автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.06, диссертация на тему:Обоснование и реализация динамического мониторинга сложного технологического оборудования в многономенклатурном автоматизированном производстве

На правах рукописи □03055721

Бровкова Марина Борисовна

ОБОСНОВАНИЕ И РЕАЛИЗАЦИЯ ДИНАМИЧЕСКОГО МОНИТОРИНГА СЛОЖНОГО ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ В МНОГОНОМЕНКЛАТУРНОМ АВТОМАТИЗИРОВАННОМ ПРОИЗВОДСТВЕ

Специальности 05.13.06 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами (в машиностроении) 05.03.01 -Технологии и оборудование механической и физико-технической обработки

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Саратов - 2007

003055721

Работа выполнена в ГОУ ВПО «Саратовский государственный технический университет»

Научный консультант:

доктор технических наук, профессор Мартынов Владимир Васильевич

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Заковоротный Вилор Лаврентьевич

доктор технических наук, профессор Булдакова Татьяна Ивановна

доктор технических наук, профессор Шумячер Вячеслав Михайлович

Ведущая организация:

Институт проблем точной механики и управления РАН

Защита состоится "21" февраля 2007 г. в 12 часов на заседании диссертационного совета Д 212.242.02 при ГОУ ВПО «Саратовский государственный технический университет» по адресу: 410054, Саратов, ул. Политехническая, 77, СГТУ, ауд.319.

С диссертацией можно ознакомиться в научно-технической библиотеке Саратовского государственного технического университета.

Автореферат разослан "Н " января 2007 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

А. А. Игнатьев

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность. Современное станочное оборудование открывает новые технологические возможности для повышения качества обработки сложных и точных поверхностей. Это, прежде всего, связано с тем, что металлообрабатывающие станки и комплексы оснащаются высокоэффективными управляемыми приводами, специальными информационными системами и другими функциональными устройствами с улучшенными техническими характеристиками. Совершенствуются несущие конструкции станков и широко внедряются компьютерные информационно-измерительные и управляющие системы. Расширилось применение системы автоматизированного проектирования технологических процессов оборудования и управляющих программ. Внедряются CALS технологии. Все больше используется имитационное моделирование на ЭВМ сложных конструкций, слабоформализуемых процессов и влияния возмущающих воздействий. Все это позволяет проектировать более совершенные технологические процессы с точки зрения качества и обеспечения инвариантности к некоторым возмущениям. Получили развитие теоретические и экспериментальные методы исследования статистической и динамической точности и надежности станков. Разработка новых методов моделирования нелинейной динамики в машиноведении, в том числе и с учетом синергетики, концептуально позволяет перейти на новый этап формирования управления для рассматриваемых технически сложных объектов машиностроения.

Вместе с тем возникают теоретические и практические трудности. Множество исследований в области технологии и оборудования для механической обработки завершаются моделями ограниченной размерности с эмпирическими коэффициентами только для конкретных реализаций технологических процессов. При чистовой обработке тонкие процессы формирования микрогеомегрии поверхности учитываются не в полной мере. Таким образом, необходимы фундаментальные результаты для априорного моделирования возмущений от целого ряда факторов, возникающих в условиях производства. Для многосвязанных нелинейных технологических структур даже при условии их стационарного состояния отсутствует практическая возможность получения достаточно адекватных моделей с числовыми коэффициентами. К тому же, в условиях нестационарного функционирования эти модели каждый раз изменяют свою струкгуру или порядок характеристического уравнения.

Прикладная теория автоматического управления (ТАУ), являющаяся базовой для классических задач синтеза, не может обеспечивать инженерными методиками синтез регуляторов рассматриваемого класса задач. Эти методики универсальны, но не дают возможность в полной мере учесть особенности функционирования сложного технологического оборудования и формообразования при резании для управления в реальном времени, т.к. были созданы и апробированы в основном для более простых задач ТАУ. Методы и принципы многомерного управления и анализа для подобных задач математической (аналитической) ТАУ представлены на концептуальном уровне и с учетом особенностей проблемы требуют дополнительных исследований. Для ряда конкретных приложений суще-

ствуют инженерные разработки, но в них отсутствует универсальность с точки зрения использования в другой предметной области. Исследования в области адаптивного (оптимального) управления станками, которые по своему содержанию могли бы преодолеть часть этих реальных трудностей, применяются на практике для ограниченного круга задач и широкого промышленного использования не получили. В большей степени это связано с низкой «наблюдаемостью» и, соответственно, с низкой «управляемостью» объектов в реальном времени.

Существенной альтернативой в этих условиях является динамический мониторинг качества функционирования станков и процессов, обеспечивающих или сопутствующих формообразованию изделий. В связи с этим обоснование и реализация динамического мониторинга сложного технологического оборудования в многономенклатурном автоматизированном производстве являются актуальной научной проблемой, имеющей важное хозяйственное значение.

Цель работы - повышение эффективности функционирования сложного технологического оборудования в многономенклатурном автоматизированном производстве на основе динамического мониторинга качества формообразования в процессе эксплуатации (реальном времени).

Методы и средства исследования. Теоретические исследования выполнены с использованием соответствующих разделов теорий управления, колебаний, вероятностей и математической статистики, основных положений динамики станков, технологии машиностроения, а также математического моделирования на ЭВМ. Для определения возможности универсального подхода и общности при формировании мониторинга исследования выполнены на оборудовании различного технологического назначения (токарном, фрезерном и шлифовальном). Экспериментальные исследования проводились на действующем технологическом оборудовании в лабораторных и реальных производственных условиях по оригинальным методикам с обработкой полученных результатов на ЭВМ.

Научная новизна работы состоит из следующих наиболее крупных результатов:

1. Найдено решение научной проблемы «Обоснование и реализация динамического мониторинга сложного технологического оборудования в многономенклатурном автоматизированном производстве», основанное на законах и принципах технической кибернетики и машиноведения.

2. В условиях многономенклатурного автоматизированного производства по результатам системного анализа металлорежущих станков показаны необходимость и пути повышения их наблюдаемости в пространстве состояний на основе формирования динамического мониторинга качества процессов, обеспечивающих или сопутствующих формообразованию деталей.

3. Исследованы динамические модели функционирования токарных, шлифовальных и фрезерных станков при наличии возмущений, позволившие определить общие закономерности для формирования их мониторинга в процессе эксплуатации.

4. Создана перспективная информационная технология с адаптивными свойствами и обоснованы критерии оценки качества при мониторинге. Предложена технология косвенной многоуровневой оценки качества процессов, сопро-

вождающих резание, по вибросигналам о колебаниях, регистрируемых в динамической системе станка в виде временных рядов динамики.

5. Разработаны принципы оптимальной динамической настройки, которые заключаются в формировании оптимальных динамических свойств ст анка на основе анализа динамического взаимодействия инструмента и заготовки, связанных процессом резания подсистем, и оптимизации параметров технологического режима, и позволяют адаптироваться к допредельным изменениям состояния станка, в различных аспектах интерпретируя одну и ту же входную информацию.

6. Разработана методика формирования оптимальных динамических свойств станка, базирующаяся на коррекции параметров подсистем инструмента и заготовки, что позволяет эффективно подавлять негативные процессы, протекающие в динамической системе станка при резании.

7. Показано, что дальнейшее развитие технологии мониторинга целесообразно вести в направлении использования искусственных нейронных сетей для выявления неявных зависимостей между динамическим состоянием станков и параметрами качества изготавливаемых на них деталей. Практически это позволит вести мониторинг параметров качества деталей в реальном времени, но при условии решения вопросов оптимизации архитектуры нейросети и совершенствования алгоритма ее обучения, поскольку зависимости между параметрам а качества деталей и характеристиками вибросигналов о колебаниях не имеют явно выраженных количественных закономерностей.

Практическая ценность и реализация результатов работы;

1. Программно-математический комплекс оценки качества формообразования деталей реализован для мониторинга чистовой обработки тел вращения при абразивной и чистовой токарной обработке и внедрен в ОАО «Саратовский подшипниковый завод», ОАО «Тантал», ЗАО «Саратовский авиационный завод» и ЗАО «Тантал-ЕОС Normalien».

2. Создано методическое, алгоритмическое и программное обеспечение автоматизированного мониторинга процесса резания, которое позволяет осуществлять оптимизацию параметров технологического режима непосредственно на действующем технологическом оборудовании в направлении максимально эффективного использования его потенциальных возможностей.

3. На основе результатов исследований на предприятиях машиностроительной, приборостроительной и станкостроительной промышленности внедрены методы и средства, позволяющие осуществлять оптимальную динамическую настройку оборудования и на этой основе повысить показатели его эксплуатацио иной надежности (коэффициент готовности - до 0,96-0,98; коэффициент работы по управляющим программам - до 0,88-0,92).

4. На основании теоретических исследований динамических процессов и результатов экспериментов предложена конструктивная доработка шлифовального и фрезерного станков с целью минимизации динамической погрешности формообразования и упрощения задач мониторинга.

5. Результаты научных исследований внедрены в учебный процесс в СГТУ и на основе полученных результатов опубликовано 4 учебных пособия с грифом УМО в области автоматизированного машиностроения.

Апробация работы. Основные результаты диссертации докладывались и обсуждались на: 3-м Международном конгрессе «Конструкторско-технологичес-кая информатика - КТИ-96» (Москва, 1996 г.); Всероссийской молодежной научной конференции «22-е Гагаринские чтения» (Москва, 1996 г.); Международной научно-технической конференции «Точность автоматизированных производств (ТАП-97)» (Пенза, 1997 г.); V Международной научно-технической конференции по динамике технологических систем (Ростов-на-Дону, 1997 г.); Международной научно-технической конференции «Системные проблемы надежности, математического моделирования и информационных технологий» (Сочи, 1998 г.); Международной научно-технической конференции «Точность технологических и транспортных систем (ТТиТС-98)» (Пенза, 1998 г.); Всероссийской научно-методической конференции с международным участием «Региональные особенности развития машино- и приборостроения, проблемы и опыт подготовки кадров» (Саратов, 2000 г.); Международном симпозиуме «Надежность и качество» (Пенза, 2001 г.); Международной конференции «Актуальные проблемы конструк-торско-технологического обеспечения машиностроительного производства» (Волгоград, 2003 г.); Международной научно-технической конференции «Фундаментальные и прикладные вопросы механики» (Хабаровск, 2003 г.); Международной конференции «Проблемы и перспективы прецизионной механики и управления в машиностроении» (Саратов, 2003 г.); Международной конференции «Нелинейная динамика и прикладная синергетика» (Комсомольск-на-Амуре, 2003 г.); VII Международной конференции по динамике технологических систем -«ДТС-2004» (Саратов, 2004 г.); 5-й Международной научно-технической конференции «Обеспечение и повышение качества машин на этапах жизненного цикла (Брянск, 2005 г.); 6-й Всероссийской научной конференции «Нелинейные колебания механических систем» (Нижний Новгород, 2005 г.); Международной научно-технической конференции «Процессы абразивной обработки, абразивные инструменты и материалы» (Волжский, 2006 г.); Международной научно-технической конференции «Повышение качества продукции и эффективности производства» (Курган, 2006 г.).

Публикации. По теме диссертации опубликованы 42 печатные работы, в том числе 9 - в изданиях, включенных в перечень периодических изданий ВАК РФ, а также 2 монографии.

Структура и объем диссертации. Работа состоит из введения, семи глав, заключения, списка используемой литературы из 318 наименований и 2 приложений, содержит 358 страниц текста, 166 рисунков и 17 таблиц.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обозначена научная проблема, решаемая в работе, сформулирована ее цель, определены научная новизна, практическая ценность и представлены положения, выносимые на защиту.

Первая глава посвящена анализу теоретических и экспериментальных исследований особенностей функционирования сложного технологического оборудования в автоматизированном многономенклатурном производстве. Были учтены работы Б.С. Балакшина, Б.А. Базрова, В.Ф. Безъязычного, Б.М. Бржозовско-го, В.В. Бушуева, В.Л. Вейца, Ю.И. Городецкого, Д.Г. Евсеева, В.Л. Заковорот-ного, A.A. Игнатьева, Ю.Г. Кабалдина, A.B. Королева, К.С. Колесникова, В.А. Кудинова, A.A. Кутина, В.В. Мартынова, Е.Г. Нахапетяна, В.Н. Подураева, A.B. Пуша, Ю.М. Соломенцева, А.Г. Суслова, К.В. Фролова, Л.В. Худобина, М.Е. Эльясберга и других авторов. Рассмотрены основные подходы к формированию динамических моделей процесса резания и базового оборудования. Приведен анализ возможности получения информации о качестве формообразования и диагностике процесса резания на основе работ классической и современной теории автоматического управления с точки зрения управления сложными объектами. Это позволило оценить значимость проблемы мониторинга для теории и практики современного машиностроительного производства и сформулировать следующие крупные задачи, решение которых необходимо для достижения поставленной в работе цели:

1. Системный анализ формирования динамического мониторинга в реальном времени.

2. Изучение возможностей мониторинга методами моделирования динамических процессов в станках.

3. Обоснование направлений повышения эффективности мониторинга на основе оптимизации динамической настройки станка и использования методов искусственного интеллекта.

4. Экспериментальные исследования и практическая реализация мониторинга на станках различного технологического назначения.

Вторая глава содержит системный анализ формирования динамического мониторинга в реальном времени. Цель этого анализа заключается в обосновании структуры мониторинга, применимости динамических моделей, критериев и правил принятия решений. Проведение системного анализа рассматриваемой проблемы основывается на современной аналитической теории управления с учетом особенностей станков и станочных комплексов и результатов многочисленных исследований в этой предметной области. Определены новые возможности технологического оборудования за счет применения современных технических средств и информационных технологий при их реализации. Выполнен концептуальный анализ системных свойств управляемых технологических объектов (стан' ков) с учетом научных результатов в области нелинейной динамики машин и агрегатов.

