлообработка 2006», 24.05.2006).

8. Босинзон М.А., Макальская E.B. Повышение точности механической обработки за счёт использования многоосевых обрабатывающих головок./ В сб. Технология, экономика и организация производства технических систем - Межвузовский сборник научных трудов - М.: МГИУ, 2006, с. 15-20.

9. Е. Makalskaja. Die neuen Methoden der Bearbeitung der komplizierten Werkstuecke an Fräs- und Ausbohrmaschinen / Konferenzunterlagen «Innovative Technologien». Pfronten, Deutschland. 7-15.01.08. - S. 134-143. (E. Макальская. Новые методы обработки сложных деталей на фрезерно-расточных станках/Материалы конференции «Инновационные технологии»/Рй-оп1еп, Германия. 7-15.01.08.-с. 134-143).

Подписано в печать 29.04.2009

Формат 60x90/16 Бумага офсетная

Усл. печ. л. 1,5 Уч.-изд. л. 1,5

Тираж 100 экз. Заказ № 23/04

Принт-Сервис, (495) 921-1800; 105082, Москва, ул. Б. Почтовая, д. 26в, стр. 1

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. ОБЩЕТЕХНИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ СОЗДАНИЯ ОБРАБАТЫВАЮЩИХ ЦЕНТРОВ С МЕХАТРОННЫМИ ОБРАБАТЫВАЮЩИМИ ГОЛОВКАМИ.

1.1. Анализ состояния проблемы. Обзор новейших достижений отечественной и зарубежной науки в области создания мехатронных обрабатывающих головок для станкостроения.

1.1.1. Объект исследованиями особенности основных компонентов.

1.2. Модульное построение токарных обрабатывающих центров с инструментальными обрабатывающими головками.

1.3. Модульное построение фрезерно-расточных обрабатывающих центров с инструментальными обрабатывающими головками.

Выводы по первой главе.

ГЛАВА 2. ОЦЕНКА ТОЧНОСТИ СТАНКОВ С МЕХАТРОННЫМИ ОБРАБАТЫВАЮЩИМИ ГОЛОВКАМИ.

2.1. Функциональные погрешности в кинематической системе станка.

2.1.1. Основные погрешности типового звена кинематической цепи.

2.1.2. Кинематические цепи механического и комбинированного типа.

2.2. Определение действующих, приведенных и выходных погрешностей в кинематической системе.

2.2.1. Принципы суммирования погрешностей в кинематических цепях.

2.2.2. Действующие и приведенные погрешности звеньев.

2.2.3. Выходные показатели точности системы.

2.2.4. Частотные группы при суммировании приведенных погрешностей и предельные (максимальные) значения подгрупповых погрешностей.

2.3. Баланс точности системы.

Выводы по второй главе.

ГЛАВА 3. МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ«ДВИЖЕНИЯ РЕЖУЩЕГО ИНСТРУМЕНТА В ОБРАБАТЫВАЮЩИХ ЦЕНТРАХ И СТАНКАХ С МЕХАТРОННЫМИ ОБРАБАТЫВАЮЩИМИ ГОЛОВКАМИ.

3.1. Математическая модель движения по одной координате (оси).

3:2. Принцип создания математической модели многокоординатного движения по пяти координатам (осям) в классической компоновке обрабатывающего центра или станка.

3.3. Исследование и,разработка математической модели и алгоритмов применения мехатронных обрабатывающих головок в обрабатывающих центрах с параллельной кинематикой.

3.3.1. Концепция создания станков с параллельной кинематикой.

3.3.2. Математическая модель движения мехатронной обрабатывающей головки в гибридных станках.

Выводы по третьей главе.

ГЛАВА 4. РАЗРАБОТКА МЕТОДОВ ОБРАБОТКИ СЛОЖНЫХ ДЕТАЛЕЙ ДЛЯ АВТОМОБИЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ НА СТАНКАХ С МЕХАТРОННЫМИ ОБРАБАТЫВАЮЩИМИ ГОЛОВКАМИ.

4. Г. Постановка задачи по комплексной обработке сложной детали за один установ.

