автореферат диссертации по обработке конструкционных материалов в машиностроении, 05.03.01, диссертация на тему:Методы контроля и управления процессом металлообработки на базе виброакустического сигнала

НИГВСЬКИЙ П0Л1ТШ1ЧНИЙ 1НСТИТУТ

на правах рукопясу

НОКАРОВЦЕВ ВАЛЕР1Й ВАСИЛЬОВИЧ

Ш 621.9«

МЕТОДИ КОНТРОЛЮ ТА КЕРУВАННЯ ПРОЦЕСОЦ МЕТАЛООБРОБКЙ НА БА31 В1БРОАКУСТИЧНОГО СИГНАЛУ

Сп8ц1альн1стъ 05.03.01- Процеси мзха-н1чно"1 га ф1вико-1ехн1чно'х обробки. верстати та 1нотруиен1

АВТОРЕФЕРАТ дисертац!! на здобутгя вченого ступенп кандидата техн 1 чнюс наук

Кихв- 1994

Роботов е рукопио.

Робота виконана у Кихвському пол1техн1чвому !нститут! ва кафедр! технолог:г приладобудування приладобудовного факультету.

Науковий кер!вник: Науковий консультант:

0ф1ц1йн1 опоненти: Пров!дне п!дприемство:

кандидат техн!чних наук, професор Руибешта В.О,

доктор техн!чних наук, професор Остафьев В.О.

доктор техн!чних наук, професор Роаенберг 0.0.

кандидат техн!чних наук, доцент Якимчук Г.К.

КиЗвсышй завод автоматики tu. ГЛ. Петровсь-кого

Эахисг в!дбудеться "21"березня 1994 року о "15" годин! на зас!данш сяец1ал1зованво1 Ради К 068Л4.15 по цри-судженню вчэного ступени кандидата техшчних наук при Ки-хвськоыу лол!техн1чноиу 1нотитутх. Корп. 19,ауд. 340.

Адреса 1нституту: 252056. Кихв. Проспект Перемоги

37.КП1.

З'дисертайею-моада оэнайомитйся в б!бл1отец1 Кйвського пол1техн1чвого 1нституту,

Автореферат був роаооланий " "лютого 1994 р.

В1дгуки на автореферат дисертац!2 у двох прим!рниках, ватвердаенг гербовое печаткою установи,просимо налравля-ти в адресу КмВського пол!гехн!чного гнехитуту вченому секретарю.

Вчений секрегар

спец!ал1зовано1 Ради К 068,14.15 к.т.н.,доц. "

Ромавенко В.В.

АН0ТАЦ1Я . Метою дисертац!йно£ робота е комплексна доояхджешш пара-иетр!в в!броакустичкого сигкалу>який генеруеться зоною р!-зання при иаталообробц! ,та вивчення !сх корелнцГ! з параметрами технолог!чаот оброблюючо'х системи (Т0С),з технолог!ч-ними параметрами , з станом процесу га 1нструменту. Оста-точною петою цмх досл!джень е побудова ефективних метод!в, математичних моделей та алгоритм!в конролю та керування лроцесом мэталообробки ,а такоя розробна окрених принцип!в побудови електронних аналого-чисельних систем контролю за його станом (зносои инструменту, його ресурсом,авар!йнии станом !тд) на баз! в!броакустичного сигналу.

АВТОР 3 А'Х ТИ Щ А Е

1.Сучасний аналого-чисельний метод комплексного досл!дкення -та вивчення параметр!в в!броакустичного сигналу,IX зв'язку

з параметрами ТОС,технолог!чними параметрам та станом !н-струменту та процесу неталообробки: зносом та ресурсом ро~ боти,наявн!стю автоколивань,авар!йним стааоы !тд.

2.Вивчення !яформативног ц!нност! та чугяивост! парамэтр!в в!дгуку ТОС на в!броакустичний сигнал,заи1ршшй за допо-могою пьезоакселерометр!в,як! е !нвар!антниии до зйни па-раиетр!в ТОС та технолог!чних параиетр!в процесу.

3.Розробку нових эфективних математичних шделей та алго-оити!в робочого контролю та керування процесоы иеталообробки на баз! найб!льш 1нформативних параметр! г в!5роакусглчнс' го сигналу.

^.Розробку ыетоду точного опрад!лення розц!рного зиосу !а-струментут та його автоматичного рози!рного налагоджеяня на баз! в!броакустичного сягналуьв умовах ГВМ та ГВС.

5,Розробку дэяких принципв побудови програино апарагних систем контролю sa керування продесои р!зання матал!в на ба-8Î в!броакустичного сигналу в умовах ГВН та ГВС,

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ.