Проведена оценка доступности получения и достоверности информации о состоянии (качестве) управляемых технологических объектов, которые определяют реализуемость динамического мониторинга. Эта информация необходима также для управления объектами в автоматическом или автоматизированном режиме. Возможности ее получения в значительной степени могут быть выявлены при анализе свойств системы: наблюдаемости, идентифицируемости, управляемости и адаптируемости. Эти свойства оцениваются на основе классической и со-

временной теории автоматического управления, что представлено в работах A.A. Красовского, C.B. Емельянова, A.A. Ерофеева, В.И. Тихонова, A.C. Ковалева, И.М. Сидорова, В.В. Тимофеева, Б.Я. Лурье, Я.З. Цыпкина, Б.Н. Петрова, A.A. Воронова, Г.Е. Колосова, К.А. Пупкова, A.A. Колесникова, В.А. Подчукаева и др. и с учетом особенностей исследуемого технологического оборудования. Состояние оборудования в нестационарных системах оценивается вектором состояния X = A{t)X(t) + B(t)U(t) и наблюдения Z = C(t)X(t), где х е R" и и е Rm, z eRm, A(t) - матрица коэффициентов размера пхп, B(t) - матрица размера пхг, C(t) - матрица размера пхт. Для нелинейных многомерных систем в пространстве входных и выходных сигналов реализация вектора наблюдения ограничена из-за неработоспособности принципа суперпозиции. В пространстве состояний задача наблюдений заключается в следующем. Получено (через наблюдение) множество Z, связанное известным оператором с множеством X, принадлежащим пространству состояний системы с заданной математической моделью. Требуется определить X или некоторое подмножество Х„ с X. В классической ТАУ компоненты вектора сигналов чаще всего считают измеримыми и в связи с этим в пространстве сигналов обычно принимают непосредственную наблюдаемость, а чаще всего возможна лишь косвенная наблюдаемость. С этих позиций определена возможность использования полнокомпонентного мгновенного измерения, задача которого сводится к разрешимости п нелинейных алгебраических уравнений относительно п неизвестных. Показано, что для динамического мониторинга это измерение технически нереализуемо как из-за ограниченной размерности вектора доступной информации, так и из-за многотемповых нелинейных изменений элементов вектора состояния X, которые оказывают взаимное влияние друг на друга через объект управления. Аналогично были рассмотрены одноком-понентные мгновенные измерения и восстановление текущего вектора состояния по измерениям текущего значения функции наблюдения. Все эти методы наблюдения предполагают наличие полных или усеченных моделей преобразования множества наблюдений Z в множестве состояний X. Ранг матриц коэффициентов определяет степень наблюдаемости. Априорная неопределенность моделей функционирования не позволяет оценивать наблюдаемость по рангу матриц коэффициентов. Это подтверждается также выполненными ранее многочисленными экспериментальными исследованиями технологического оборудования в процессе его функционирования с целью идентификации моделей динамических процессов. Структурно-функциональный анализ системы управления определил нестационарность процессов и свойств объекта в целом, что подтверждает целесообразность проведения косвенной иерархической оценки наблюдений и соответствующей структуры мониторинга. Определена методика анализа доступных для наблюдения процессов, обеспечивающих и сопутствующих формообразованию. Показана целесообразность использования многочастотных виброакустических колебаний для косвенной оценки динамического состояния объекта. Проведенный анализ многочастотаых колебаний определил целесообразность применения адаптивной фильтрации. Предложены интегративные (результирующие) оценки и критерии качества формообразования во временной и частотной областях, показана перспективность оценки отдельных функциональных 8

блоков и подсистем станка на основе априорного расчета частотных характеристик динамической системы станка.

Для выявления общности при создании мониторинга приведен модельный пример детерминированного анализа динамических свойств многокоординагного фрезерного станка до и после его модернизации, которая проводилась в направлении выравнивания динамических характеристик колебательных процессов без учета стохастических составляющих (априорные расчеты выполнены совместно с ЮЗ. Кирилиным). Важным показателем динамического качества является его минимальная чувствительность на возмущения от процесса резания. Основными оценками, определяющими реакцию станка на возмущение, являются его динамическая податливость в зоне резания и динамическое взаимодействие между собственными и вынужденными формами колебаний. В этой связи для оценки динамического состояния станка вдоль исследуемой координатной оси используется обобщенный детерминированный показатель:

Л м

где вектор П, = К, ■ 7д1 - отражает значимость 1-й формы колебаний;

J л-1

К, =-V К,, - показатель связанности г-й формы колебаний; К - коэффипиен-

ты взаимных связанностей /-й формы колебаний с остальными; Зй, - динамическая податливость на частоте исследуемой формы колебаний в направлении исследуемой координатной оси; и - число исследуемых форм колебаний. Путем сравнения модулей Кд по отдельным координатным осям обычно определяется наиболее «слабое» (с точки зрения податливости) координатное направление динамической системы. Общая количественная оценка динамического состояния рассчитывается в виде суммы векторов Ка„ соответствующих коэффициентов по отдельным координатным осям. Показатель Кдн представляет собой динамический импеданс системы. Его направление указывает на наиболее слабое направление динамических характеристик станка, а его модуль характеризует общую динамическую податливость и степень связанности системы по собственным формам колебаний.

На основе метода конечных элементов (МКЭ) исследована динамическая модель станка и получена пространственная картина распределения его динамических податливостей по собственным формам колебаний для области зоны резания вдоль трех координатных осей ОХ, ОУ, 02. Установлено, что величина динамической податливости станка вдоль оси ОХ на порядок превосходит ее значения на остальных собственных частотах. Это указывает на то, что станок имеет ярко выраженное «слабое» направление по динамической податливости и при обработке наиболее вероятно возникновение существенной вибрации инструментальной бабки. Исследование взаимосвязи данного направления динамической податливости с элементами упругой системы станка позволило выявить ответственные за нее узлы и детали (вертлюг бабки, его передняя и задняя опоры,

узел сопряжения поворотной части бабки с вертлюгом) и разработать рекомендации по выравниванию его динамических характеристик.

Положительный эффект выравнивания динамических характеристик подтверждается также выполненным расчетом на виброустойчивость, результаты которого приведены на рис. 1. Линиями 1 и 2 здесь показаны границы устойчивого (безвибрационного) торцового фрезерования в зависимости от ширины срезаемого слоя и частоты вращения инструмента. Как видно, за счет модернизации существенно увеличена предельная ширина среза в области чистовых режимов обработки (я > 350 мин"1), характерных для исследуемого станка.

30 18 tí 14 12 10 8 б 4 2

°100 120 1«J lfíl 180 201 220 2« 260 2S0 300 323 340 360 330 «0 420 440 «0 480 5С0

частота вращения фрезы, мин"1

Рис.1. Сравнительные характеристики виброустойчивости станка: 1 - исходный вариант; 2 - модернизированный вариант

Рассмотренный способ обеспечивает целенаправленную коррекцию детерминированных характеристик наиболее опасных форм колебаний и реализуется по следующим направлениям: минимизация амплитуд резонансных пиков на частотах собственных форм колебаний и выравнивания динамических подат-ливостей; равномерное распределение частот собственных форм колебаний по всему диапазону с целью исключения условий возникновения сильных динамических связей между ними. Результатом является улучшение динамического качества станка и расширение диапазона режимов устойчивого резания, обеспечивающего высокое качество обработки (по параметрам размерной и геометрической точности). Минимизация влияния детерминированной составляющей при формообразовании позволяет упростить реализацию мониторинга, однако, достаточной информации в этом случае получить невозможно, необходим анализ многотемповых стохастических процессов, определяющих микрогеометрию детали, что особенно актуально для многономенклатурного производства. Использование расчетов МКЭ для мониторинга станков в производственных условиях целесообразно лишь для интерпретации полученных результатов при существенных изменениях структуры регистрируемых информационных процессов (признаков).

На основе результатов системного анализа, приведенного в первой части гл.2, и представленного примера детерминированного моделирования можно сделать вывод, что реализация универсального мониторинга с улучшенными оценками качества формообразования в многономенклатурном производстве

ширина среза, мм

1

1

г!

N

/ V

/ \

V

) \ ! •ч

требует достаточно сложного подхода к созданию информационной системы с адаптивными свойствами и косвенной многоуровневой оценкой качества процессов в реальном времени с учетом стохастических процессов. В связи с отмеченными в работе системными свойствами, анализом априорного моделирования и обоснованной высокой информативностью оценки многотемповых колебаний предложена технология выделения информации по спектру вибросигналов процессов, сопровождающих резание, которая представлена в последующих главах. Технология мониторинга была апробирована на 11 станках токарной и шлифовальной групп при обработке различных материалов и сплавов, что показало универсальность его применения в многономенклатурном производстве.

Третья глава посвящена изучению возможностей мониторинга на основе имитационного моделирования динамических процессов в станках. В качестве объектов исследования приняты динамические системы токарных и шлифовальных станков. Исследована нелинейная модель динамической системы токарного станка. Проведены классификация нелинейных элементов и их группировка, показавшие, что в большинстве случаев они представляют собой результат наличия различных кинематических погрешностей в станке или процессов трения в его узлах и механизмах. Нелинейные элементы в основном имеют характеристику типа зазор или сухое трение. Идентификация линейных элементов при моделировании позволила представить их колебательными звеньями второго порядка, которые формируют вместе с нелинейными элементами регистрируемый при экспериментах стохастический многочастотный спектр колебаний на выходе динамической системы.

Для реализации процедуры моделирования процессов, протекающих в динамической системе, было выполнено исследование ее типового соединения: линейный элемент - нелинейный элемент. Результаты исследования позволили установить, что при прохождении сигнала через типовое соединение имеет место эффект перетекания его спектра из области низких в область высоких частот, причем степень этого перетекания в значительной мере определяется параметрами нелинейных элементов. Это позволило ввести в рассмотрение показатель эффективности стабилизации преобразующих свойств (коэффициент преобразования спектра St), представляющий собой отношение амплитуд колебаний динамической системы на резонансных частотах (Ampli) к суммарной амплитуде ее колебаний на остальных частотах спектра выходного сигнала (Amplf):

При этом, как показали результаты исследований, преобразующие свойства в направлении диссипации энергии колебаний тем выше, чем меньше значение показателя, т.е. чем более явно проявляется эффект перетекания энергии колебаний в область высоких частот анализируемого спектра. Это означает, что по результатам вычисления данного коэффициента можно реализовать следующую стратегию обеспечения стабилизации состояния динамической системы

Ampt

к

(2)

St -> min, (3)

Процедура моделирования процессов в динамической системе была осуществлена в три этапа. На первом этапе была получена передаточная функция динамической системы, разомкнутой в месте наиболее эффективного с практической точки зрения съема информации о ее преобразующих свойствах. На втором этапе было выполнено тестирование модели в линейном приближении, соответствующем традиционным представлениям динамики станков при различных значениях параметров линейных элементов. Результаты тестирования не отличаются от результатов, полученных ранее различными научными коллективами и авторами. Это позволило сделать вывод о корректности исходных допущений и ограничений, принятых при создании модели, и перейти к третьему этапу, связа нному с нелинейным моделированием динамики процесса точения, а также наиболее часто сопровождающих его процессов: вынужденных колебаний, на-ростообразования, износа режущего инструмента. Сопоставительный анализ результатов моделирования позволил установить следующее:

- преобразующие свойства динамической системы тем выше, чем более явно происходит перераспределение энергии колебаний при прохождении через нелинейные элементы. В связи с этим учет влияния нелинейных элементов практически позволяет осуществлять количественную оценку степени перестройки динамической системы станка под действием процесса резания, вызванной, в частности, вариациями параметров технологического режима (рис.2, а);

- процессу резания в условиях оптимальной перестройки соответствуют реализации колебательных процессов (а, следовательно, преобразующие свойства), которые на фазовой плоскости определяют устойчивое положение равновесия (тор) динамической системы. При этом качественный характер положения равновесия при малых изменениях параметров технологического режима сохраняется, т.е. оно остается притягивающим как в стационарном режиме, так и в условиях действия возмущений. Говоря иначе, эти возмущения не будут оказывать значимого влияния на траектории движений инструмента и заготовки в подвижной системе координат станка; тем самым, обеспечивается частичная инвариантность к ним;

- процессу резания в условиях изменения преобразующих свойств соответствует изменение (качественное или количественное) состояния динамической системы, означающее потерю устойчивости положения равновесия (рис.2, б). Если изменение носит эволюционный (количественный) характер, имеется возможность пересчета значений параметров технологического режима (частоты врашения и подачи) в направлении поиска их нового оптимального сочетания. При этом установлено, что зависимость состояния от частоты вращения сохраняет экстремальный характер, в то время как зависимость от подачи приобретает монотонный характер и стремится в область малых величин (теоретически - к нулю). Если же изменение вызвано скачкообразной потерей устойчивости положения равновесия (с установлением предельного цикла на фазовой плоскости), то по зволяет трактовать состояние как предельное, поскольку ему соответствуют низкочастотные автоколебания, не только ухудшающие параметры точности обработанных деталей, но и увеличивающие вероятность поломки, как режущего инструмента, так и станка в целом. В этом случае варьирование параметрами 12

технологического режима практически перестает быть эффективным методом стабилизации процесса резания, поскольку рост колебательной активности как зоны резания, так и, особенно, упругой подсистемы станка значительно превышает возможности се уменьшения по результатам оптимизации параметров. Единственно возможной становится перестройка параметров нелинейных элементов в процессе проведения на станке комплекса ремонтно-тфофилактических мероприятий;

Рис,2. Результаты моделирования процесса устойчивого (а) и неустойчивого (б) стационарного точения: 1-3 - соответственно, оптимальное, неоптимальное и промежуточное сочетания параметров технологического режима

- учет влияния нелинейных элементов позволяет количественно оценить не только состояние динамической системы, но и запас ее преобразующих свойств в условиях перестройки под действием процесса резания. При этом имеется возможность автоматизировать процедуру оценки, т.е. не просто вывести ее на новый качественный уровень, но и расширить возможности традиционной системы ЧПУ в направлении мониторинга как самих преобразующих свойств, так и их эволюции в процессе функционирования станка. Практически это и позволяет подойти к решению задачи мониторинга устойчивости процесса резания, если в соответствие закономерностям изменения коэффициента преобразования спектра (разно как и других интегральных показателей качества динамических процессов) поставить закономерности изменения параметров, характеризующих состояние основных элементов динамической системы и, прежде всего, состояние режущего инструмента.