4.2. Разработка методики и программного обеспечения обработки конкретных деталей для автомобильной промышленности.

4.3. Выбор специальной мехатронной обрабатывающей головки.1254.4. Оценка эффективности применения мехатронной обрабатывающей головки для обработки деталей для автомобильной промышленности.

4.4.1. Квалиметрические методы исследования эффективности использования станков с мехатронными обрабатывающими головками. Квалиметрия. Определение.

Выводы по четвертой главе.

На основании прогноза и анализа развития станкостроения можно выделить следующие основные направления:

• качественное изменение конструкций металлорежущих станков (конструкции станков с параллельной? кинематикой; гексаподные конструкции; конструкции типа «Box in a box» и« др.);

• существенное повышение производительности и точности? станков; реализация технологий скоростношобработки;

• широкая унификация станков^ реализация принципов агрегатно-модульного-конструирования:

Для решения вышеперечисленных задач наряду с совершенствованием технологии обработки, появлением, новых режущих материалов; инструментов создаются; принципиально: новые мехатронные станочные узлы» автоматизации* на базе интеграции* средств прецизионной» механики, электроники, электротехники; Конструктивное объединение исполнительного и приводного элементов механизмов? линейных и: вращательных, перемещений1 станков; реализующих концепцию привода прямого действия "Direct Drive", позволяет исключить промежуточные механические преобразователшшпередачи; повысить точность, быстродействие, снизить потери. Наличие в данных конструкцияхвстроенных.систем' автоматического управлениями: датчиков контроля технологического^^ процесса делает мехатронные узлы интеллектуальными, автономнымишодулями, на базе которых могут создаваться: конструкции; самых перспективных металлообрабатывающих станков.

Важными аспектом развития механообработки» с внедрением^ мехатронных узлов станков является модернизация уже существующих станков с ЧПУ за счет использования^ специальных многоосевых обрабатывающих головок. Такой подход позволяет на сравнительно. простых трехосевых (трехкоординатных) много целевых обрабатывающих центрах производить пятикоординатную обработку сложных корпусных деталей.

Принципиально новым подходом является обеспечение сложного взаимосвязного движения рабочих органов металлообрабатывающего станка, в том числе режущего инструмента, не за счет сложной механики; а с помощью электроники, программного управления и точной измерительной техники.

В. научном плане, задача создания'мехатронных узлов для* металлорежущих станков состоит не в элементарном, объединении механики, управления* и электроники, а в создании методов анализа. В первую очередь это относится-к механической'части, мехатронных модулей. Создание и применение мехатронных модулей движения в металлорежущих станках принципиально меняет взгляд, на технологические науки, переводя их на системный уровень, учитывающий сложные взаимосвязи между проектированием, изготовлением, сборкой, отладкой, программированием, эксплуатацией; ремонтом, и утилизацией.

Создание мехатронных.узлов обеспечивает принципиально новый- концептуальный подход к построению машин с качественно новыми характеристиками. Однако при создании объектно-ориентированных мехатронных модулей следует учитывать специфику конкретного объекта,, в котором применяется модуль. Весь комплекс задач*проектирования и технологии*механической обработки на металлорежущем станке оказывает решающее влияние на конструкцию и систему управления? мехатронным-модулем движения станков. Поэтому можно говорить о конкретном^ классе мехатронных модулей движения для металлообрабатывающих станков. В данной .работе рассматриваются следующие виды металлообрабатывающего оборудования: токарные и расточно-фрезерные многоцелевые металлорежущие станки — обрабатывающие центры с ЧПУ, предназначенные для обработки деталей в автомобильной промышленности.

В мехатронных модулях, как элементах станочного оборудования все энергетические и информационные потоки направлены на достижение единой цели - реализации заданной технологической функции - обеспечение конкретной технологии механической обработки. Интегрированные мехатронные модули выбираются-уже на стадии проектирования или модернизации станка, а затем обеспечивается его инженерная и технологическая поддержка на стадии производства и эксплуатации.