Актуально«.:

Сьогодн! «всупереч використанню метод! в контролю та керування металообробкою на баз! сил, ыом8нт!в,потуяност! головного приводу верстата sa !н.,все б!льш застосовуються ыетоди в!б-роакустичного сигн&лу,або метода так зваио'х акустично! eul-ctï.HKt е результатом динам!чних процесов при р!занн! метал!в, бо динаи1ка и!стить в соб! 90% noiptôHoï !нформацГ£.

В! броакустичний сигнал в дуке !вформативним та зручним для використання та б!льш чутливим до auÎH технолог!чних параметр!в процесу металообробки.

Незважаючи на тё.що вивчвннн метод1вакустично1 eiiiciï, або в!броакустичного сигналу тривав вже десятки рок!в,акту-альн!сть Його все зб!льпуетьоя. 3, одного боку.це пояснюдть-ся тим,що tHiffli' методи не в зноэ! .зробити те,що можна эро-бити за допомогою метод!в в!броакустичнох euiotï,a з другого боку,тиы,що бч проблема е дуке окладною та потребуа комплексного влвчення.

Особливу важн! сть иають тай парамеГри та характеристики методу акустично'1 eut ci ï, як! !нвариангн! до зм!н динам! ч-них параметр!в TOC та технолог!чних параметр!в процесу металообробки. .

Загальяа методика доел!д!в:

В!броакустика эони р!зання s складовою частиною "Динам!ки машин та при. лад!в",однак,вона ыаз свою специф!ку та е б!лыи складною в пор!внянн! з попередньо! дисцицлхною.

В!<5роакустичний сигнал воин р!зання пав дуле широк! частотный та д1нам1чний д!апазони: в!д одиниць герц до иегагерц та зи!ну р!вня сигналу на десятки га сотн! децибел!в( в сотн! раз!в). Загальиа ив годика досл!д!в,яка застосовувалася в ц!й робот! передбачаа вивчення сигналу як в вувькшс частот-них смугах так 1 широкополосного сигналу. При досл!дкенвях вивчалися як спегаральн! характеристики випадкового сигналу,так 1 спэктрально-терм!нов1 картини (або ряди) р!вню сигналу в частотних сыугах.

Параиетри цих ряд!:в являють собою цодуляц!йн! параметри . в!броакустичного сигналу,як! в дуяе Iнфориативниии та !нва~ р1антним до зм!н параыетр!в ТОС та технологхчних параыет-р!в процесу металообробки.-Спектральн! характеристики ио-дуляц!йних параметр!в лежать в диапазон! !нфразвуку,тому комплексна вивчення параметр!в та характеристик можна ро-бити ильки за допомогою аналого-чисельних метод!в з за-стосуванням метод!в чисельно? ф!лирац!г та теры!нових ря-д!в. Для комплексних досл!дяень використовувалася як стан-даргне, так ! спсц!ально росроблвне механ!чне та електрон-не обладнання, Аналогов! сигаали по к!лькои каналам запи-сувались на магн!тну стр!чку ыагя!тографу Н-№8 в д!апа-зон! 0-20 кгц.,а пойм !формац!я оброблювалася за допоиогою аналого-чисельних иетод!в за допомогою спец!альних прилагав та ЭОМ.

Паралельно э циы ф!ксувались та вивчались технолог!ч-н! параметри,параиетри ТОС та стану !нструыенту та процесу. Окреыо розглядалось питания опред!лення рози!рного эно-су 1нструменту та його автоматичного розм!рного налагоджен-ня.Для цього використоврались спец!альний оригинальный електронний блок та спец!альне ыатематичне.забезпечення. 2-<7-5 «

ч

Наукова новизна: При виконшш! ц!ех роботи були вперше вивчен! та засто-соваи для контролю процесу рхзання метал!в найб!льш !н-|}ормативн1 та зручн! для обробки як стацгонарн! так i пере-х!дн! параметры модуляц!! (флуктуац!х)р!вню в!броакустич-ного сигналу в частотних смугах ,якх е !нвар!антними до зм!ни параыетр!в TOC та процесу металообробки.

1х застосування дае змогу б!лыанад!йно контролювати зное !нструменту,авар!йний стан,наявн!сть автоколивань та як!сть обробки поверхн!. Також вперше в!броакустичний сиг-вал був застосований для опред!лення poauipHoro зносу та рози!рного налагодження !нструменту в умовах ГВМ та ГВС.