Основной целью моделирования динамической системы шлифования является анализ взаимодействия формообразующих подсистем и поиск условий оптимальной динамической совместимости их при резании по критерию наибольшей устойчивости динамической системы, что повышает качество формообразования и упрощает задачу его мониторинга.

Реализация мониторинга с учетом динамической модели рассмотрена на примере процесса внутреннего шлифования как наиболее склонного к проявлению нестабильности резания. Это связано с тем, что система «инструмент - изделие» в условиях шлифования носит явный фрикционный характер, опреде-

а

б

ляюший повышенную склонность ее к неустойчивости и образованию детерминированной вибрации.

В двумерном варианте взаимодействие формообразующих подсистем при внутреннем шлифовании можно представить обобщенной моделью, приведенной на рис.3.

Движения в системе шлифования рассматриваются на основе взаимодействия при резании следующих парциальных систем: нормальной изгибной системы инструмента (X]), тангенциальной изгибно-крутильной системы инструмента (Х2), нормальной изгибной системы изделия (Х3), тангенциальной изгибно-крутальной системы изделия {Х4).

Связь между подсистемами осуществляется через зону резания посредством подъемной силы с(х2 +*„) и тангенциальной силы р(х, + х3), где сир - коэффициенты, соответственно, подъемной и тангенциальной сил; х, +х4 - скорость взаимного скольжения инструмента с изделием; х, +х3 — сближение контактирующих поверхностен. Параметры изгибно-крутильных подсистем инструмента и заготовки приведены к обобщенному поступательному виду в системе координат с центром в зоне резания.

Уравнения движения системы шлифования с учетом нелинейной характеристики возбуждения в зоне резания имеют вид:

где тьр.А, сэ! отражают соответственно эквивалентные параметры упругой системы станка, эквивалентные массы, жесткости и коэффициенты диссипативных сил с учетом динамических характеристик процесса резания; параметрами с, и рэ характеризуются условия контактирования инструмента с заготовкой на уровне микро-

Рис.З. Обобщенная динамическая модель процесса внутреннего шлифования

тЛ +са1х, +р„х1 +с,(1-р1х?)(х2 + ¿4) = 0; т2х2 + су2х2 + р,2х2 +рг{\~р2х])(х, +х3) = 0; т3х} + сэ3х3 +рз1х1+с,(1- ръ х* )(х2 +х,) = 0;

(4)

неровностей и уровень возбуждения в системе шлифования; - коэффициенты нелинейной связи подсистем.

С целью обеспечения качества и надежности динамического мониторинга выполнен анализ устойчивости системы шлифования. Для этого исследованы: устойчивость системы в положении равновесия; устойчивость движений, которые могут возникать в ней под действием различных возмущающих явлений как внешнего, так и внутреннего характера; стационарные автоколебательные режимы и их устойчивость.

На основе анализа устойчивости положений равновесия динамической системы шлифования и устойчивости возмущенных движений установлено, что:

- в зависимости от сочетаний параметров возбуждения при резании и параметров формообразующих подсистем система шлифования может находиться в устойчивом состоянии или переходить в состояние неустойчивости;

- в устойчивом состоянии системы, когда имеет место доминирование диссипативного фактора над возбуждающим, колебательный процесс в зоне резания может протекать в виде стохастических автоколебательных движений;

- динамическая система шлифования в неустойчивом состоянии способна образовывать детерминированные (автоколебательные) режимы на частотах, наиболее склонных к колебаниям подсистем.

На основе анализа устойчивости стационарных автоколебательных режимов асимптотическими методами получены аналитические выражения, связывающие показатели границ устойчивости системы шлифования с параметрами формообразующих подсистем. Например, условие устойчивости наиболее неблагоприятной формы автоколебательных движений в виде изгиба оправки с кругом имеет вид:

где и01 - парциальная частота изгибной подсистемы инструмента; о; - коэффициенты диссипации; р, — коэффициенты, отражающие соотношение между парциальными частотами подсистем инструмента и заготовки; ст, - коэффициенты, отражающие влияние параметров подсистемы заготовки на автоколебательные движения в подсистеме инструмента на частоте а1 (здесь динамические параметры системы представлены в безразмерном виде). Отметим, что левая часть выражения (5) отражает уровень возбуждения в зоне резания в соответствии с заданными технологическими условиями обработки (режим, характеристики круга и обрабатываемого материала, свойства СОЖ и т.д.). Наибольший же интерес представляет правая часть, величина которой формируется сочетанием динамических параметров подсистем инструмента и заготовки, по которой может быть проведена целенаправленная коррекция для получения новых качественных состояний в динамической системе шлифования за счет перераспределения связанностей между подсистемами инструмента и заготовки.

Кривые на рис.4 представляют собой границы устойчивости системы на частотах основных форм колебаний. Параметр р4/р3 характеризует связанность

между подсистемами. Как следует из приведенных графиков, путем изменения соотношения упруго-инерционных параметров подсистем, например, за счет их конструктивного совершенствования, представляется возможным перераспределять (раницы устойчивых движений в системе шлифования и осуществлять коррекцию ее динамического состояния.

0.20 -:-:-:---'-:-!-1—=,о

0.100 0.125 0.150 0.175 0.200 0.225 0.250 0.275 0.300 0.325 Д Е5Ш 025В 0.300 ШЗ 0.400 0.450 £Э30 Н550 Ш0 0655"

Рис.4. Влияние связанностей формообразующих подсистем на состояние устойчивости системы шлифования

В четвертой главе рассмотрены пути повышения эффективности мониторинга на основе оптимизации динамической настройки станка.

Под динамической настройкой понимается процесс создания в динамической :истеме определенных динамических свойств, при которых обеспечивается эффе1ггивная стабилизация процесса обработки. Проведенными исследованиями установлено, что нестабильность процесса обработки при шлифовании связана с появлением нестационарности колебаний на частоте изгиба оправки с кругом. На рис.5 представлена поверхность, отражающая влияние соотношения параметров между формообразующими подсистемами на границу устойчивости дина-

мичес кой системы шлифования на частоте указанной формы колебаний.

Ординаты поверхности отражают минимальный уровень возбуждения, необх одимый для образования устойчивых движений на частоте изгиба оправки с кругом. По форме поверхности видно, что за счет изменения соотношений параметров представляется возможным влиять на динамику процесса шлифования. Полученные результаты в совокупности с систематизированными данными по взаимосвязи динамических и качественных факторов обработки положены в основу разработки стратегии оптимальной динамической настройки. В качестве критериев, по которым целесообразно осуществлять коррекцию характеристик осноеных форм колебаний, определены качество обработки и скорости съема материала. В соответствии с первым критерием необходимо создание таких условий динамического взаимодействия формообразующих подсистем, при которых е наименьшей степени проявляется неблагоприятная форма колебаний в виде изгиба оправки с кругом. Вместе с тем, критерий скорости съема материала 16

требует обеспечить условия, при которых инициируется тангенциальная форма колебаний оправки с кругом на частоте, определяемой параметрами изгибно-крутильной подсистемы инструмента.

Применен обобщенный показатель качества динамической настройки, учитывающий влияние связанностей между формообразующими подсистемами на устойчивость динамической системы, критериев качества и скорости съема материала и динамической податливости подсистемы инструмента в направлении глубины резания:

Кт=^К„ (6)

где у'к - динамическая податливость нормальной подсистемы инструмента в направлении глубины шлифования на частоте вращения круга; К5 - обобщенный показатель связанности подсистемы инструмента с подсистемой изделия.

ад;

Рис.5. Влияние связанностей между подсистемами инструмента и изделия на границу устойчивости движений на частоте изгибной формы колебаний оправки с кругом

Динамическая податливость подсистемы инструмента может быть приближенно оценена выражением:

1 + сг,

1 + сг.

о2ю-й>1 ё2юк 1 + 0-4 I + ег.)

-У\ У 2 е0,

(7)

где ®к - круговая частота вращения абразивного круга; Шо,- - парциальные частоты подсистемы инструмента; 5,- - коэффициенты диссипации; у, - коэффициенты возбуждающих сил; с, - коэффициенты влияния параметров подсистем заготовки.

Показатель связанности Къ сформирован на основе выявления и учета наиболее значимых связей в динамической системе шлифования, схема которых приведена на рис.6. Здесь коэффициентами Щ обозначены связанности между подсистемами: Кзи - межподсистемные прямые связи; Кгъ - межподсис-гемные перекрестные связи; К2ь ^чз - межподсистемные внутренние связи; К5Ь Лез - межпарциальные связи.

Рис.б. Схема наиболее значимых связей в динамической системе шлифования

Общий коэффициент связанностей изгибной подсистемы инструмента с другими подсистемами динамической системы шлифования с учетом оптимальности связей в зоне обработки получен в виде:

X — ' -^23 •*„ ' Х-41 'Кп ^ч

Таким образом, состояние динамической настройки системы шлифования можно оценить коэффициентом динамической настройки АГлш, минимальное значение которого соответствует оптимальному варианту настройки. При этом повышается качество формообразования за счет минимизации детерминированной составляющей колебательного процесса. В нелинейной системе это может привести к выравниванию спектра колебаний и упрощению задач формирования мониторинга.

Выполнены теоретические исследования по оптимизации настройки токарных станков на основе поиска параметров технологического режима, стабилизирующих их состояние, в направлении раскрытия основных закономерностей взаимосвязи состояния с колебательными процессами, протекающими в динамической системе при резании (аналопгчно и для других станков). За основную исходную предпосылку исследований было принято положение о том, что если состояние в процессе резания изменяется, то колебания будут адекватно отображать это изменение, даже если входные воздействия на динамическую систему

останутся без изменений. Это позволило с позиций теории катастроф рассмотреть бифуркационные модели взаимосвязи состояния и колебаний и установить, что изменения состояния вызываются смещениями или бифуркациями областей их притяжения при вариациях параметров режима и вызывают плавные или скачкообразные (катастрофы) изменения количества энергии, идущей на поддержание колебательного процесса. Данное положение напрямую связано со структурной устойчивостью динамической системы, т.е. ее способностью противодействовать возмущениям без резко выраженных последствий поведения в переходном или установившемся режимах. В связи с этим исследование процессов, протекающих в динамической системе при резании, было продолжено в направлении решения задачи анализа ее структурной устойчивости на основе теории знаковых графов. Отличительная особенность знакового графа состоит в том, что каждой его дуге приписан знак плюс или минус, указывающий на характер связи (положительный или отрицательный) между вершинами, которые она соединяет. Это означает, что циклы такого графа представляют собой контуры обратной связи; при этом циклы, характеризующие усиление тенденции к отклонению от какого-либо состояния в какой-либо вершине, соответствуют контурам положительной, а характеризующие подавление этой тенденции - контурам отрицательной обратной связи.

В основу критерия структурной устойчивости было положено представление о характеристических значениях графа, вычисляемых через собственные числа матрицы взаимосвязи между его вершинами. Необходимым и достаточным условием устойчивости является нахождение чисел внутри единичного круга, поскольку выход за его границы означает доминирование на графе тенденции к усилению распространяющегося по нему возмущения (т.е. контуров положительной обратной связи).

На рис.7 представлен знаковый граф, формализующий взаимосвязь процессов, протекающих в динамической системе станка при резании. Оптимизация динамического состояния, отображенная на графе вершиной 8, на первом этапе анализа не рассматривалась.

Решение характеристических уравнений матрицы взаимосвязи вершин исходного графа позволило установить, что максимальное по модулю собственное число имеет значение больше единицы, отражая эффект структурной неустойчивости динамической системы. В связи с этим был проведен поиск местоположения вершины 8 в структуре графа, позволяющего изменить топологию процессов распространения возмущений. Полученные результаты на принципиальном уровне сводятся к тому, что изменить топологию можно только на основе создания контура подавления тенденции к усилению распространяющегося по графу возмущения. Однако непосредственное воздействие этим контуром на силу резания или трения в направлении их стабилизации положительного результата получить не позволило. Положительный эффект был достигнут при воздействии оптимизацией на вершину «Процесс резания» по схеме компенсации возмущений от упругодемпфирующих взаимодействий (рис.7). При этом, если компенсация была частичной (с сохранением связи между вершинами «Процесс резания» и «Колебания»), то модуль максимального собственного числа матрицы

взаимосвязи вершин равнялся единице, что означает нахождение динамической системы на границе устойчивости. Если же компенсация была полной (с разрывом связи между вершинами «Процесс резания» и «Колебания»), то модуль максимального собственного числа матрицы взаимосвязи имел значение меньше единицы, что означает устойчивость динамической системы и, как следствие, снижение вероятности возникновения значимых изменений состояния, вызванных реакцией на действие возмущений ее упругой подсистемы. С точки зрения практики, это означает стабилизацию не только точности обработки, но и состояния режущего инструмента, т.е. повышение не только параметрической, но и эксплуатационной надежности станка в целом.

С целью раскрытия механизма получения данного результата были проанализированы топологии ситуаций, связанных с возникновением вынужденных колебаний и износом режущего инструмента. Результаты анализа показали, что оптимизация динамического состояния является составной частью механизма адаптации динамической системы станка к действию возмущений в направлении частичной или полной компенсации смещений траекторий движения заготовки и инструмента, заданных при настройке в неподвижной системе координат станка.

По результатам выполненных исследований разработана схема (рис.8) и сформулированы принципы оптимизации динамической настройки станков.

В приведенной схеме колебательный процесс является фактором, связывающим показатели качества обработки со свойствами динамической системы станка. Поскольку колебательный процесс является отражением реакции упругой подсистемы на возмущение процесса обработки, его составляющие несут информацию о формах колебаний формообразующих подсистем станка. В свою оче-

Рис.7. Граф взаимосвязи процессов, протекающих в динамической системе станка при резании

редь, каждая форма колебаний увязывается с определенными элементами формообразующих подсистем станка, вследствие чего может быть соответствующим образом откорректирована. В этой связи оптимальная динамическая настройка по обоснованным оценкам (2) и (6) может рассматриваться в качестве мощного инструмента повышения эффективности мониторинга динамических взаимодействий формообразующих подсистем при резании за счет создания в рабочем диапазоне робастной области.