При традиционном-проектировании станков, производится разработка механической, электронной, измерительной и компьютерной частей системы, и затем выбор интерфейсных узлов: Принцип параллельного^ проектирования заключается« в одновременном взаимосвязном синтезе всех компонентов-системы. Базовыми объектами мехатроники-являются мехатронные модули, которые выполняют движение, как правило, по нескольким управляемым координатам (осям).

В данной работе рассматриваются<мехатронные обрабатывающие головки, обеспечивающие движение по нескольким координатам. Применение таких модулей движения, как из функциональных узлов, позволяет компоновать сложные системы, модульной архитектуры. Мехатронные модули предназначены для реализации* заданного движения. Критерии качества, выполнею^ движения модулями являются проблемно-ориентированными, - определяются постановкой конкретное прикладной' задачи. Специфика задачи механической обработки на металлорежущем* станке состоит в реализации перемещения« выходного* звена (например, инструмента). При. этом необходимо координировать управление пространственным перемещением модуля с управлением различными внешними процессами. Движение мехатронного модуля станка можно считать функциональным движением, т. к. в процессе работы модуля возможно регулирование силового взаимодействия рабочего органа с объектом работы, контроль и диагностика текущего^ состояния? элементов (инструмента), управление дополнительными технологическими воздействиями на объект работ (охлаждение), выдача и прием сигналов от устройств автоматики (клапаны, реле, переключатели).

Важным аспектом является исследование и анализ точности механообработки при применении мехатронных обрабатывающих головок.

Разработка методов обработки сложных деталей для автомобильной1 промышленности на сравнительно простых трехкоординатных станках с ЧПУ с помощью мехатронных обрабатывающих головок является новой задачей, как в теоретическом, так и в практическом плане.

Цель работы. Разработка и исследование методов обработки сложных деталей на трехкоординатных станках с помощью мехатронных обрабатывающих головок, использование которых позволит создать научные основы разработки и внедрения в промышленность конкретных принципиально новых технологических процессов обработки деталей для автомобильной промышленности.

Задачи исследования

• выявить области эффективного использования мехатронных обрабатывающих головок при обработке деталей для автомобильной промышленности;

• разработать методы проектирования« и структурного построения мехатронных обрабатывающих головок;

• проанализировать влияние использования мехатронных обрабатывающих головок в станках на производительность, качество и точность обработки;

• разработать методы оптимального управления мехатронными обрабатывающими головками, обеспечивающие заданный уровень автоматизации модернизируемого металлообрабатывающего оборудования;

• на базе теоретических исследованию создать и внедрить в производство пяти-координатную обработку конкретных деталей для автомобильной* промышленности на< трехкоординатных станках с помощью мехатронных обрабатывающих головок.

Методы исследования. Теоретические исследования базировались на комплексном объединении узлов точной механики, с электронными, электротехническими и компьютерными компонентами с целью проектирования и производства качественно новых систем механообработки с программным управлением многокоординатными движениями. При этом использовался математический аппарат теории оптимальных решений многофакторных задач. Разработка методов многокоординатной мехатронной обработки базируется^ на следующих научно-технических дисциплинах: конструирование станков, металлообработка, точная механика, теория резания, теория автоматического управления.

Методологической основой исследования являются методы параллельного проектирования - одновременный и взаимосвязный синтез всех компонентов систем. При-исследовании мехатронных систем к ним использовались методы исследования^ проблемно ориентированных объектов. При синтезе мехатронных модулей, как объектов динамического движения использовались методы математического моделирования динамических процессов с помощью ЭВМ И'методы оптимального автоматического управления узлами.станков.

Автором также проведены" исследования эффективности применения мехатронных обрабатывающих головок в обрабатывающих центрах квалиметриче-скими методами.

Ряд методов исследования был разработан автором непосредственно на кафедре №> 12 МГИУ.

Автоматизированный расчет шпиндельной группы мехатронной обрабатывающей головки проводился в ОАО «ЭНИМС».

Исследования мехатронной обрабатывающей головки квалиметрическими методами проводилось в институте Машиноведения РАН (ИМАШ).