Практична ц!нн!сть: Практичну ц1 нн!сть дисертац!йно1 роботи становлять: нов! модел! та алгоритма робочого контролю та керування процесом металообробки,як! базуються на нових методах в!-броакустичного сигналу,нов! оригинальн! принцили побудо-ви ефективчих аналого-чиВельних систем контролю та керування продесом р!зання м0тал!в,принципи побудови нових електронних прилад!в контролю,як! захищен! 15 авторськими св!дотстваии ПРСР.

Реал!зац!я роботи: Гезультати дисертац!йно1 роботи впроваджен! на НВО "Тех-н!ка" и. Володимир,на ¡Ойвському завод! автоматики !м. ГЛ.Пэтровського.на ВО "Гран!т" м. Вишгород Кигвськох облает!,

Апрбац!я роботи: Основн! положения роботи докладалися на чотирьох всесога-них.иости республ!канських,а такон на однгй зарубежий

науково-Texniчних конференц!ях та ciunoatyuax.

Публ1кац11 :

На тему дисертацН опубл!ковано 60 печатных po6ii,y тоиу числ!, 15 авторсышх свдотств СРСР.

Структура та обсяг робота:

Дисертац1Йна робота складазться: э втупу.п'яти глав.за-гальяих bhchobkîb, двох додатк!в га списку використаних джерел 178 найывнувань. Обсяг роботи:139 стор!нок и. д. тексту,64 ыалюнк!в,П таблиць.

ОСНОВНИЙ ЗШСТ РОБОТИ.

Основою анал1зу в!броакустичного сигналу аони р!зання в вивчення спектральних,тери1нових та спекгралыю-теры!но-вих характеристик та параметр!в в!дгуку TOC на в!броаку-стичний сигнал у частотних смугах, hkî в!дповгдають тим ча îhbimiu фа puait коливань TOC. При цьоыу вивчаеться коре-ляц!я цих параметр!а з параметрами стану 1нструменту(зно~ сом,рес/рсом його роботи îa !н.),з станом продесу та з параметрами TOC, як! впливають на загальну картину процесу.

Але.незважаючи на те.що так! доел!дження ведуться вхе багато рок!в,ця проблема вир!швна т!льки частково. Для lie вир!шення потр!бен комплексний п!дх!д при лосл!д-кеннях та пошук таких параметр!в,ям були б !нвар!антн! до 3uin рекии!в р!зання та параиетр!в TOC.

Теры!нова ловед!нка спектральних napaueipiB вгброаку-стичного сигналу е дуже складною та неоднозначною.а дина-Mi чний д1апазон зшки сигналу,який сягаз 60 децибел!в,на дозволяе будувати npocii,a6o нав!ть просто розуин! систе-ми контролю та керування процесоы металообробки.

Толу потр!бен пошук таких параметр!в,яга булиб б присугн! в ус!х. частинах спектру та мали невеликий диапазон зм!ни р!вню сигналу. Погр!бен розуыний коьшром!с м!ж аналоговой обробкою сигналу га чисельною обробкою за допомогов ЕОМ. Постаз такок питання:як пол!пшити точн!ставим!рювань роз-м!рного зносу !нструменту,бо перел!к зносу гнструменту по задн!й поверхн! в розы!рний дав велик! похибки. Усе це й зумовило появу ново! дисертац!йнох роботи та тих положена,як! захищае автор.

досл!даень вхброакустнчного сигналу,теоретичним та експер!-манталышм методам вивчення його характеристик,розробц! спец!альних прилад!в та мет од! в досл!даень,

Поперш за усе,в!броакустичний сигнал зам!рявся за допо-ногою пьезоакселероыетр!в типу Д-13,Д-14 (КД),як! закр1п-люваллся.або на державц! в верикальноыу,рад!альному га осевому напрямках.або в одному з цих напрямк!в на супорт! або на стол! верстата.безпосередяьо б!ля зони р!зання.

Разом 8 циы.зам!рллись та фхкс¿вались так! параметри: сили р!зання (у трьох напрямках),потуян!сть головного приводу верстата, ЭДС-р!зання, чистоту оброблено'1 поверхн!, зное !нструменту, термх."його роботи до певного зносу (ст!к!сть),авар!йний стан та паявн!сть автоколивань та !ныл! параметри. Досл!дження провадились 8а допомогою спец!ального ана-лого-чисельного комплексу на верстатах з ЧПК.обладна-них як слец!альними механ!чними пристрочи,так ! стан-дартним обладнанням: динамометром УДМ-600,пьезоакселе-иетрами Д-15,Л-1Л.КД-35 та !н..стандартней шдсилюва-

дисертац!! присвячена методиц! комплексных

чами та анад1зат6раии спектру.Були розроблен! та виготовле-н! спец!альн! мэхан!чн! пристрог та трьохкоыпонентний динамометр для вии!рюваяпя швидкози1аног частини сил,а такок спец!альний електроаний блок для ф!ксац!5с координат тор-кання !нструиенту та детал!-БКПР,захшцений авторсыши св!-дотсвои.