Динамическая настройка

формообразующих групп станка

( Параметры зоны обработки

Упругая система обрабатывающей группы_

Свойства динамической системы станка в области зоны обработки

Упругая система обрабатываемой группы

Сопровождающий обработку колебательный процесс

Процесс формирования качественных свойств объекта обработки_

Рис.8. Схема оптимизации динамической настройки станка

В пятой главе представлены результаты экспериментальных исследований по мониторингу, выполненных на универсальном станке 1А616 и автоматическом станке ТПК-125ВН2 при обработке деталей из латуни JI63, титанового сплава ВТ-5, сталей 45 и 12Х18Н10Т резцами из сплавов ВК8 и Т15К6 и на внутришлифовальном станке ЗМ227ВФ2 при обработке колец подшипников из стали ШХ-15 кругом из абразивного материала 24А20М37КА в лаборатории кафедры КиМО СГТУ.

Исследования по мониторингу токарных станков проводились в направлении оценки структурной устойчивости по результатам статистической проверки гипотез о принадлежности реализаций колебательных процессов при фиксированном сочетании параметров технологического режима одной генеральной совокупности.

Сравнительный анализ показал, что работе станков на оптимальных параметрах технологического режима соответствуют однородные реализации колебаний упругих подсистем, при работе же на неоптимальных сочетаниях имеют место проявления структурной неустойчивости, свидетельствующие о более интенсивном протекании процессов, приводящих к износу инструмента. В содержательном смысле это означает увеличение работы системы управления по стабилизации динамического состояния станков и делает возможным ее использование в качестве критерия оптимизации параметров технологического режима. При этом в ТАУ существует предложенный A.A. Красовским математический аналог этого критерия, имеющий вид функционала:

Iя Ч/'н Y 1 т Ч/' " /, Pj'itX *=> dxk)

dt, (9)

1рет;ш и четвертый члены которого в данном случае характеризуют, соответственно, работу управлений, в том числе связанных с оптимизацией и устранением последствий отказов, и работу сигналов управления приводами в процессе формообразования, а первый и второй с учетом результатов анализа структурной устойчивости являются оценкой точности приведения станка в устойчивое состояние по результатам управления. При этом, чем меньше значение оценки, тем выше точность, тем, следовательно, устойчивее состояние, т.е.

I -> min. (10)

Для вычисления оценки предложен подход, основанный на представлении информации о колебаниях, зарегистрированных в течение времени tp, смешанной дискретной моделью авторегрессии со скользящим средним и последующим вычислением по ней интеграла функции Грина

J=\at)\dt,

(11)

который является ее (оценки) статистическим аналогом.

Интеграл (11) вычисляется в реальном времени; условие (10), так же как и условие (3), может быть принято в качестве стратегии поиска оптимального сочетания параметров технологического режима, реализуемой в соответствии с принципом обратной связи (рис.9).

С целью подтверждения достоверности этих результатов были обработа-• ны данные о колебаниях, полученные при точении заготовок на принятых частотах до предельного износа инструмента. Линией 2 на рис.9 для каждой частоты представлен ее вклад в этот износ. Результаты однозначно совпадают со значениями интеграла (11) по принципу min - min, т.е. оптимальные частоты действительно обеспечивают минимальный износ, создавая наилучшие условия для взаимодействия инструмента с обрабатываемой деталью. Практически это позволяет гарантировать максимальную стойкость инструмента и, как следствие, повышение производительности обработки за счет сокращения вспомогательного времени, связанного с его переточками или заменой.

1/ 1 /

710 800

Частота вращения, мин'

Рис.9. Пример результатов оптимизации частоты вращения детали на станке 1А616 при обработке заготовок из стали 45 резцрм из сплава Т15К6: 1 - значение интеграла (11), 2 - вклад частоты в предельный суммарный износ резца

Исследования по мониторингу шлифования были выполнены в направлении проверки положения о том, что подсистема заготовки при внутреннем шлифовании, не являясь активным источником колебаний, может оказывать существенное влияние на динамику доминирующей подсистемы инструмента посредством связей, формируемых процессом резания. С этой целью внутришлифоваль-ный станок модели ЗМ227ВФ2 был оснащен специальным устройством, позволяющим в широком диапазоне изменять крутильную жесткость обрабатываемой заготовки, влияя тем самым на механизм динамического взаимодействия инструмента с заготовкой и на динамику резания и, как следствие - на качество обработанных поверхностей.

На рис.10 приведены результаты спектральной обработки вибросигналов инструмента и изделия, записанных при шлифовании внутренних отверстий подшипниковых колец диаметром 32 мм. В виде кривых представлено изменение среднего уровня вибросигнала в диапазоне частот 2,8.. .3,7 кГц, в котором на исследуемом станке проявляется неустойчивость резания. На рис.10, а отражено изменение амплитуды колебаний инструмента в нормальном направлении по отношению к поверхности обработки, а на рис.10, б приведена аналогичная зависимость колебаний заготовки в тангенциальном направлении. Горизонтальная ось отражает изменение варианта динамической настройки. Жесткость упругих элементов, посредством которых обрабатываемые подшипниковые кольца устанавливались в приспособление, уменьшается от варианта 1 к варианту 5. Кривые 1 отражают уровень колебаний в начале обработки, кривые 2 - в середине, а кривые 3 соответствуют заключительной стадии шлифования колец.

0.5 0.4 0.3

0.2

0.1

а б

Рис.10. Средний уровень вибросигнала в частотной полосе 2,8...3,7 кГц в подсистеме инструмента (а) и в подсистеме изделия (б): 1 - в начале обработки; 2 - в середине обработки; 3 - в конце обработки

Из графиков, описывающих колебательный процесс на заключительной стадии обработки, следует, что при третьем варианте динамической настройки имеет место уменьшенная интенсивность колебаний, и он отражает в соответствии с выполненными ранее теоретическими исследованиями оптимальную область динамического взаимодействия подсистемы инструмента с подсистемой

•заготовки. Изменение динамической настройки, достигаемое увеличением или уменьшением крутильной жесткости обрабатываемых колец от указанного варианта, приводит к повышению интенсивности колебаний как в подсистеме инструмента, так и в подсистеме заготовки.

На рис. 11 приведены результаты обработки данных по измерению параметра шероховатости Яа обработанных поверхностей. В виде кривой 1 показана полученная статистическая зависимость Ка от варианта динамической настройки системы шлифования. Штриховой линией 2 обозначен статистический уровень шероховатости поверхностей, полученный по штатному варианту обработки. Следует отметить достаточно сильную корреляцию (коэффициент корреляции 0,92) между изменением уровня колебаний в полосе частот 2,8..3,7 кГц на заключительной стадии обработки (кривая 3 на рис.10, а) с уровнем микронеровностей обработанных поверхностей (кривая 1 на рис.11).

Е-а. мхм

0.6----

0.5

0.4

0.3

0.2

Рис.11. Влияние динамического взаимодействия формообразующих подсистем на уровень микронеровностей шлифованной поверхности

Таким образом, экспериментальные исследования мониторинга шлифования подтвердили наличие оптимальной области динамического взаимодействия формообразующих подсистем, в которой проявляется эффект положительного влияния динамических связей в зоне резания на демпфирующие свойства наиболее склонной к колебаниям подсистемы инструмента. Перевод динамической системы шлифования в указанную область способствует снижению интенсивности колебаний и повышению качества обработки.

В шестой главе представлены результаты практической реализации мониторинга технологического оборудования, выполненной в ЗАО «Саратовский авиационный завод» при обработке заготовок из стали ЗОХГСА и титанового сплава ОТ4 резцами из сплавов Т15К6 и ВК8 на автоматическом токарном станке 16А20ФЗ, в ЗАО «Тантал - ЕОС Normalien» при обработке заготовок из стали

1 /

2У

1 2 3 4 5

вариант динамической настройки

20Х резцами из сплава Т15К6 на автоматических токарных станках 16Б16Т1 ив ОАО СПЗ на внутришлифовальном станке ЗШ4Е при выполнения операции окончательного одновременного шлифования дорожек качения наружных колец подшипников из стали 111X15,

Результаты реализации мониторинга на токарных станках подтвердили достоверность положений третьей главы работы (рис.2) о возможности нахождения по результатам мониторинга оптимального сочетания параметров технологического режима, на котором динамическая система наилучшим образом противодействует возмущениям при резании (рис.12). Сопоставительный анализ результатов показал, что оптимизация вызывает такую перестройку динамической системы станка, в результате которой параметры входящих в ее состав нелинейных элементов также становятся близкими к оптимальным. Это и обеспечивает наиболее эффективную диссипацию энергии колебаний; процесс резания при этом становится максимально устойчивым, а значения параметров качества обработанных на станке деталей - наилучшими из всех возможных их значений.

Рис.12. Поверхности отклика коэффициента преобразования спектра (50 и шероховатости (Яа) на вариации параметров технологического режима при обработке заготовок из стали 30ХГСА

Результаты реализации позволили также установить, что при точении на оптимальном технологическом режиме диссипативные свойства динамической системы (а, следовательно, ее состояние) изменяются незначимо с течением времени. Развитие износа инструмента (рис.13) приводит к одновременному росту энергии колебаний, как в упругой подсистеме (кривая В), так и в зоне резания (кривая А). В случае же поломки инструмента имеет место перераспределение энергии колебаний между упругой подсистемой (кривая С) и зоной резания (кривая Б) в направлении концентрации ее в последней. Выполненный корреляционный анализ показал, что в первом случае между колебаниями упругой подсистемы и зоны резания имеется тесная прямо пропорциональная, а во втором случае - тесная, но обратно пропорциональная зависимость. Практически

это позволяет использовать полученные результаты для алгоритмизации процедуры оперативной (на основе вычисления коэффициента корреляции р) идентификации состояния динамической системы по данным мониторинга:

р >0,7 - износ инструмента;

р<-4,1& рост Й в зоне резания - поломка инструмента; (12)

р <-0,7& рост Л в упругой подсистеме - поломка станка.

о.е.

Рис.13. Графическая интерпретация условий идентификации износа (А, В) и поломки (С, О) режущего инструмента

В целом же по результатам реализации можно сделать вывод о том, что устойчивое резание возможно только в том случае, если энергия колебаний динамической системы станка равномерно распределена по ее спектру. В противном случае создаются условия для возникновения низко- или высокочастотных автоколебаний за счет концентрации энергии в соответствующей области спектра. При этом степень концентрации становится количественной мерой изменения состояния динамической системы и, как следствие, ухудшения параметров качества деталей как на микро-^ероховатостъ), так и, особенно, на макро- (отклонение от круглости, волнистость) уровне. Достоверность данного положения была подтверждена статистической проверкой гипотез о распределении энергии между основными частотами спектра колебаний упругой подсистемы станка и их гармониками в пределах спектра колебаний всей динамической системы, оцениваемом по коэффициенту преобразования спектра. Результаты проверки показали, что устойчивому резанию соответствует нормальное распределение энергии между гармониками, означающее минимальные вариации относительно ее среднего значения. В случае возникновения автоколебаний имеет место деформация (право- или левосторонняя) кривой плотности нормального распределения и, как следствие, рост вариации за счет уменьшения диссипативного эффекта в той ее части, которая связана с работой нелинейных элементов. Практически это позволило определить условия стабилизации преобразующих свойств по ре-

зультатам настройки станка на основе вычисления коэффициента вариации (V), являющегося ее (вариации) количественным эквивалентом:

V <0,33 - диссипация колебаний;

V > 0,33 - поддержка колебаний. (13)

Результаты реализации мониторинга процесса шлифования показали, что с развитием износа круга преобразующие свойства динамической системы также уменьшаются, что практически идентично отражается как на состоянии станка, так и на параметрах точности обработанных колец, прежде всего шероховатости их поверхности, причем оба процесса протекают гораздо интенсивнее, чем, например, при токарной обработке. Это связано с тем, что при шлифовании гораздо чаще, чем при точении, имеют место автоколебательные процессы, приводящие к скачкообразным (мгновенным) изменениям состояния динамической системы; доминирующую роль в их возбуждении и поддержании играют собственные колебания подсистемы инструмента. В связи с этим для более эффективного обеспечения заданной точности обработки деталей настройку станка целесообразно осуществлять по данным мониторинга собственных колебаний инструмента и заготовки в направлении нормали к обрабатываемой поверхности с целью минимизации их амплитуд за счегг изменения упругих, инерционных или диссипативных характеристик взаимодействующих между собой подсистем инструмента и заготовки.

Стратегия динамической настройки базируется на разработке оптимальной схемы взаимодействия формообразующих подсистем при резании с учетом влияния основных динамических связей, приведенных на рис.14.

сх2

Тангенциальная подсистема инструмента

Нормальная подсистема изделия

, СХ2 .

Нормальная подсистема инструмента

Тангенциальная подсистема изделия

СХ|

Рис.14. Схема взаимодействия формообразующих подсистем шлифования

Между подсистемами действуют направленные связи, имеющие в своей основе природу трения-скольжения. Они реализуются в виде подъемной силы с(х2 + х4), имеющей скоростную связь с относительным движением инструмента и изделия, и тангенциальной силыр(х, + х3), имеющей упругую связь по нормальному сближению поверхностей инструмента и заготовки. В обычных условиях формообразующая подсистема инструмента обладает повышенной склонностью к возбуждению колебаний (является доминирующей), что приводит к образованию движений в форме изгиба оправки с кругом на частоте, определяемой параметрами нормальной подсистемы инструмента. Указанная форма коле-

27

баний является неблагоприятной, поскольку оказывает существенное отрицательное влияние на качество процесса обработки.