Разработка и апробация ПМО проводилась,в техническом центре ДМГ.

Ряд экспериментальных исследований-проводился на AMO «ЗИЛ». В работе также использовалась техническая документация и технологические карты AMO «ЗИЛ» [49].

Апробация диссертации. Основные результаты работы докладывались и обсуждались, на следующих конференциях и семинарах:

1. Конференция, «Отечественное прогрессивное металлообрабатывающее оборудование и технологии для-Российского машиностроения», выставка «Металлообработка 2006», Москва, ЗАО «Экспоцентр», 24.05.2006;

2. Семинар на тему: «Новые дополнительные опции к токарному оборудованию фирмы «Deckel Maho Gildemeister», Тортона, Италия, 10.10.2006;

3. Семинар на тему: «Системы автоматизации и применение роботов' в станкостроении», Пфронтен, Германия, 11.01.2007;

4. Семинар на тему: «Контрольно-измерительные системы в универсально-фрезерных станках», Зеебах, Германия, 12.01.2007;

5. Семинар на тему: «Особенности инструментальных магазинов и системы, сменььинструмента», Билефельд, Германия, 15.01.2007;

6. Конференция «Новейшие технологии в области металлообработки», выставка «Металлообработка 2007», Москва, «Крокус Экспо», 30.05.2007;

7. Симпозиум «Высокоточное- оборудование для авиакосмической промышленности», Пфронтен, Германия, 20.06.2007;

8. Конференция^ на Выставке ЕМО 2007, Ганновер, Германия, 17.09.07 -22.09.07.

Личный вклад автора.

Автором лично* получены результаты, научно обосновывающие эффективность применения- мехатронных обрабатывающих головок в< металлорежущих обрабатывающих центрах. Автором проанализированы вопросы точности обработки^деталей на станках и обрабатывающих центрах с ЧПУ с мехатронны-ми модулями. Автором разработаны методики, оптимального управления-меха-тронными обрабатывающими головками, обеспечивающие обработку сложных деталей для; автомобильной промышленности. На основании теоретических исследований разработаны конкретные рекомендации по применению мехатронных обрабатывающих головок в станках. В качестве-практической части работы автором разработаны конкретные методы обработки сложных деталей для автомобильной» промышленности. В "частности, автор разработал «Программу и методику обработки детали «Картер главного цилиндра для ЗиЛ 4105» производства АМО ЗИЛ».

Вопросам; исследования статических, динамических и температурных свойств узлов станков были посвящены работы общепризнанных ученых В.В. Каминской, ЗМ. Левиной, В.А. Кудинова идр. [42, 44, 73].

Ряд ведущих ученых занимаются? непосредственно разработкой и исследованием; мехатронных модулей; Среди них: Ю:В. Падураев [35], М.А. Босин-зон [46], С.В. Демидов, В.Г. Каган, В.О. Асганин и др. [3, 73].

В новейшие разработки в области автоматизированного электропривода станков большой вклад;внесли Н.Ф: Ильинский; Г.Б. Онищенко, А.Д. Шоздеев идр. [23,29,30,31,50].

В данной работе ставятся задача разработки, создания и внедрения;,универсальных мехатронных. обрабатывающих головок, предназначенных для использования в металлорежущем* оборудовании.

Работа состоит из. 4-х глав, списка основных использованных литера ■ * турных источников и заключения.

В первой главе проведен анализ состояния проблемы, сделан обзор новейших достижений отечественной и зарубежной науки«в области-созданияше-хатронных обрабатывающих головок. Рассмотрены вопросы внедрения« нового поколения станков^ сконструированных с использованием мехатронных инструментальных обрабатывающих головок. Разработана концепция модульного построения токарных и фрезерно-расточных обрабатывающих центров с меха-тронными инструментальными обрабатывающими головками.