Спектральн! та терн! нов! реал1зад11 сигнлу в д!апазон! 20 гц.<- 500 кгц. ф!ксувалися за допоыогою фотографування сигналу з екрану анал!затора спектру С4-53 спец!альною фотокамерою Ф0Р-2.3апис сигналу для подальяого його анал!зу та вивченяя зд!йсшовався за допомогою 12 канального маг-н!тографа Н-048, з д!апазоноы з апис у 0 гц.* 20 кгц,а таков за допомогою санописц!в р!вню сигналу Н-110 та Н-328 з перетворенняы його у чисельну форму за допомогою спец!-ального елентронно-ыехаи!чного приладу Н-0014.

Основою для экспер!ыенгальних доел!джеяь в!броакуети-чного сигналу та моделкдаання матеиатичних моделей з ана-лого-чисельний коипявко:ф!льгри : в третьоктавних емуг ах з крейтои КАМАК та ЕОМ СМ-3,який перетворввав та обробляъ аналоговий сигнал эг!дно метод!в спектрального анал!зу випадкового сигналу.

Ще одн!ею розробкою був комплекс,в якому верстат з ЧПК поступово(бэзперервно) зм!иював лодачу-£,при цьоиу ф!ксувалися та оброблювалися ус! пере л! чек! вшце пара-метри:сили, ЭДС-р!зания,потуигёсть головного приводу, параметра в!броакустичного сигналу !тд.

Для вивчення питания точного вим!рювання рози!рного зносу ! нструиенту Бикористовувались:верстат з ЧПК типу ТПЦУ-125,спец!альне матештичне забеэлечешгя та БКПР,

Матеыатична обробка сигнал!в,ператворених у чисельну

2-4-552

форму велася за допомогою спектрального,терм!нового га спек-трально-терм!нового анал!зу випвдкових процес!в,структурного анал!зу га чисельног ф!льтрац!1.

Уретя глава роботи присвячена розробц! моделей контролю процесу металообробки конструкц!йних сталей надтвердим зм!нним !нструментом.

Як т!льки починазться р!зання на пьезоакселерометр1,аак-р!плевому в т{ й чи хньш!й точц! ТОО, з'являеться напруга -^(ЬД^пропорц! йна в1броприскорешш,яке збуджуеться в1бро-акустичним сигналом зони ргзання.

ДеС^Ну^- в!броприскорення(м/сека,або $=2.8 и/сек) ^р -коеф!ц!ент чутливост1 пьезьаксвлерометру: мв/д ,ыв сефи

-час р! занял

сА: -параметри ТОС,процесу(швидк!сть,глибина р!' зання,значения подач1,знос 1нструменту tтд)

Иервинна аналогова обробка сигналу здШсншться за допомогою п1дсилювання ц1ех напруги,ф1льтрац11 сигналу у т!й чи гпьа{й частотой смуз!,детекгування за допомогою,нап-риклад квадратичного детектору,та,мокливо.вторинно! низъ-кочастотног ф!льтрац!1.

П1сля цього ми маемо новий сигнал (С З^'-корелнц!» яко-го з параметрами процесу ми вивчаемо. Дослхдаення покпза-ли,що цей сигнал маз постхйну частину(або пов!льнозм1нну) та швидкозы!нну модуляцхЙну (флуктуац!йну),так звану,"зм!н-ну" частику сигналу.

Ця нодулпцг к.а частина видхлялася з загального сигналу за допомогою цифрово1(чйсельнох)фхльтрац!1,усереднюва-лася та вивчався И зв'зок з параметрами процесу.