Формообразующая подсистема заготовки, не являясь активным источником колебаний, в свою очередь, раскачивается под действием направленных связей рх} и сх2, оказывая тем самым определенное влияние на основной колебательный процесс в подсистеме инструмента. Причем указанное влияние в зависимости от соотношений параметров подсистем заготовки и инструмента может проявляться как в виде отрицательного фактора, снижающего демпфирующие свойства инструмента на основной частоте, так и в виде положительного фактора, повышая демпфирование системы.

Задачей динамической настройки является максимально возможное подавление формы колебаний, связанной с изгибом оправки с кругом. Она решается на основе коррекции динамических свойств системы шлифования в сторону увеличения ее демпфирующей способности на частоте изгиба оправки с кругом. Это достигается на основе изменения связанностей подсистем инструмента и заготовки по следующей схеме:

- минимизация связанности нормальных подсистем инструмента и заготовки;

- коррекция связанности нормальной подсистемы инструмента с тангенциальной подсистемой заготовки до уровня отношения их частот 0,75...0,85, при котором между ними возникает сильное динамическое взаимодействие, и фаза динамической связи сх4 в модели (4), возбуждаемая процессом резания, выполняет роль эффективного демпфирующего фактора по отношению к изгибной подсистеме инструмента; чем больше интенсивность колебаний в подсистеме заготовки, тем эффективнее демпфирующая роль динамической связи.

Указанное направление коррекции динамических свойств осуществляется по критерию качества шлифованной поверхности. Вместе с тем критерий скорости съема материала требует дополнительной коррекции динамических свойств в сторону перераспределения амплитуд колебаний на верхней частоте инструмента в пользу тангенциальных смещений. Это достигается за счет уменьшения связанности нормальной и тангенциальной подсистем инструмента.

Практическая реализация любого из рассмотренных вариантов настройки приводит к тому, что мониторинг состояния в процессе работы станка можно вести в направлении слежения только за изменениями амплитуд вынужденных колебаний, не зависящих от параметров упругой подсистемы.

В седьмой главе представлены материалы по дальнейшему развитию технологии мониторинга качества механической обработки деталей на основе использования нейросетевых моделей для выявления неявных зависимостей между параметрами качества и динамическими характеристиками станков. Это связано с тем, что результаты исследований, выполненных в предыдущих главах, показали, что спектры сигналов об их колебаниях обладают свойством общности, но структура колебаний нестационарна во времени и отличается в кавдом случае. Использовать эти отличия для наблюдения за качеством деталей непосредственно в процессе их обработки существующими методами не представляется возможным ввиду того, что зависимости между параметрами качества и характери-28

стеками вибросигналов не имеют явно выраженных количественных закономерностей. В связи с этим обоснован и разработан метод мониторинга параметров качества деталей, базирующийся на использовании искусственной нейронной сети встречного распространения. Данная сеть включает в себя два алгоритма функционирования: самоорганизующуюся карту Кохонена и звезду Гроссберга и позволяет идентифицировать показатели качества по спектру возникающего при резании вибросигнала. Проведена оценка эффективности идентификации и определены направления ее дальнейшего повышения на основе оптимизации архитектуры и совершенствования алгоритма обучения сети.

Создано алгоритмическое и программное обеспечение метода и выполнена его экспериментальная апробация при чистовой обработке деталей на токарных и шлифовальных станках. При этом установлено, что применение метода позволяет оценивать не только параметры качества обработки, но и динамическое состояние станка. Показано, что дальнейшее совершенствование метода, в частности, в направлении его аппаратной реализации и интеграции в систему управления станка позволит осуществлять мониторинг параметров качества деталей в реальном времени.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

Основным результатом данной диссертационной работы является решение важной научной проблемы, имеющей существенное хозяйственное значение и заключающейся в обосновании и реализации динамического мониторинга слож-• ного технологического оборудования в многономенклатурном автоматизированном производстве на основе методов и принципов технической кибернетики и машиноведения. Результаты проведенных исследований направлены на повышение качества формообразования за счет внедрения разработанного методического и информационного обеспечения и позволяют сделать следующие основные выводы:

1. Современные-металлорежущие станки являются сложными техническими системами, динамическое состояние которых в процессе функционирования в условиях автоматизированного многономенклатурного производства подвержено непрерывным изменениям, которые при решении практических задач либо вообще не учитываются, либо учитываются интуитивно. В связи с этим учет состояния на основе мониторинга процессов, протекающих в динамической системе станка при резании, является следующим естественным этапом совершенствования взглядов на проблему повышения эффективности использования станков в реальных производственных условиях. ^

2. Системный анализ показал, что реализация эффективного мониторинга для оценки качества формообразования в многономенклатурном производстве требует создания информационной системы с адаптивными возможностями и косвенной многоуровневой оценкой качества процессов. Предложена технология выделения информации на основе свойств процессов, сопровождающих резание. Обоснованы структура мониторинга, модели, критерии и правила принятия решений.

3. Наибольшей информативностью о состоянии обладают колебательные процессы, поскольку являются отражением способности динамической системы станка воспринимать в процессе резания внешние и внутренние возмущения с сохранением целостности ее структуры. С топологической точки зрения эту способность характеризует траектория (плавная или скачкообразная) движения динамической системы в пространстве состояний, с физической - устойчивость, а с практической - оптимальная настройка и оперативная оптимизация параметров технологического режима по данным о колебаниях, зафиксированных в динамической системе в виде временных рядов динамики.

4. Моделирование может успешно использоваться в качестве основного инструмента обоснования динамического мониторинга станков, поскольку позволяет:

- раскрыть механизм обеспечения устойчивого функционирования и разработать математический аппарат для его количественного анализа;

- определить основные направления повышения эффективности мониторинга на основе оценки и прогнозирования динамического состояния при работе станков в области оптимальных значений параметров.

Практически это позволяет создавать условия, при которых потенциальные возможности станка проявляются наиболее полно.

5. Задача математического анализа данных о колебаниях при мониторинге наиболее продуктивно решается на основе вычисления интегральных показателей качества динамического состояния станка (коэффициент преобразования спектра, интеграл функции Грина, коэффициент динамической настройки); поиск условий, при которых эти показатели имеют минимальные значения, позволяет устойчиво адаптироваться к допредельным изменениям состояния на основе подавления негативных процессов, протекающих в динамической системе станка при резании.

6. Мониторинг состояния динамической системы служит основой повышения эффективности использования не только оборудования, которое уже существует и эксплуатируется на предприятиях различных отраслей промышленности, но и вновь создаваемых станков на основе разработки мероприятий по целенаправленной коррекции динамического взаимодействия связанных процессом резания формообразующих подсистем. Последнее позволит существенно повысить показатели общей надежности станков, обеспечиваемой и поддерживаемой на низшем уровне управления ими в рамках традиционных задач ЧПУ. При этом быстрота и гибкость алгоритмов мониторинга позволяют принимать управляющие решения и осуществлять их отработку в режиме прямого управления станками.

7. Если изменение состояния носит эволюционный характер (например, в случае износа режущего инструмента), поддержать заданную точность обработки деталей (в целом по всем ее показателям) по данным мониторинга можно на основе пересчета значений параметров технологического режима в направлении поиска их нового оптимального сочетания. Если же состояние изменяется скачкообразно (например, при возбуждении автоколебаний или поломке режущего инструмента), то более продуктивной становится перестройка параметров нелинейных элементов

как в зоне резания, так и, особенно, в упругой подсистеме станка по данным мониторинга, полученным в процессе его динамической настройки.

8. Дальнейшее развитие технологии мониторинга целесообразно вести в направлении использования нейросетевых моделей и алгоритмов для выявления неявных зависимостей между динамическим состоянием станков и параметрами качества изготавливаемых на них деталей. Интеграция этих алгоритмов в систему управления станка позволит осуществлять мониторинг параметров качества деталей в реальном времени.

Основное содержание работы изложено в следующих публикациях (в том числе 9 - в изданиях, включенных в перечень периодических изданий ВАК РФ, а ■ также 2 монографиях):

Монографии

1. Бровкова М.Б. Интеллектуализация автоматизированного машиностроительного производства / М.Б. Бровкова. - Саратов: СГТУ, 2004. - 76 с.

2. Бровкова М.Б. Оптимальная настройка сложного технологического оборудования / М.Б. Бровкова. - Саратов: СГТУ, 2005. - 111 с.

Статьи в журналах, включенных в перечень периодических изданий ВАК РФ

3. Бровкова М.Б. Оптимизация процесса резания с учетом динамического состояния оборудования / Г.Г. Иноземцев, В.В. Мартынов, М.Б. Бровкова // СТИН. -1997. -№12. - С.9-13.

4. Бровкова М.Б. Надежность механической обработки деталей на металлорежущих станках / Б.М. Бржозовский, В.В.Мартынов, М.Б. Бровкова // Информатика - Машиностроение. - 1998. - №3. - С.38-43.

5. Бровкова М.Б. Обеспечение точности чистовой токарной обработки на основе учета динамического состояния оборудования / Б.М. Бржозовский, В.В. Мартынов, М.Б. Бровкова, А.Н. Карпов // Новые промышленные технологии: произв.-техн. журнал. - М.: Minatom, 1999. - Вып.3(290). - С.20-25.

6. Бровкова М.Б. Гармонический анализ в исследовании процессов формообразования и измерения прецизионных деталей / Б.М. Бржозовский, О.В. Захаров, М.Б. Бровкова // Вестник Саратовского государственного технического университета. - 2004. - №1. - С. 45-52.

7. Бровкова М.Б. Стабилизация динамического состояния станка как основа решения задач повышения точности механической обработки деталей / Б.М. Бржозовский, В.В. Мартынов, И.Н. Янкин, М.Б. Бровкова// Вестник Саратовского государственного технического университета. -2006. - № 3. - Вып. 1. - С. 61 -69.

8. Бровкова М.Б. Обеспечение точности обработки партии заготовок при бесцентровой абразивной обработке на основе статистического моделирования Монте-Карло / О.В. Захаров, Б.М. Бржозовский, М.Б. Бровкова, В.В. Горшков, А.Ф. Бадаев // Вестник Саратовского государственного технического университета. -2006. -№ 4. -Вып. 1. - С. 12-17.

9. Бровкова М.Б. Оценка динамического состояния технологического оборудования и его улучшения на основе выравнивания характеристик по собственным формам колебаний / М.Б. Бровкова // Вестник Саратовского государственного технического университета. - 2006. - № 4. - Вып. 2. - С. 22-29.

10. Бровкова М.Б. Обеспечение качества обработки шлифованием на основе синтеза оптимальных динамических свойств станка / Б.М. Бржозовский, И.Н. Янкин, М.Б. Бровкова // Известия Волгоградского государственного технического университета: межвуз. сб. науч. ст. №4(19) / ВолГТУ. - Волгоград, 2006. - С. 20-23.

,11. Бровкова М.Б. Моделирование динамического процесса как основа управления состояния станка / В.В. Мартынов, И.Н. Янкин, М.Б. Бровкова // Известия вузов. Поволжский регион - Серия «Технические науки». - Пенза, 2006. — № 6. - С. 133-145.

Статьи в других изданиях

12. Бржозовская М.Б.(Бровкова) Оценивание свойств технологических процессов с использованием канонической корреляции / М.Б. Бржозовская // Прогрессивные направления развития технологии машиностроения: межвуз. науч. сб. - Саратов: СГТУ, 1993,-С.112-113.

13. Бржозовская М.Б. Многомерный статистический анализ процесса резания / М.Б. Бржозовская // Исследования станков и инструментов для обработки сложных и точных поверхностей: межвуз. науч. сб. - Саратов: СГТУ, 1994. - С.111-117.

14. Бржозовская М.Б. Оптимизация процесса резания в реальном времени / М.Б. Бржозовская // Исследования станков и инструментов для обработки сложных и точных поверхностей: межвуз. науч. сб. - Саратов: СГТУ, 1996. - С.35-39.

15. Бржозовская М.Б. Оптимизация резания в реальном времени / М.Б. Бржозовская,

' В.В. Мартынов // Технологическое обеспечение автоматизированных произ-

водств: межяунар. науч.-техн. сб. - Барнаул: АлтГТУ, 1996. - С.75-79.

16. Бровкова М.Б. Оптимизация резания в реальном времени / М.Б. Бровкова // Исследования станков и инструментов для обработки сложных и точных поверхностей: межвуз. науч. сб. - Саратов: СГТУ, 1997. - С.31-32.

17. Бржозовская М.Б. Оптимизация процесса резания на металлорежущих станках / Б.М. Бржозовский, В.В. Мартынов, М.Б. Бржозовская // Технология и автоматизация производственных процессов в машиностроении: сб. уч. тр. ПГТУ. Сер. Машиностроение. - Пенза: Изд-во ПГТУ, 1997. - Вьш.2. - С.67-71.

18. Бровкова М.Б. Особенности идентификации состояния станочных модулей в реальном времени/ С.А. Бровков, М.Б. Бровкова И Исследования станков и инструментов для обработки сложных и точных поверхностей: межвуз. науч. сб. -Саратов: СГТУ, 1998. - С.8-15.

19. Бровкова М.Б. Оптимизация процесса резания на металлорежущих станках/ Б.М. Бржозовский, В.В.Мартынов, М.Б. Бровкова // Технология и автоматизация производственных процессов в машиностроении: сб. ученых трудов ун-та. Сер. Машиностроение. - Пенза: ПГУ, 1999. - Вьш.2. - С.55-58.

20. Бровкова М.Б. Оптимизация процесса резания в реальном времени / В.В.Мартьшов, М.Б. Бровкова // Технологическое обеспечение автоматизированных производств: междунар. межвуз. сб. науч. статей. Барнаул: АлтГТУ им. И.И.Ползунова, 1999. - С. 17-20.

21. Бровкова М.Б. Оптимизация в металлообработке / С.А. Бровков, М.Б. Бровкова // Исследования станков и инструментов для обработки сложных и точных поверхностей: межвуз. науч. сб. - Саратов: СГТУ, 2000. - С.42-51.

22. Бровкова М.Б. Применение сети встречного распространения для идентификации случайных процессов / М.Б. Бровкова, A.C. Пристенский // Исследования станков и инструментов для обработки сложных и точных поверхностей: межвуз. науч. сб. - Саратов: СГТУ, 2002. - С. 15-18.