Во второй главе рассматриваются вопросы, исследования и разработка методов повышения точности станков. На основании аналитического исследования и расчетов разработаны методы оценки точности КЦ (кинематических цепей) и КС (кинематических систем). В этой главе дается оценка функциональной погрешности в КС станка. При сравнительном анализе: точности КЦ (КС) станков; и других технологических машин, состоящих из большого числа звеньев, рассматривается точность не с конкретного механизма, а множества геометрически подобных механизмов (изготовленных по одним и тем же чертежам). В связи с этим, в работе принят стохастический (вероятностный) подход к суммированию различных погрешностей в КЦ, (КС). При этом применено смешанное суммирование погрешностей.

При оценке точности рассматривались КЦ не только механического, но и комбинированного типа, в т.ч. с электродвигателями (электромеханические цепи). Рассматривается вопрос определения коэффициентов влияния«для анализа баланса точности при частотно-групповом суммировании погрешностей. Предложен частотный метод при суммировании приведенных погрешностей. Определены выходные погрешности КС и выходные показатели точности системы.

На основании баланса точности системы показаны, возможности существенного повышения точности КЦ ОЦ и станков, а как конечный результат — повышение точности изделия при применении ОЦ с мехатронными обрабатывающими головками.

В третьей, главе приведена разработка математических моделей движения режущего инструмента в обрабатывающих центрах и станках с мехатронными обрабатывающими головками. Проведен анализ управляемого движения инструмента по одной координате (оси). Разработаны методы оптимизации управления с целью обеспечения высокой точности позиционирования и движения, по заданной траектории. Разработаны принципы создания математической модели многокоординатного движения по пяти координатам (осям) в классический компоновке обрабатывающего центра или станка. Проведены исследование и разработка математической модели и алгоритмов применения ме-хатронных обрабатывающих головок в обрабатывающих центрах с параллельной кинематикой.

В четвертой главе приведена разработка методики и программного обеспечения обработки конкретных деталей для автомобильной промышленности. Приведены результаты разработки технологии и программного обеспечения комплексной обработки сложной детали — детали «Картер главного цилиндра для ЗиЛ 4105» производства AMO ЗИЛ за один установ. Приведена разработка конструкции и выбор специальной мехатронной обрабатывающей головки. Проведена оценка эффективности применения мехатронной обрабатывающей головки для обработки деталей для автомобильной промышленности. Приведены результаты исследования квалиметрическими методами эффективности использования станков с мехатронными обрабатывающими головками. Проведено исследование влияния применения мехатронных модулей на точность, производительность и др. показатели станков. Приведены результаты, полученные при непосредственном участии автора, экспериментальных исследований и внедрения мехатронных модулей в металлорежущих станках и ОЦ с ЧПУ.

Разработанные методы исследования статических, динамических, точностных и тепловых характеристик мехатронных обрабатывающих головок имеют универсальный характер и могут использоваться при разработке и проектировании металлообрабатывающего оборудования нового поколения с заданными технологическими характеристиками.

Выводы по четвертой главе

1. Применение мехатронных обрабатывающих головок в обрабатывающих центрах, обеспечивающих металлообработку сложных деталей для автомобильной промышленности, позволяет реализовать комплексную обработку этих деталей на одном станке за один установ. Данное техническое решение позволяет в несколько раз сократить время обработки детали, существенно сократить площади, необходимые для размещения производственного оборудования.

2. Высокое динамическое качество характеристик мехатронных обрабатывающих головок с встроенными мотор-шпинделями позволяет повысить производительность станков по следующим направлениям:

• сокращение машинного времени обработки детали за счет реализации скоростных режимов резания;

• сокращение вспомогательного времени за счет увеличения скорости быстрых ходов (до 90 м/мин);

• сокращение времени на ремонт и техническое обслуживание за счет упрощения конструкции, исключения промежуточных механических звеньев.

3. Применение системы мотор-шпиндель позволяет существенно снизить механические потери холостого хода.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. На основании выполненного обзора новейших достижений отечественной и зарубежной науки в области создания расточно-фрезерных и токарных ОЦ обоснована необходимость разработки и внедрения принципиально новых ОЦ и станков, сконструированных с использованием мехатронных инструментальных обрабатывающих головок.

2. Разработана концепция модульного построения токарных и фрезерно-расточных обрабатывающих центров с мехатронными инструментальными обрабатывающими головками.