Вивчення показало,що зыхнна частина сигналу а найб!льш !н-формативною га !нвар!антною до зьйни параметр!в ТОС та про-цесу металообробки.иаз невеликий дхнаи1чний д!апазон,на II основ! можна псбудувати найб!льш зфективн! ыодел! процесу металообробки. Вид!лений за допоыогою цифровог фглырац!! (разности! схеми) ыодуляц!йний сигнал вивчався такой за методами спектрального анал!зу,теры!нових ряд!в та спек-трально-терм!нових картин.його частотний д!апазон лежить в облает! !нфразвуку:в1д сотих долей герц до:, 25+30 гц. Пост!йна частина сигналу,яка вивчалась ! ран!а другими доел! дниками е такок ! нормативною, а в куп! з ыодуляц!Иною частиною сигналу дае найб!льш досконал! модел! контролю та керування процесом металообробки. Загальний сигнал у частотн!й смуз! тепер полна предста-

вити як адитивний або мультипликативний випадковий процео;

--_---

Де-загальний сигнал у частотой сиуз! п!сля ана-17 догово1 обробки

-пост!йна(детерм!нована)частина сигналу

£ зйнна (вияадкова)чаотина сигналу

-Детерм!новаяа частина сигналу при мулмипд!-кативному процес!.

Симв!л .^означаз додаткову оброб!тку сигналу.

Тепер,по аналог!г з рад!осигналом,иокна ввести коэф!-д!знт ыодуляц!I:в!дношення зи!нно1 частини загального сигналу дс постШо!:"^^ ^^

В!н а дуже !нформативним та корисним параметром вгброакусти-чного сигналу,на якому будуються модел! контролю металооб-

робки.Одна а таких наЙпрост!ших моделей,яка захииена автор-ським св!дототвом СРСР,дозволяо контролювати наявн!сть при тон!нн! неприпустиыих автоколивань:

За допоыогою цього параметру тако* ыожна контролювати xtд процесу:який вид зносу(нормальний чи критичний)зараз е. При нормальному а н о el Т> í Cüns^f1 ní*< критичному ростЬ <t .наближуючись до одиниц!.Цифрова ф!лмрац!я зд!йснювалась цикл!чно кожн! 30 сек р!зання(це наименьший час для оде!sí рвал!зац!1 ,або виборки) з тери!ном кван-тування(при перетворвнн! сигналу у чисельну форму) в!д 1/20 до 1/50 сек. Кожному циклу чисельно1 обробки-виборки (вона триваз дол! секунди) в!дпов!даз на граф!ку-однв вначення параметру: Q (^ t, ) киО,

На малих частотах(десят! дол! герцу)вид!лення модуляция oi частини сигналу зд!йснювалось за допомогою методу ранкирування огибаючо1 по m ftvc (r'C V, тв rv\('u G'C^JJ)

На мал. I а,б,в показана динамика розвитку цих па-рамзтр!в у процес! р!зання. У цому випадку ми мазмо:

Експер!ментальн! доол!дження показали,що зное !нстру-менту по задн!й поверхн! е майже прямопропорц!йним моду-ляц!йн!й(або зм!нн!й)частин! сигналу: __

к<?"с-ьл')

ДэР)["Ь\Азн0С 1нструменту по задн!й поверхн!-мм. -поет!йний коеф!ц!'ент.

Але,б!льш правильним буде вираз: _ _q

fV^r&VVJ/

Де ^)о-випадкова частино зносу 1'нструменту на самому початку р!зання(3*5)сек,яку майжв неыожливо вилДлити якинооь методом. Ъ*~ ОС{±0(ОГддМ ' » Ьь

.2-

2o о -

.too

o !-<

(54-MJ

4

^ TCMuf^

Q-3 kr«,

Л 8 ЫЧ íAf/2 Мал'

¿íox ]т<5кб; V= fío M/cekjt-o,hMM

MMj/оЪ' В = О, Шми

-Je ¿o ■(О

о,

PSî G'H^)

О f ¿ 3 .

г> & г. в 9 il Tí ib " if ïs^

Мал. 2.

V=8oM/c€kL--ir О 8 мм S - с>. i a /мм/о5" ' . ß - О.STmai

Посх!йна-(£ близька до ода ниц!. Це найб!льш проста,але найб!лыа дхйова модель.Бона дае похибку до 30?&.Коеф!-ц!ент може бути прийнятий без зы!н для широкого д!апа-зону технолог!чних лараметр!в процесу та параметр!в ТОО.

Бглып досконалою моделлю.яка дозволяв знизити похиб-' ку до (10*12)$ е двупарамегр!чна модель, в якхй автоматично враховуетъся зыхна К® залезкност! в1д зм!ни режи-м!в р!зання та параиетр!в ТОС.У данному раз! використо-вувався сигнал двох часготних смуг.Одн!зх основнох та додатковох (Ьтаскана ли):

Дек( ^ пост!йн! коеф!ц!енти __

-коеф!ц!ен1 модуляц!1 основного каналу

Ч' /гЛос,1^/) в!дношеиня коеф!ц!ент!в мо-

дуляц!х есновного та додаткових канал!в.