23. Бровкова М.Б. Автоматизированная система оценки качества формообразования при металлообработке / М.Б. Бровкова // Автоматизация и управление в маши-но- и приборостроении: межвуз. науч. сб. - Саратов: СГТУ, 2003. - С.24-27.

,24. Бровкова М.Б. Интеллектуальные системы управления технологическим оборудованием машиностроительного производства / М.Б. Бровкова //Высокие

технологии - путь к прогрессу: сб. науч. тр. - Саратов: Научная книга, 2003. -С. 246-249.

25. Бровкова М.Б. Применение нейросети к мониторингу качества процесса шлифования / В.В. Мартынов, М.Б. Бровкова, А.Н. Ворыпаев // Исследования станков и инструментов для обработки сложных и точных поверхностей: межвуз. науч. сб.-Саратов: СГТУ, 2003. - С.181-184.

26. Бровкова М.Б. К вопросу оценивания качества и определения оптимальной настройки технологического объекта в реальном времени / Б.М. Бржозовский, М.Б. Бровкова // Исследования станков и инструментов для обработки сложных и точных поверхностей: межвуз. науч. сб.-Саратов: СГТУ, 2003. - С. 131-137.

27. Бровкова М.Б. Принципы оптимальной динамической настройки станка по критерию качества обработки / Б.М. Бржозовский, И.Н. Янкин, М.Б. Бровкова // Исследования станков и инструментов для обработки сложных и точных поверхностей: межвуз. науч. сб. - Саратов: СГТУ, 2006. - С.4-8.

28. Бровкова М.Б. Анализ причин нестабильности выходных показателей обработки деталей шлифованием / И.Н. Янкин, М.Б. Бровкова, В.П. Ушаков // Исследования станков и инструментов для обработки сложных и точных поверхностей: межвуз. науч. сб. - Саратов: СГТУ, 2006. - С.138-142.

29. Бржозовская М.Б. Комплекс математического и программного обеспечения оптимизации резания в реальном времени / Г.Г. Иноземцев, В.В. Мартынов, М.Б. Бржозовская // Конструкторско-технологическая информатика - КТИ-96: труды 3-го Междунар. конгр. - М.: МГТУ «Станкин», 1996. - С.67-68.

30. Бржозовская М.Б. Обеспечение качества формообразования при резании в многономенклатурном автоматизированном производстве / М.Б. Бржозовская // 22-е Гагаринские чтения: тез. докл. Всерос. молодежи, науч. конф. - М.: МГАТУ,

1996.-4.2.-С.96-97.

31. Бровкова М.Б. Информационное обеспечение управления нестационарными техническими системами / М.Б. Бровкова // Точность автоматизированных производств (ТАП-97): сб. статей Междунар. науч.- техн. конф. - Пенза: ПГТУ,

1997.-С.12.

32. Бровкова М.Б. Оптимизация резания с учетом состояния оборудования / В.В. Мартынов, М.Б. Бровкова // Проблемы и перспективы прецизионной механики и управления в машиностроении: материалы Междунар. конф. — Саратов: Изд-во СГУ, 1997. -С.205-206.

33. Бровкова М.Б. Оптимизация качества функционирования станочного оборудования в реальном времени/ Б.М. Бржозовский, В.В.Мартынов, М.Б. Бровкова // материалы Y Междунар. науч.-техн. конф. по динамике технологических систем. - Ростов н/Д, 1997. - С.72-74.

34. Бровкова М.Б. Обеспечение надежности технологических процессов механической обработки деталей на металлорежущих станках / Б.М. Бржозовский, В.В. Мартынов, М.Б. Бровкова // Системные проблемы надежности, математического моделирования и информационных технологий: материалы Междунар. науч.-техн. конф. и Рос. шк. молодых уч. и спец. Ч. 1. - М.: НИИ «Автоэлектроника»,

1998. - С.81-84.

35. Бровкова М.Б. Обеспечение точности токарной обработки на основе учета динамического состояния оборудования в реальном времени/ Б.М. Бржозовский, В.В.Мартынов, М.Б. Бровкова // Точность технологических и транспортных систем (ТиТС-98): сб. статей Междунар. науч.-техн. конф. 4.1. - Пенза: ПДНТП, 1998.-С.102-105.

Бровкова М.Б. Нечеткие множества в системах искусственного интеллекта / М.Б. Бровкова // Региональные особенности развития машино- и приборостроения, проблемы и опыт подготовки кадров: сб. трудов-Всерос. науч.-метод. конф. с междунар. участием. - Саратов: СГТУ, 2000. - С.191-192. Бровкова М.Б. Проблемы оптимальной настройки гибких станочных модулей в реальном времени/ С.А. Бровков, М.Б. Бровкова // Надежность и качество: труды Междунар. симпозиума. - Пенза: Изд-во Пенз. гос. ун-та, 2001.- С.359-361. Бровкова М.Б. Определение параметров качества деталей при механообработке в реальном времени / М.Б. Бровкова // Актуальные проблемы конструкторско-технологического обеспечения машиностроительного производства: материалы Междунар. конф. - Волгоград, 2003. - С. 8-10.

Бровкова М.Б. Роль связей между формообразующими механическими системами станка в обеспечении качества обрабатывающих процессов / Б.М. Бржозов-ский, И.Н. Янкин, М.Б. Бровкова // Фундаментальные и прикладные вопросы механики: сб. докладов Междунар. науч.-техн. конф. - Хабаровск: ХГТУ, 2003. -Т.2.-С. 172-178.

Бровкова М.Б. Определение параметров качества изделий при механообработке в реальном времени на основе нейросетевых алгоритмов / Б.М. Бржозовский, В.В. Мартынов, М.Б. Бровкова, А.Н. Ворыпаев // Нёлинейная динамика и прикладная синергетика: материалы Междунар. конф. - Комсомольск-на-Амуре, 2003.-С.62-65.

Бровкова М.Б. Наладка бесцентровых шлифовальных станков на основе статистического моделирования / Б.М. Бржозовский, О.В. Захаров, М.Б. Бровкова // Процессы абразивной обработки, абразивные инструменты и материалы: сб. статей Междунар. науч.-техн. конф. - Волжский: ВолгГАСУ, 2006. - С. 115-119. Бровкова М.Б. Оптимизация настройки сложного технологического оборудования / Б.М. Бржозовский, В.В. Мартынов, Д.В. Грачев, М.Б. Бровкова // Вестник Курганского университета. - Серия «Технические науки». - Вып.2. - 4.1. - Курган, 2006. №3. С. 61-69.

БРОВКОВА Марина Борисовна

ОБОСНОВАНИЕ И РЕАЛИЗАЦИЯ ДИНАМИЧЕСКОГО МОНИТОРИНГА СЛОЖНОГО ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ В МНОГОНОМЕНКЛАТУРНОМ АВТОМАТИЗИРОВАННОМ ПРОИЗВОДСТВЕ

Автореферат Корректор ОА. Панина

Подписано в печать 09.01.07 Формат 60x84 1/16

Бум. тип. Усл. печ.л. 1.86(2,0) Уч.-изд.л. 2,0

Тираж 100 экз. Заказ 3 Бесплатно

Саратовский государственный технический университет 410054, Саратов, Политехническая ул., 77

Отпечатано в РИЦ СГТУ. 410054, Саратов, Политехническая ул., 77

ВВЕДЕНИЕ.

1. АНАЛИЗ ДИНАМИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ.

В ТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМАХ.

1.1. Оценивание динамических процессов в технических системах.

1.2. Оценки и оптимизация в металлообработке.

1.3. Настройка автоматизированного металлорежущего. оборудования на оптимальные режимы резания.

1.4. Идентификация станков и комплексов.

1.5. Выводы. я 2. СИСТЕМНЫЙ АНАЛИЗ ПРОБЛЕМЫ.

2.1. Предпосылки формирования мониторинга. " I jj. 2.2. Анализ системных свойств управляемых технологических. объектов; концептуальные основы построения динамического. мониторинга. 2.3. Априорное моделирование динамических процессов в станках Л методом конечных элементов; анализ возможности использования для мониторинга.

2.4. Выводы.

3. МОДЕЛИРОВАНИЕ ДИНАМИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ.

В СТАНКАХ С УЧЕТОМ НЕЛИНЕЙНЫХ СВЯЗЕЙ.

НА ПРИМЕРЕ ТОЧЕНИЯ И ШЛИФОВАНИЯ).

3.1. Модель динамической системы токарного станка.

3.1.1. Структурно-функциональный анализ динамической системы.

3.1.2. Идентификация типовых звеньев модели.

3.1.3. Типовое соединение динамической системы.

3.2. Моделирование процессов, протекающих в динамической. системе при точении.

3.2.1. Результаты моделирования в линейном приближении.

3.2.2. Результаты нелинейного моделирования. 3.3. Сопоставительный анализ результатов.

3.4. Обобщенная динамическая модель процесса внутреннего. шлифования.

3.4.1. Уравнения движения динамической системы шлифования. ¡3.4.2. Исследование устойчивости динамической системы. шлифования.

3.4.2.1. Устойчивость равновесного положения динамической системы

3.4.2.2. Устойчивость движений динамической системы шлифования по первому приближению.

3.5. Исследование автоколебательных режимов асимптотическими. методами.

3.5.1. Стационарные автоколебательные режимы.

3.5.2. Критерии устойчивости стационарных режимов.

3.5.3. Критерии выделения доминирующей подсистемы.

3.5.4. Расчет границ устойчивости стационарных режимов.

3.6. Выводы.

4. ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ МОНИТОРИНГА.

НА ОСНОВЕ ОПТИМИЗАЦИИ ДИНАМИЧЕСКОЙ.

НАСТРОЙКИ СТАНКА.

4.1. Принципы разработки оптимальной динамической настройки

4.2. Критерии оценки и показатели качества динамической настройки (на примере шлифования).

4.2.1. Классификация динамических связей в формообразующих. подсистемах станка.

4.2.2. Оценка свойств колебательного процесса.

4.2.3. Оценка качества динамической настройки.

4.3. Исследование динамического взаимодействия. формообразующих подсистем.

4.4. Исследование динамики шлифования в условиях доминирования подсистемы инструмента.

4.4.1. Связь устойчивости автоколебаний с параметрами подсистемы инструмента.

4.4.2. Распределение амплитуд автоколебаний на частотах нижнего. и верхнего предельных циклов.

4.4.3. Влияние параметров привода инструмента на динамику. шлифования.

4.4.4. Исследование влияния коррекции параметров крутильной. подсистемы инструмента.

4.5. Бифуркационные модели взаимосвязи состояния. и колебательных процессов в динамической системе станка. на примере токарной обработки).

4.6. Топологический анализ оптимизации настройки.

4.7. Этапы реализации оптимальной динамической настройки.

4.8. Выводы.

5. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ.

ПО МОНИТОРИНГУ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО. ОБОРУДОВАНИЯ.

•5.1. Исследования по мониторингу процессов в токарных станках

5.1.1. Результаты мониторинга структурной устойчивости. динамической системы станков.

5.1.2. Результаты мониторинга процесса оптимизации частоты. вращения шпинделя.

5.1.3. Исследования по мониторингу структурной устойчивости станков.

5.2. Исследования по мониторингу процессов в шлифовальных. станках.

5.2.1. Методика проведения исследований.

5.2.2. Результаты исследований.

5.3. Выводы.

6. РЕАЛИЗАЦИЯ МОНИТОРИНГА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО.

ОБОРУДОВАНИЯ.

6.1. Станки токарной группы.

6.2. Шлифовальные станки.

6.3. Выводы.

7. ДАЛЬНЕЙШЕЕ РАЗВИТИЕ ТЕХНОЛОГИИ МОНИТОРИНГА.

НА ОСНОВЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ НЕЙРОСЕТЕВЫХ МОДЕЛЕЙ.

7.1. Научное обоснование принципов выделения информации. о качестве технологических процессов с использованием.

Ъ искусственных нейронных сетей (ИНС).

7.2. Разработка метода мониторинга параметров качества. деталей на основе ИНС встречного распространения. у 7.2.1. Входной слой. 7.2.2. Слой Кохонена.

7.2.3. Слой Гроссберга.

7.2.4. Обучение нейросети.

7.3. Модификация ИНС.

7.4. Разработка программно-математического обеспечения метода.

7.5. Экспериментальная проверка метода на станках токарных. и шлифовальных станках.

7.6. Результаты идентификации параметров качества. токарной обработки.

7.7. Результаты идентификации параметров качества шлифования.

7.8. Выводы.

Современное автоматизированное станочное оборудование является технически сложной системой по следующим причинам. Рабочие процессы при формообразовании обеспечиваются совокупностью преобразований энергий, различных по физической природе. Управляемые перемещения многомассовых функциональных блоков характеризуются сложной кинематикой. Траектория перемещений рабочих органов станка изменяется в соответствии с реализуемыми операциями гибкой технологии. В многономенклатурном автоматизированном производстве этот фактор особенно значим, так как множество технологических операций производится на одном и том же оборудовании с применением различных инструментов. В связи с этим изменяются структурно-параметрические характеристики связей, функциональных блоков, реализующих на каждой операции технологический процесс, и интервальные условия взаимодействия различных инструментов с деталью. Воздействия неконтролируемых возмущений приводит к квазистационному / режиму резания в пределах каждого интервала. Рабочие процессы обеспечиваются многосвязной системой управления. В эту систему входят элементы с существенно нелинейными характеристиками, параметры которых изменяются в широких пределах из-за отмеченных выше управляющих и возмущающих воздействиях на объект. Динамические свойства технологической системы, разомкнутой в режиме холостого хода и замкнутой при резании, не идентичны и зависят от управляемой силы резания и возмущающих факторов.

Все это не дает возможность применения традиционных методов теории автоматического управления для оценки качества формообразования и технического состояния функциональных блоков. Необходимы новые адаптивные подходы для оценивания динамического состояния сложного технологического оборудования в реальном времени, которые должны быть сфор-I мированы с учетом отмеченных выше свойств управляемого объекта.