3. Проанализирована точность комбинированных (электромеханических) кинематических цепей. На основании баланса точности системы показа- ны возможности существенного повышения точности КЦ ОЦ и станков, а как конечный результат - повышение точности изделия при применении ОЦ с мехатронными обрабатывающими головками.

4. Разработаны математические модели движения режущего инструмента в обрабатывающих центрах и станках с мехатронными обрабатывающими головками, как по одной, так и по нескольким координатам (до 5-ти). Разработаны методы оптимизации управления с целью обеспечения высокой точности позиционирования и движения по заданной траектории. Разработаны принципы создания математической модели многокоординатного движения по пяти координатам мехатронных обрабатывающих головок в обрабатывающих центрах, с параллельной кинематикой.

5. Приведена разработка методики и программного обеспечения обработки конкретных деталей для автомобильной промышленности. В частности, приведены результаты разработки технологии и программного обеспечения комплексной обработки сложной детали - детали «Картер главного цилиндра для ЗиЛ 4105» производства AMO ЗИЛ за один установ.

6. Приведена разработка конструкции и выбор специальной мехатронной обрабатывающей головки. Проведена оценка эффективности применения мехатронной обрабатывающей головки для обработки деталей для автомобильной промышленности. В частности, показано, что применение ОЦ с мехатронной обрабатывающей головкой позволяет повысить производительность в несколько раз.

7. Приведены результаты исследования квалиметрическими методами эффективности использования станков с мехатронными обрабатывающими головками. Проведено исследование влияния применения мехатронных модулей на точность, производительность и др. показатели станков.

8. Разработанные методы исследования статических, динамических, точностных и тепловых характеристик мехатронных обрабатывающих головок имеют универсальный характер и могут использоваться при разработке и проектировании металлообрабатывающего оборудования нового поколения с заданными технологическими характеристиками.

1. Российские и советские литературные источники

2. Богачев Ю.П., Босинзон М.А., Харцбеккер К. Интегрированные меха-тронные модули вращательного и линейного движения для производственных машин XXI века.// Приводная техника. 1999. - №5/6. - с. 12.

3. Босинзон М. А. Автоматизированные мехатронные модули линейных и вращательных перемещений металлообрабатывающих станков.// Приводная техника. 2002. - №1. - с. 10 - 19.

4. Босинзон М. А. Электроприводы прямого действия для линейных и вращательных движений.// Приводная техника. 2000. - №5. - с. 3 - 7.

5. Босинзон М. А. Электроприводы прямого действия для металлорежущих станков нового поколения.// Приводная техника. — 1999. №5/6. - с. 56 — 64.

6. Босинзон М. А. Элементы и узлы параллельной кинематики разработки INA.// Приводная техника. 1999. - №7/8. - с. 59 - 62.

7. Босинзон М.А., Макальская Е.В. Системы многокоординатной обработки с применением мехатронного привода в металлорежущих обрабатывающих центрах. //М.: Приводная техника. 2006, № 4 - с. 45-51.

8. Босинзон М.А., Нахапетян Е.Г., Макальская Е.В. Проектирование и наладка мехатронных устройств перестраиваемого реконфигурируемого) оборудования. //М.: Приводная техника 2007, № 2 - с. 4-13.

9. Босинзон М.А., Нахапетян Е.Г. Оценка качества поворотных столов с мехатронным приводом по квалиметрическим данным. //М.: Приводная техника, 2004, № 6. с. 24-28.

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

11. Босинзон М. А., Черпаков Б.И. Электроприводы на базе линейных двигателей для станков на выставке 12.ЕМО.// СТИН. 1998. - № 11. - с. 25-30.

12. Босинзон М. А., Черпаков Б.И. Электроприводы главного движения станков для высокоскоростной обработки.// СТИН. 2000. - № 3. - с. 9-13.

13. Босинзон М. А., Черпаков Б.И. Электроприводы механизмов главного движения для скоростной обработки на металлообрабатывающих стан-ках.//Новые технологии — 1998. № 5/6. - с. 27-32.