При обробц! конструкц!йних сталей 40Х, ст.3,ст.45 -Т15К6

длггЬгО.М мм. =0.05 им/об.*- 0.2 ыы/об, У=20Ш0 м/с.

( Г '

Ьо=0.03 мц,,К=0.9,СяЮ.

Таким Ч'ШОМ,вид!лення та застосування модуляд!йнох частики в!броакустичного сигналу дозволяв вир!пувати бага-то проблем д!агностики та контролю прцесу мвталообробки.

Ще одним аспектом вивчення модуля^ йно!с чаотини сигналу е Його досл!даення в пчатковий момент р!зання, коли,як госгрий гак Й аагуллеяий !лсгрумент вр!зааться у заготовку. При цьому виниказ'. перех!дний (нестац!о-нарний)Процес адаптац!х р!зання,який гривае десятки секунд,при якому р!зко зростат рхвень модуляй!йнох частила сигналу, ¿не при другому,третьему та посл!-дувчих вр!заннях в!н залишаеться пост!Йним.

(1 ^ Со п

Це положения захищено аторським св{ дотстеоя СРСР. При такому положенн! зпачвнняЦ^^стае эталоном для зр!в-няння "отац1онарно'х" та ''кестаиДонарноз;" частик сигналу у ход! лроцесу.оск!льки одна чаотина росте пропорц!йно зно-су !нструменту,а друга залишаеться пост!йною.На стад!:с критичного зносу вони зр!внюються.На ц!й основ! автором запрпонован метод опред!лення реоуроу 1нструменту,а такса контролю зносу по задн!й поверхн!.

Вивчення спэктральних картин модулявдйног складовоЗс частини вхброакустичного сигналу при пов!льн!й зм!н! подач! в сукупност! з эагальним р!внем сигналу у широк!й смуз! частот дало змогу оптим!зувати резкими р!зання та контро-лювати -иорстк1сть(чистогу)оброблено"£ поверхн!.

Вйкорстання Сго^як еталонч дае змогу точн!шз та над!й-н!ше контролювати авар!йний стан процесу металообробки.

На шл.1 а,б,в дана типова картина зы!ни параыетр!в

в прочее! р!зання. На мал I а показана зм!нат(Ч/ на мал I б-зм!ну модуляц!йного параметру,на мал. I в-дана типова картина росту(в!дносно яочаткового значения) загаль- ■ ного сигналу О-('V, .Така картина спстер!гаетъся найяе завжди. На !5 баз! такок побудована модель контролю. На иал. 2 дана картина зы!ни модуляц!Йно1 частини сигналу, яка вид!лена за допомогою обробки кванованого сигналу за допомогою метод!в терм!нових ряд!в. При цьому показано картину зростання сигналу при вргзаннг. На иал.З зобра-жен! данн!,якг получен! за допомогою ЕОМ при ранжируванн! помау таПд.\л модуляц!йно1 частини сигналу. Автором такой зроблена .спроба обгрунтувати теоретично' деяк! положен-

ня роботи.

В четвертой глав! дисертащ! йдеться мшва про розробку методу точного в:шрювання розмхрного знооу !нструменту та йога автоматичного настроювання иа роам!р.

Це питания постало тому,що при перелхченн! зносу по задн!й поверхн! у розих рний да маемо дуяе велик! похибки.

Суть методу е у тому,що як т!льки 1нструмент торкнеть-ся поверхн!,яка рухаегься в1дносно нього.на пьезоакселе-ролетр! з'являеться досить значний сигнал, нав!ть якщо за-глиблення становить хоча б один ы!кроиетр. Якщо при цъому миттево заф!ксувати коорданати рухомих частин верстату(сто-ла.супорту) у пам»ят! ЧПК.то пот!м,в!дштовхувчись в!д нех, ыожна автоматизуваги роэм!рне налагодження !нструыенгу,ви- > м!рювати розм!рний зное хнетрументу та автоматично робити (заглиблюватись на певну в!дстань) у в1дносних координатах зг!дно функц11(^5^у код!|5(> При в!дом!й координат! повер-хн! торканяя це значения присвосеться,нёлриклад,вершин! го* стр!я снструменту та тепер можна вже робити у абсолютних координатах (функц!я£90кода]"£о).