В данной работе представлено обоснование динамического мониторинга качества формообразования сложного технологического оборудования по косвенным доступным для «наблюдения» процессам и его реализация как по прямому назначению, так и для оптимальной настройки оборудования, гибкого обслуживания по состоянию и для анализа возможностей модернизации станков с учетом реальных динамических характеристик. Для обеспечения универсальности мониторинга исследования проводились для токарных, шлифовальных и фрезерных станков. В производственных условиях произведен мониторинг качества формообразующего динамического состояния для 11 станков различного технологического назначения.

Результаты представленной научно-исследовательской работы получены при выполнении проекта 201.04.01.122 научно-технической программы Министерства образования РФ «Научные исследования высшей школы по приоритетным направлениям науки и техники», госбюджетных работ ГО-УВПО «Саратовский государственный технический университет», по договорам о творческом и хозяйственном сотрудничестве с промышленными предприятиями.

Методы и средства исследования. Теоретические исследования выполнены с использованием соответствующих разделов теорий управления, колебаний, вероятностей и математической статистики, основных положений динамики станков, технологии машиностроения, а также математического моделирования на ЭВМ. Для определения возможности универсального подхода и общности при формировании мониторинга исследования выполнены ^на оборудовании различного технологического назначения (токарном, фрезерном и шлифовальном). Экспериментальные исследования проводились на действующем технологическом оборудовании в лабораторных и реальных * производственных условиях по оригинальным методикам с обработкой полученных результатов на ЭВМ.

Научная новизна работы состоит из следующих наиболее крупных результатов:

1. Найдено решение научной проблемы «Обоснование и реализация динамического мониторинга сложного технологического оборудования в многономенклатурном автоматизированном производстве», основанное на законах и принципах технической кибернетики и машиноведения.

2. В условиях многономенклатурного автоматизированного производства по результатам системного анализа металлорежущих станков показаны необходимость и пути повышения их наблюдаемости в пространстве состояний на основе формирования динамического мониторинга качества процессов, обеспечивающих или сопутствующих формообразованию деталей.

I 3. Исследованы динамические модели функционирования токарных, шлифовальных и фрезерных станков при наличии возмущений, позволившие определить общие закономерности для формирования их мониторинга в процессе эксплуатации.

4. Создана перспективная информационная технология с адаптивными свойствами и обоснованы критерии оценки качества при мониторинге. Предложена технология косвенной многоуровневой оценки качества процессов, сопровождающих резание, по вибросигналам о колебаниях, регистрируемых в динамической системе станка в виде временных рядов динамики.

5. Разработаны и реализованы принципы оптимальной динамической настройки, которые заключаются в формировании оптимальных динамических свойств станка на основе анализа динамического взаимодействия подсистем инструмента и заготовки, связанных процессом резания, и оптимизации параметров технологического режима, и позволяют адаптироваться к допредельным изменениям состояния станка, в различных аспектах, интерпретируя одну и ту же входную информацию.

6. Разработана методика формирования оптимальных динамических свойств станка, базирующаяся на коррекции параметров подсистем инструмента и заготовки, что позволяет эффективно подавлять негативные процессы, протекающие в динамической системе станка при резании.

7. Показано, что дальнейшее развитие технологии мониторинга целесообразно вести в направлении использования искусственных нейронных сетей для выявления неявных зависимостей между динамическим состоянием станков и параметрами качества изготавливаемых на них деталей. Практически это позволит вести мониторинг параметров качества деталей в реальном времени, но при условии решения вопросов оптимизации архитектуры ней

I росети и совершенствования алгоритма ее обучения, поскольку зависимости между параметрами качества деталей и характеристиками вибросигналов о колебаниях не имеют явно выраженных количественных закономерностей. Системы искусственного интеллекта реализованы для токарных и шлифовальных станков.

В соответствии с изложенным на защиту выносятся следующие основные положения работы, определяющие решение проблемы обоснования и реализации динамического мониторинга сложного технологического оборудования в многономенклатурном автоматизированном производстве:

1. Результаты системного анализа проблемы, заключающиеся в обосновании численного интегративного оценивания сложных взаимодействующих между собой динамических процессов в металлорежущих станках при наличии нестационарных связей и нелинейных элементов с переменными характеристиками.

2. Нелинейные модели и результаты моделирования и анализа динамических процессов в токарных и шлифовальных станках. 3. Технология мониторинга состояния станков по интегральным показателям качества сопровождающих резание колебательных процессов.

4. Принципы, критерии, методика и результаты анализа процессов оптимизации динамической настройки станка и параметров технологического режима обработки.

5. Результаты экспериментальных исследований, производственных испытаний и реализации мониторинга на станках различного технологического назначения.

6. Метод мониторинга качества деталей в реальном времени на основе использования искусственных нейронных сетей для выявления неявных зависимостей между характеристиками вибросигналов о колебаниях станков при резании и параметрами качества изготавливаемых на них деталей.

7.6. Выводы

1. Многочисленные экспериментальные исследования процессов механической обработки деталей на металлорежущих станках показывают, что спектры сигналов об их колебаниях обладают свойством общности, но структура колебаний нестационарна во времени и отличается в каждом случае. Использовать эти отличия для мониторинга качества деталей непосредственно в процессе их обработки существующими методами не представляется возможным ввиду того, что зависимости между параметрами качества и характеристиками вибросигналов, не имеют явно выраженных количественных закономерностей.

2. Обоснована возможность применения нейросети встречного распространения, включающая в себя два алгоритма функционирования: самоорганизующуюся карту Кохонена и звезду Гроссберга, для автоматизированной идентификации показателей качества по спектру возникающего при резании вибросигнала. Проведена оценка эффективности идентификации и определены направления ее дальнейшего повышения на основе оптимизации архитектуры сети и совершенствования алгоритма ее обучения. Создано алгоритмическое и программное обеспечение для автоматизированных систем мониторинга, позволяющее прогнозировать параметры качества обрабатываемой поверхности в режиме реального времени. По предварительным экспериментальным оценкам это позволить в 1,5 раза повысить точность обработки и сократить брак до уровня чисто случайных событий, не связанных с закономерностями изменения состояния станка или процесса резания.

В связи с изложенным основной научный результат главы состоит в том, что дальнейшее развитие технологии мониторинга целесообразно вести в направлении использования нейросетевых моделей и алгоритмов для выявления неявных зависимостей между динамическим состоянием станков и параметрами качества изготавливаемых на них деталей. Интеграция этих алгоритмов в систему управления станка позволит осуществлять мониторинг параметров качества деталей в реальном времени.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

По материалам исследований, выполненных по проблеме обоснования и реализации динамического мониторинга сложного технологического оборудования в многономенклатурном автоматизированном производстве, формулируются следующие основные выводы.

1. Современные металлорежущие станки являются сложными техническими системами, динамическое состояние которых в процессе функционирования в условиях автоматизированного многономенклатурного производства подвержено непрерывным изменениям, которые при решении практических задач либо вообще не учитываются, либо учитываются интуитивно. В связи с этим учет состояния на основе мониторинга процессов, протекающих в динамической системе станка при резании, является следующим естественным этапом совершенствования взглядов на проблему повышения эффективности использования станков в реальных производственных условиях.

2. Системный анализ показал, что реализация эффективного мониторинга для оценки качества формообразования в многономенклатурном производстве требует создания информационной системы с адаптивными возможностями и косвенной многоуровневой оценкой качества процессов. Предложена технология выделения информации на основе свойств процессов, сопровождающих резание. Обоснованы структура мониторинга, модели, критерии и правила принятия решений.

3. Наибольшей информативностью о состоянии обладают колебательные процессы, поскольку являются отражением способности динамической системы станка воспринимать в процессе резания внешние и внутренние возмущения с сохранением целостности ее структуры. С топологической точки зрения эту способность характеризует траектория (плавная или скачкообразная) движения динамической системы в пространстве состояний с физической - устойчивость, а с практической - оптимальная настройка и оперативная оптимизация параметров технологического режима по данным о колебаниях, зафиксированных в динамической системе в виде временных рядов динамики.

4. Моделирование может успешно использоваться в качестве основного инструмента обоснования динамического мониторинга станков, поскольку позволяет:

- раскрыть механизм обеспечения устойчивого функционирования и разработать математический аппарат для его количественного анализа;

- определить основные направления повышения эффективности мониторинга на основе оценки и прогнозирования динамического состояния при работе станков в области оптимальных значений параметров.

Практически это позволяет создавать условия, при которых потенциальные возможности станка проявляются наиболее полно.

5. Задача математического анализа данных о колебаниях при мониторинге наиболее продуктивно решается на основе вычисления интегральных показателей качества динамического состояния станка (коэффициент преобразования спектра, интеграл функции Грина, коэффициент динамической настройки); поиск условий, при которых эти показатели имеют минимальные значения, позволяет устойчиво адаптироваться к допредельным изменениям состояния на основе подавления негативных процессов, протекающих в динамической системе станка при резании.

6. Мониторинг состояния динамической системы служит основой повышения эффективности использования не только оборудования, которое уже существует и эксплуатируется на предприятиях различных отраслей промышленности, но и вновь создаваемых станков на основе разработки мероприятий по целенаправленной коррекции динамического взаимодействия связанных процессом резания формообразующих подсистем. Последнее позволит существенно повысить показатели общей надежности станков, обеспечиваемой и поддерживаемой на низшем уровне управления ими в рамках традиционных задач ЧПУ. При этом быстрота и гибкость алгоритмов мониторинга позволяют принимать управляющие решения и осуществляя их отработку в режиме прямого управления станками.

7. Если изменение состояния носит эволюционный характер (например, в случае износа режущего инструмента), поддержать заданную точность обработки деталей (в целом по всем ее показателям) по данным мониторинга можно на основе пересчета значений параметров технологического режима в направлении поиска их нового оптимального сочетания. Если же состояние изменяется скачкообразно (например, при возбуждении автоколебаний или поломке режущего инструмента), то более продуктивной становится перестройка параметров нелинейных элементов как в зоне резания, так и, особенно, в упругой подсистеме станка по данным мониторинга, полученным в процессе его динамической настройки.

8. Дальнейшее развитие технологии мониторинга целесообразно вести в направлении использования нейросетевых моделей и алгоритмов для выявления неявных зависимостей между динамическим состоянием станков и параметрами качества изготавливаемых на них деталей. Интеграция этих алгоритмов в систему управления станка позволит осуществлять мониторинг параметров качества деталей в реальном времени.

1. A.c. СССР № 831532, кл.В 23 Q 15/00, 1979. Способ оптимизации процесса резания / А.И. Обабков // Б.И. 1979, № 10.

2. Аваков A.A. Физические основы теории стойкости режущих инструментов / A.A. Аваков. М.: Машиностроение, 1960. - 220 с.

3. Авакян В.А. Вибрационная диагностика станков / В.А. Авакян, К.С. Бабаян, В.Ш.Хачатрян // Станки и инструмент. 1982. - №8. - С. 16-18.

4. Аверченков В.И. САПР технологических процессов, приспособлений и режущих инструментов: учеб. пособие для вузов / В.И.Аверченков, И.А.Каштальян, А.П.Пархутик. Мн.: Высшая школа, 1993. - 288 с.

5. Автоматизация систем управления / В.Я. Ротач, В.Ф. Кузищин, A.C. Клюев и др.; под ред. В.Я. Ротач. М.: Энергоатомиздат, 1984. - 272 с.

6. Автоматизация технологии изготовления газотурбинных авиационных двигателей. Часть первая / В.Ф. Безъязычный, В.Н. Крылов, В.А. Полетаев и др.; Под ред. В.Ф. Безъязычного и В.Н. Крылова. М.: Машиностроение, 2005. -560 с.

7. Автоматизированное проектирование систем автоматического управления/ Я.Я. Алексанкин, А.Э. Бржозовский, В.А. Жданов и др.; под ред. В.В. Солодовникова. М.: Машиностроение, 1990. - 332с.

8. Адаптивное управление станками / под ред. Б.С.Балакшина. М.: Машиностроение, 1973. - 688 с.

9. Алексеев О.Г. Комплексное применение методов дискретной оптимизации / О.Г. Алексеев. М.: Наука, 1987. - 248 с.

10. Анализ и оптимальный синтез на ЭВМ систем управления / под ред. А.А.Воронова, И.А.Орурка. М.: Наука, 1984. - 344с.

11. П.Андерсон Б. Устойчивость адаптивных систем: пер. с англ./ Б.Андерсон, Р. Битмид, К. Джонсон и др. М.: Мир, 1989. - 263 с.

12. Андреев В.Н. Опыт оптимизации режимов механической обработки резанием / В.Н. Андреев, Р.Я. Каплан, Б.С. Хрусталев, Б.А. Ерыгин. Л.: ЛДНТП, 1982.-20 с.

13. Андронов A.A. Динамические системы на плоскости/ A.A. Андронов. -М.Наука, 1961.-326 с.

14. Арнольд В.И. Теория катастроф / В.И. Арнольд М.: Изд-во МГУ, 1983. -80 с.

15. Аугустайтис В.В. Применение аналитических вычислений на ЭВМ для расчета нелинейных колебаний станков. / В.В. Аугустайтис, М.А. Кубилене, Г.П. Кульветис // Динамика станочных систем ГАП: Материалы всесоюз. конф., Тольятти, 1988.-С. 100-101.с

16. Афанасьев В.Н. Математическая теория конструирования систем управления: учеб. пособие для втузов / В.Н. Афанасьев, В.Б. Колмановский, В.Р. Носов. М.: Высшая школа, 1989. - 447 с.

17. Бабаков И.М. Теория колебаний / И.М. Бабаков. М.: Наука, 1968 - 559 с.

18. Базров Б.М. Расчет точности машин на ЭВМ / Б.М. Базров. М.: Машиностроение, 1984. - 256 с.

19. Базров Б.М. Технологические основы проектирования самонастраивающихся станков /Б.М. Базров. М.: Машиностроение, 1978. -216 с.

20. Базров Б.М. Устранение автоколебаний при токарной обработке с помощью самоприспособляющихся систем управления / Б.М. Базров, В.И. Горюшкин // Станки и инструмент. 1977. - №4. - С.3-6.