14. Босинзон М. А., Черпаков Б.И. Электроприводы на базе линейных двигателей для станков и машин.// Новые технологии 1998. - № 4. с. 10-17.

15. Горфинкель М.И. Регрессионная модель изменения свойств конструкционных материалов.// Проблемы машиностроения и надежность машин. — 1994.-№5.-с. 63-69.

16. Готтер Г. Нагревание и охлаждение электрических машин. M.-JL: Гос-энергоиздат, 1961. - 480 с.

17. Ильинский Н.Ф. Заметки об электроприводе XX! Века//Приводная техника. 2000. - №1. - с.20-21.

18. Козырев С.К., Онищенко Г.Б. Тенденции развития автоматизированного электропривода//Новые технологии. 1999. - №2. - с. 65-70.

19. Кудинов В.А. Динамика станков. — М.: Машиностроение, 1967. 360 с.

20. Левин А.И. Вычислительные аспекты математического моделирования в станкостроении.// СТИН. 1999. - №10. - с. 5-10.

21. Левин А.И. Математическое моделирование в исследованиях и проектировании станков. — М.: Машиностроение, 1978. — 178 с.

22. Левина З.М. Методы автоматизированного расчета шпиндельных узлов и несущих систем станков как средство обеспечения их точности/ Под ред. Б.И. Черпакова. -М.: ЭНИМС, 1996. 68 с.

23. Макальская Е.В. Обеспечение высокой точности механической обработки сложных деталей на многоосевых обрабатывающих центрах. //М.: Приводная техника 2007, № 3 - с. 18-26.

24. Металлорежущие станки и деревообрабатывающее оборудование. Машиностроение. Энциклопедия. Т. IV — 7 / Б.И. Черпаков, О.И. Аверьянов, Г.А. Адоян, ., М.А. Босинзон и др.; Под ред. Б.И. Черпакова. М.: Машиностроение, 1999. 863 е., ил.

25. Металлорежущие станки. Номенклатурный перечень. М.: ЭНИМС, 1998.

26. Николаев И.А. Приоритетные направления науки и технологии: Выбор и реализация. М.: Машиностроение, 1995. - 167 с.

27. Осипов Б.В., Мировская Е.А. Математические методы и ЭВМ в стандартизации и управления качеством. М.: Изд. Стандартов, 1990. — 168 с.

28. Плужников А.И. Точность и оптимизация кинематических цепей станков. -М.: Машиностроение, 1983. 176 с.

29. Подураев Ю.В., Кулешов B.C. Принципы построения и современные тенденции развития мехатронных систем.// Мехатроника. — 2000. №1. - с. 5-10.

30. Прикладная статистика: Основы моделирования и первичная обработка данных. — М.: Финансы и статистика, 1983. 472 с.

31. Пуш В.Э. Конструирование металлорежущих станков. — М.: Машиностроение, 1977. 392 с.

32. Рабочая книга по прогнозированию./ ред. кол: И.В. Бестужев-Лада (отв. ред.). М.: Мысль, 1982. - 430 с.

33. Решетов Д.Н. Работоспособность и надежность деталей машин. М.: Высшая школа, 1974. 208 с.

34. Саати Т., Керне К. Аналитическое планирование. — М.: Радио и связь, 1991.

35. Садовский JI.А., Виноградов В.Л., Максимов A.A., Темирев А.П. Развитие регулируемого электропривода с новыми типами машин переменного тока// Приводная техника. — 2001. №2. - с. 35-44.

36. Семенов H.A. Программы регрессионного анализа и прогнозирования временных рядов. Пакеты ПАРИС и МАВР. — М.: Финансы и статистика, 1990.- 111 с.

37. Фельдбаум A.A., Бутковский А.Г. Методы теории автоматического управления. М.: Наука, 1971. — 744 с.

38. Филипов И. Ф. Основы теплообмена в электрических машинах. — Л.: Энергия, 1974. 384 с.