Цей метод захицений авторським св!дотством СРСР та потребував ретельного вивчення як практичного,так ! теоретичного. Для цього було розроблено та вигоговлено спе-ц!альний електронний прилад. Кр!м того,до стандартного матеыатичного забезпечення верстата з ЧПК були внесен! спец!альн!(розроблен! для цього)зм!ни,як! дозволяють робити штат но цикли вишргоань в мехах старих стандартяих програы. Точн!сть ви1нрювань(при похибц! позиц! онування I мкм.)становить 3+5 икн. На мал. 4 дана схема циклу ви-ш рювань: швидкий вих!д у робочу точку С|0 < пов!льни к гадход до детал!.торкання та ф!ксац!я координати,

(мел. G/VjÏ

го о

(5ь_р—

—i*--1

wax

J

<©a So

(^(i-j^Miín

"L-i

• Л,____», ■— ,t„

01 ? 8 9 Ч /г. * $ ! V

Мал. 3. ßr-,^7

X ' '

<?ог>,

4 В

X

ES

Л/ -v.--

и

о г

В.

ÎOflp.

2 и«э. ¿läODf)

Мал.

стоп подач! ,вих!д у робочу точку.

П'ята заключна глава робоги присвячена питанию зфек-тивного використання розроблених моделей та алгоритм в контролю та керування процесоы металообробки на базх вгброаку-стичного сигналу,а,по сут!,йдеться про розробку деяких при-нцип!в побудуванкя таких систем в умовах ГВМ та ГВС.

Це стосуеться такок ! методу олред!лення розм!рного' зно-су !нструменту та його розм:рно1 настройки,тому що комплексна використання цього методу,розроблених моделей та алгоритм:в контролю з деякими електронними та апараано-програмними засобами(дореч!, тея захищеними авторсъкими св!дотстваш) становлять систему,яка дозаоляз найб!льы ефективно використовувати методи в!броакустичного сигналу,або акустично£ еы!с!!г.

Сюда в!дноситься такозк загальний алгоритм аналого-чи-сельно1 обробки в!броакустичного сигналу, деяк! оц!нки по-хибок тавдсистем та над!йн!сть контролю процесу металооб-роблИ. Ус! оц! питания щ!льно пов'язан! з ф!викою процесу металообробки та е його нев^еыною частиною.

Бт!лення цих методхв,принцип!в,моделей та алгорит-и!в, розроблених електронних прилад!в та аларатно-прог ранних засоб!в у виробництво показало ефективн!сть ме-тод!в вхброакустичного сигналу,змогу контролювати та ке-руваги процесом металообробки в умовах ГВМ та ГВС, л!да няло над!йн!сть процесу та як!сть продукц!г.

ЗАГШН1 ВЙСНОВКИ :

1. На niдсгав: коыплексних доел!дженъ в!броакусгачного сигналу,який генеруеться зоною ргзання, вивчено ряд !нформа-тивних та !нвар!антних до змгн рсяим!в процесу параметр!в цього сигналу,на баз! яних розроблен! ефективн! методи та системи контролю та керування процесом металообробки.як! дозволяють автоматизувати, його,особливо в умовах ГВС,п!д-вищити як!сть продукцГг,продуктивнхсть пращ, над! йн!стъ,

та безпеку робота.

2. Вперше вид! лен! та вивчен! параметра иодуляцгх р!вню вхброакустичного сигналу як у стацхонарноиу так ! в пере-х!дному режимах при зр!заннях !нструмернту,!х эг'язок з технолог!чними параметрами процесу та Т0С,що дало змогу значно розширити моялнвосг! побудови ефективних метод!в та систем контролю стану !нструмепту та процесу,дозволило над!йно контроливати ресурс роботи та енос !нструмен-ту по задай поверхн!,авар!йний стан процесу,наявн!сть ав-токоливш:ь,точн!сть обробга та чистоту поверхн!.

3. На баз! спектрально-терм!кових метод! й аналого-чисель-Hoi обробки був дослхджений функц!ональний зч'язок парамет-р!в в!броакустичного сигналу з параметрами TOG,стану процесу та !нструменту, були розроблен! ефективн! математичн! мо-дел! та алгоритми контролю ыэханообробки,основн! положения побудови програмно-апаратних 3aco6iB контролю та керування процесом.

На баз! використання в!броанустичного сигналу був роз-роблений метод темного виыхрювшшя розв!рпого зносу гн- , струыенту.иохибки положения деталх та розш:рного автоматичного настроювання !нструменту в уиовах ГВМ таГВО.

5. Розроблея! окреы! оригняалья! принципа побудови прог-рамво-апаратних аналого-цифрових сисгеи контролю ia квру-вання процесои иаталообробки на баз! в!броакуетичного сигналу,як! дозволяють аначно п!двшццти ефективи!сть викори-стг.ння обладаання для мэханообробкм в умовах ГВС,в уловах безлюднйх технолог!й.