39. Электро- и пневмошпиндели производства AMO ЗИЛ.// Приводная техника. 1999. - №9/10. - с. 41 - 42.1. Рукописные издания

40. Босинзон М.А. Теоретические основы, создание и исследование автоматизированных мехатронных модулей линейных и вращательных перемещений металлообрабатывающих станков. (Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук). М.: ЭНИМС, 2002.

41. Концепция развития инновационного станкостроения на период до 2010 года. М.: ЭНИМС, 2001. 58 с.

42. Орлов А.Б. Функциональный синтез и эволюция автоматизированных электротехнологических станочных систем. Автореферат по диссертации на соискание степени ДТН. — Тула.: ТулГУ, 2000. 40 с.

43. Техническия документация и технологические карты производства. М.: AMO ЗИЛ, 2006-2007.1. Зарубежные издания

44. Бесподшипниковый электродвигатель, воспроизводящий вращающий момент и силы радиального опирания одновременно. Gillar J. Lagerlosser Motor erzeugt Drehmoment und Radial-Logerkrafte in einer Einheit.// Ind. Anz. - 1998. - 120, №26. - 44-47.

45. Интеллектуальные электроприводы станков с ЧПУ фирмы ABB. Pros, rec. European conf. on power el. and application, p. 289 — 303.

46. Каталог ABB: Brushless Servomotors: series 6, 7, 8; Asynchronous servomotors SDS 301, SDS 302 for digital servoinverter pp. 12, 19, 23.

47. Каталог Deckel Malio. DMG — innovative technologies. — 2007.

48. Линейные электродвигатели второго поколения. Linearmotoren der zweiten Generation Innovate Antriebstchnik fur Werkzeug- und Produktionsmaschinen.// Produktion. 1999. - №37. - 37-46.

49. Системы подачи с синхронным линейным двигателем для высокоточных станков. Brückl S. Vorschubsystem mit Synchronlinearmotoren fur Hoch- und Ultraprazisionsmaschinen. Tel I: Bauformen von Linearmotoren.// Antriebstechnik. 1999. - 38, №10. - 67-68.

50. Состояние и перспективы линейных приводов. Dabei sein ist alles. Immer mehr Werkzeugmaschinen-Hersteller setzen auf den Linearmotor// Fertigung. 2000. 28Б №1. - 76-77.

51. Справочное пособие: Allen Bradley. 8720MC Drive Overview. Pub. 8720-UM-0001 -A-US-P, Juli 1999.

52. Справочное пособие: AMK. AMKASYN. AC Servo and Main Spindle motors. The Drive and Motion Control System. 1999, 15 c.

53. Справочное пособие: SIEMENS. Фирма в 1999 г. — средства автоматизации и электроприводы.

54. Экономическая эффективность многоцелевых станков с линейными двигателями. Beyer J. Niedrige Sruckkosten bei Linearmotorbear Beitungszen-tren.// Werkstatt und Beitrib. -1998.-131, №6. 519-524.

55. Digital Motor Control Seminar. TMS320C24X DSP controller and power solutions. Copyright Texas Instruments, 1998.

56. Francheschini G, Fratta A. Performance of SRM in servo-drive applications. Intelligent Motion Proc. June 1993 pp. 16 - 27.

57. Lawrenson P. and al. Variable-Speed SRM.- IEEE Proc. Vol.127, No.4, July 1980.

58. Lipo T. Advanced Motor Technologies: Converter Fed Machines. IEEE Trans. 1997, No.7, pp.204-222.

59. Lorenz R. Advances in electric drive control. 0-7803-5293-9/99 1999, IEEE -pp. 9-16.

60. Miller T. SRM and Their Control. Oxford University Press. 1993, 200 p.

61. Rick Knox. A Comparison of Linear Motor Technology. I&CS Magazine. April 1999.

62. Smith Patricia L. Leaning toward linear. American machinist. March 1999, pp. 86-98.

63. Soong W., Miller T. Field weakening performance of Brushless Synchronous AC Motor Drives. IEEE Proc. Vol. 141, №6, 1994, pp. 331-340.

64. Rick Knox. Sorting out your linear motor options. Industrial Devices Corporation, LLC. Petaluma, CA 94954