Друкован! прац! по тем! дисертацШ

1, Кокаровцев В.В. Контроль процесса обработки на станках с ЧПУ с использованием виброанустического сигнала.Автоматизация проектирования машиностроительных предприятий. Тезисы докладов НТО МАШЛР0М.,г. Киев. I9BI г.,стр.Ш+142.

2. Зубов С.В.,Клочковский В.В.,Кокаровцев В.В. Применение систем адаптивного управления для повышения эффективности обработки на станках с ЧПУ. Киев. 1980 г.Бнание УССР.СтрДЭ.

З.Остафьев В.А.,Кокаровцев В.В. Акалого-цифровая система контроля износа металлореаущего инструмента на основе виброакустического сигнала. Динамика станков. Тезисы докладов Всесоюзн.,научно-технической конференции 2*6 июня 1980 г., г.Куйбдшев стр. 212.

4. Руыбешта В.А.,Кокаровцев Б.В.Даркевич А.Г. Организация системы диагностики инструментов в процессе обработки. Стойкость и диагностика режущего инструмента в условиях автоматизированного производства. Тезисы НТ конфере рекции, г. Ижевск 11*12 окт. 1988 г.,стр. 43+45.

5. Румбешта В.А.Даркевич А.Г.,Кокаровцев В.В.Определение ограничений процесса токарной обработки нежестких деталей по критерию устойчивости. Тезисы НТ конференции 12+13 мая 1987 г.,г. Тольятти. ПО Автовдз.ТШ.ЦНИТИ г. Куйбышев, ВПО.Азотрешап. r.KyfiÖbmeBt стр. 42.

С: Антонюк В.С.,Кокаровцев В.В. Информативность виброакустического сигнала при резании металлов. Технология • и автоматизация машновгроения. Респ. мекв. НТ сборник. Вкп 27. Киев 1981 г.,стр. 3+5.

7. Остафьев В.А.,!,!ирзаев А.X.,Кокаровцев В.В. Метод ускоренного опроделения обрабатываемости материалов реза-

ниен. Ж. Станки и инструмент.1989 Ii®.стр. 95+97.

8.Остафьев, В. А.,Кокаровцев В,В.,Воскобойник Ю.И.«Аксенов В.И. Румбешта В.А. Автоматизация размерной настройки инструмента и контроль его состояния.Технология авиационного приборостро-вния-и агрегатостроенип. Произв. НТ ДСП сб. 2,1987.стр.33«

9.Остафьев В.А.,Румбешта В.А..Кокаровцев В.В. Автоматизация размерной настройки инструмента и контроль его состояния на основе виброакустики зоны резания.Вестник Киевского политехнического института,Приборостроение.Вып. I8.I988.Cip,62f63.

10. Остафьев В.А.,Кокаровцев В.В.,Харкевич А.Г..Науменко В.И. Автоматизированная аналого-цифровая система обработки вибро-акустичаского сигнала при резании металлов.Мекдунар. НГ сб. "Научно-технический прогресс ь машиностроении",Исследоваяие механизмов и систем автоматизированной обработки. Вып.12,

М. ЙМАШ АН СССР-ВЕНГРИЯ. 1989 г.,стр. 93*99.

11. Остафьев В.А.,Каыаев Ю.Н.jAiITohdk В,С,»Кокаровцев В.В'., Малек 3.Система управления процессом металлообработка.

Аcfap-frV CcutTci in Pwefovt-''рп Bv\(jj?iAt.e P.VOZVA'A.PoLAiWöoiffc. f138b', РЮЪ~Но.

12.Авторськз св(дотство CPCP.JW93723.B23B 25/06.БВ I 1980. "Способ контроля процесса резания".

В.Авторське св!детство CFCP.te975220.B23B 25/06.БВ 43 1982. "Способ контроля процесса резаяия".

14. Авторське св{дотство CPCP.te9866I5.B23B 25/06.БВ I 1983. "Способ контроля процесса резания".

15. Авторське ов:дотство CPCP.teI207745.B23B 45/00.ЕВ I 1986. "Устройство для контроля состояния инструмента".

16.Аторське свЦотсгво СРСР.М305575. 01 3/58.БВ I 1987. "Способ оценки обрабатьшаемооти материалов резанием".

17. Авторське сеtдотство CPCP.M734958.B23B 25/06.БВ 19 1992. "Система прогнозирования состояния режущих инструментов",

18. Авторське est дотство СРСР. М458160.Б23В 26/06.БВ 6 1989. "Способ оптимизации процесса резания".