21. Балабанов А.Н. Краткий справочник технолога машиностроителя / А.Н. Балабанов М.: Изд-во Стандартов, 1992. - 461 с.

22. Баранов Г.Г. Курс теории механизмов и машин / Г.Г. Баранов,- М.: Машиностроение, 1975. 496с.

23. Бард Й. Нелинейное оценивание параметров: пер. с англ. / И. Бард М.: Статистика, 1979. - 349 с.

24. Башков В.М. Испытания режущего инструмента на стойкость / В.М. Башков, П.Г. Кацев М.: Машиностроение, 1985. - 136с.

25. Бидерман В.Л. Теория механических колебаний / В.Л. Бидерман. М.: Высшая школа, 1980.- 408 с.

26. Бобров В.Ф. Оптимизация режима резания при точении / В.Ф. Бобров, Э.С. Спиридонов // Станки и инструмент. 1980. - №10. - С.22-23.

27. Бобров В.Ф. Основы теории резания металлов / В.Ф. Бобров:- М.: Машиностроение, 1975.-341 с.

28. Богомолов Н.И. О работе трения в абразивных процессах/ Н.И. Богомолов // Труды ВНИИАШ. Л.: Машиностроение, 1965. -№\. - С. 72-79.

29. Бржозовская М.Б. Многомерный статистический анализ процесса резания / М.Б. Бржозовская // Исследования станков и инструментов для обработкисложных и точных поверхностей: межвуз. науч. сб. Саратов: СГТУ, 1994. -С. 111-117.

30. Бржозовская М.Б. Обеспечение качества формообразования при резании в многономенклатурном автоматизированном производстве / М.Б. Бржозовская // 22-е Гагаринские чтения: тез. докл. Всерос. молодежи, науч. конф. М.: МГАТУ, 1996. - 4.2. - С.96-97.

31. Бржозовская М.Б. Оперативная оптимизация чистовой токарной обработки на основе учета динамического состояния оборудования: дис. .к.т.н./М.Б. Бржозовская. Саратов: СГТУ, 1998. - 150 с.

32. Бржозовская М.Б. Оптимизация процесса резания в реальном времени / М.Б. Бржозовская // Исследования станков и инструментов для обработки сложных и точных поверхностей: межвуз. науч. сб. Саратов: СГТУ, 1996. -С.35-39.

33. Бржозовская М.Б. Оптимизация резания в реальном времени / М.Б. Бржозовская, В.В. Мартынов // Технологическое обеспечение автоматизированных производств: междунар. науч.-техн. сб. Барнаул: АлтГТУ, 1996.-С.75-79.

34. Бржозовская М.Б. Оценивание свойств технологических процессов с использованием канонической корреляции / М.Б. Бржозовская // Прогрессивные направления развития технологии машиностроения: межвуз. науч. сб. Саратов: СГТУ, 1993. - С.112-113.

35. Бржозовский Б.М. Модель параметрической надежности прецизионного токарного модуля / Б.М. Бржозовский, В.В. Бондарев, В.В. Мартынов // Известия вузов. Машиностроение. 1993. - №2. - С.96-101.

36. Бржозовский Б.М. Обеспечение инвариантности сложных технологических систем / Б.М. Бржозовский, В.В. Мартынов. Саратов: СГТУ, 2002. - 108 с.

37. Бржозовский Б.М. Обеспечение надежности определения режимов лезвийной обработки для автоматизированного станочного оборудования / Б.М. Бржозовский, A.JI. Плотников. Саратов: СГТУ, 2001. - 88 с.

38. Бржозовский Б.М. Обеспечение функциональной устойчивости станочных модулей в автоматизированном производстве: дис. . д.т.н./ Б.М. Бржозовский. Саратов: Сарат. гос. техн. ун-т, 1994. - 32 с.

39. Бржозовский Б.М. Оперативное диагностирование приводов гибких производственных модулей / Б.М. Бржозовский, В.В. Мартынов, A.A. Игнатьев // Станки и инструмент. 1986. - №6. - С.3-4.

40. Бржозовский Б.М. Повышение качества процесса внутреннего шлифования за счет обеспечения оптимальных динамических условий обработки / Б.М. Бржозовский, И.Н. Янкин // Автоматизация и современные технологии. 2003. -Ж\.- С.33-34.

41. Бржозовский Б.М. Повышение эксплуатационной надежности токарных ГПМ / Б.М.Бржозовский, В.В.Мартынов, А.А.Игнатьев, В.А.Добряков // Станки и инструмент. 1992. - №7. - С.8-12.

42. Бржозовский Б.М. Точность и надежность автоматизированных прецизионных металлорежущих станков. 4.1 / Б.М.Бржозовский, В.А.Добряков, А.А.Игнатьев, В.В.Мартынов. Саратов: Сарат. гос. техн. унт, 1992.-160 с.

43. Бржозовский Б.М. Точность и надежность автоматизированных прецизионных металлорежущих станков. 4.2 / Б.М.Бржозовский, В.А.Добряков, А.А.Игнатьев, В.В.Мартынов. Саратов: Сарат. гос. техн. унт, 1994.- 156 с.

44. Бржозовский Б.М. Управление технологической надежностью прецизионных модулей ГПС / Б.М. Бржозовский. Саратов: Изд-во Сарат. гос. ун-та, 1989. - 108 с.

45. Бровкова М.Б. Автоматизированная система оценки качества формообразования при металлообработке / М.Б. Бровкова // Автоматизация и управление в машино- и приборостроении: межвуз. науч. сб. Саратов: СГТУ, 2003. - С.24-27.

46. Бровкова М.Б. Анализ причин нестабильности выходных показателей обработки деталей шлифованием / И.Н. Янкин, М.Б. Бровкова, В.П. Ушаков

47. Исследования станков и инструментов для обработки сложных и точных поверхностей: межвуз. науч. сб. Саратов: СГТУ, 2006. - С.138-142.

48. Бровкова М.Б. Гармонический анализ в исследовании процессов формообразования и измерения прецизионных деталей / Б.М. Бржозовский, О.В. Захаров, М.Б. Бровкова // Вестник Саратовского государственного технического университета. 2004. - №1. - С. 45-52.

49. Бровкова М.Б. Интеллектуализация автоматизированного машиностроительного производства / М.Б. Бровкова. Саратов: СГТУ, 2004. -76 с.

50. Бровкова М.Б. Интеллектуализация контроля и управления в автоматизированном производстве : учебное пособие (с грифом УМО)/ М.Б. Бровкова. Саратов: Сарат. гос. техн. ун-т, 2005. 82 с.

51. Бровкова М.Б. Интеллектуальные системы управления технологическим оборудованием машиностроительного производства / М.Б. Бровкова //Высокие технологии путь к прогрессу: сб. науч. тр. - Саратов: Научная книга, 2003.-С. 246-249.

52. Бровкова М.Б. Информационное обеспечение управления нестационарными техническими системами / М.Б. Бровкова // Точность автоматизированных производств (ТАП-97): сб. статей Междунар. науч.-техн. конф. Пенза: ПГТУ, 1997. - С. 12.

53. Бровкова М.Б. Моделирование динамического процесса как основа управления состояния станка / В.В. Мартынов, И.Н. Янкин, М.Б. Бровкова // Известия вузов. Поволжский регион Серия «Технические науки». - Пенза, 2006.-№6.-С. 133-145.

54. Бровкова М.Б. Надежность механической обработки деталей на металлорежущих станках / Б.М. Бржозовский, В.В.Мартынов, М.Б. Бровкова // Информатика Машиностроение. - 1998. - №3. - С.38-43.

55. Бровкова М.Б. Оптимальная настройка сложного технологического оборудования / М.Б. Бровкова. Саратов: СГТУ, 2005. - 111 с.

56. Бровкова М.Б. Оптимизация в металлообработке / С.А. Бровков, М.Б. Бровкова // Исследования станков и инструментов для обработки сложных и точных поверхностей: межвуз. науч. сб. Саратов: СГТУ, 2000. - С.42-51.

57. Бровкова М.Б. Оптимизация качества функционирования станочного оборудования в реальном времени/ Б.М. Бржозовский, В.В.Мартынов, М.Б. Бровкова // материалы Y Междунар. науч.-техн. конф. по динамике технологических систем. Ростов н/Д, 1997. - С.72-74.

58. Бровкова М.Б. Оптимизация настройки сложного технологического оборудования / Б.М. Бржозовский, В.В. Мартынов, Д.В. Грачев, М.Б. Бровкова // Вестник Курганского университета. Серия «Технические науки». -Вып.2. - 4.1. - Курган, 2006. № 3. С. 61-69.

59. Бровкова М.Б. Оптимизация процесса резания в реальном времени / В.В.Мартынов, М.Б. Бровкова // Технологическое обеспечение автоматизированных производств: междунар. межвуз. сб. науч. статей. Барнаул: АлтГТУ им. И.И.Ползунова, 1999. С. 17-20.

60. Бровкова М.Б. Оптимизация процесса резания с учетом динамического состояния оборудования / Г.Г. Иноземцев, В.В. Мартынов, М.Б. Бровкова // СТИН. 1997. - №12. - С.9-13.

61. Бровкова М.Б. Оптимизация резания в реальном времени / М.Б. Бровкова // Исследования станков и инструментов для обработки сложных и точных поверхностей: межвуз. науч. сб. Саратов: СГТУ, 1997. - С.31-32.

62. Бровкова М.Б. Оптимизация резания с учетом состояния оборудования / В.В. Мартынов, М.Б. Бровкова // Проблемы и перспективы прецизионной механики и управления в машиностроении: материалы Междунар. конф. -Саратов: Изд-во СГУ, 1997. С.205-206.

63. Бровкова М.Б. Особенности идентификации состояния станочных модулей в реальном времени/ С.А. Бровков, М.Б. Бровкова // Исследования станков и инструментов для обработки сложных и точных поверхностей: межвуз. науч. сб. Саратов: СГТУ, 1998. - С.8-15.

64. Бровкова М.Б. Проблемы оптимальной настройки гибких станочных модулей в реальном времени/ С.А. Бровков, М.Б. Бровкова // Надежность и качество: труды Междунар. симпозиума. Пенза: Изд-во Пенз. гос. ун-та, 2001.-С.359-361.

65. Бровкова М.Б. Системы искусственного интеллекта в машиностроении: учебное пособие (с грифом УМО) / М.Б. Бровкова. Саратов: Сарат. гос. техн. ун-т, 2005. 82 с.

66. Бровкова М.Б. Ситуационное управление технологическими структурами на этапах проектирования и производства: учебное пособие (с грифом УМО)/ М.Б. Бровкова, Л.Я. Кожуховская, Б.М. Бржозовский, Н.П. Павлова. -Саратов: Сарат.гос.техн.ун-т, 2005.-106с.

67. Булдакова Т.И. Информационно-аналитическая система управления снабжением и производством инструмента /Т.И. Булдакова, С.И. Суятинов // Информационные технологии. 2002. -№11.- С.28-33.

68. Булдакова Т.И. Методы оценки качества инструментального производства /Т.И. Булдакова // Автоматизация и управление в машино- и приборостроении: межвуз. науч. сб. Саратов: СГТУ, 2003. - С.28-33.

69. Булдакова Т.И. Методы реконструкции систем /Т.И. Булдакова. Саратов: ПАГС, 2004.-124 с.

70. Булдакова Т.И. Нейрокомпьютерные системы: учебное пособие /Т.И. Булдакова, С.И. Суятинов. Саратов: СГТУ, 1999. - 96 с.

71. Булдакова Т.И. Нейросетевые алгоритмы прогнозирования в инструментальном производстве /Т.И. Булдакова, С.И. Суятинов, C.B. Колентьев // Информационные технологии. 2003. - №3. - С. 14-18.

72. Бутенин Н.В. Введение в теорию нелинейных колебаний: учеб. пособие для вузов / Н.В. Бутенин, Ю.И. Неймарк, H.A. Фуфаев. 2-е изд., испр. - М.: Наука, 1987.-384 с.

73. Бушуев В.В. Жесткость станков / В.В. Бушуев // СТИН. 1996. - № 8, 9. - С. 26-32 и С. 17-20.

74. Бушуев В.В. Основы конструирования станков / В.В. Бушуев. М.: Станкин, 1992.-520 с.

75. Бушуев В.В. Станочное оборудование автоматизированного производства / В.В. Бушуев М.: Изд-во МГТУ «Станкин», 1993. Т.1. - 584 с.

76. Бычков Ю.А. Расчет периодических режимов в нелинейных системах управления: Машинно-ориентированные методы / Ю.А. Бычков, Ю.В. Васильев. Л.: Энергоатомиздат. Ленингр. отд., 1988. - 112 с.

77. Вейц В.Л. Вынужденные колебания в металлорежущих станках / В.Л. Вейц, В.К. Дондошанский, В.И. Гиреев. М.: Машгиз, 1959. - 288 с.

78. Вейц В.Л. Динамика управляемых машинных агрегатов / В.Л. Вейц, М.З. Коловской, А.Е. Кочура. М.: Наука, 1984. - 352 с.

79. Вибрации в технике. Справочник: В 6 т., Т.З. Колебания машин, конструкций и их элементов. /Э.Л. Айрапетов, И.А. Биргер, В.Л. Вейц и др.: Под ред. Ф.М. Диментберга, К.С. Колесникова. М. Машиностроение, 1980. -544 с.

80. Вильсон А.Л. Производственный метод оценки качества станочных систем / А.Л. Вильсон, Р.В. Иорданян // Динамика станочных систем ГАП: Материалы Всесоюз. конф. Тольятти, 1988. - С. 231-232.

81. Витенберг Ю.Р. Исследование с помощью корреляционных функций шероховатости поверхности после точения / Ю.Р. Витенберг // Станки и инструмент. 1970. - №2. - С.20-23.

82. Волосов С.С. Основы точности активного контроля размеров / С.С. Волосов. М.: Машиностроение, 1969. - 356 с.

83. Воронов A.A. Введение в динамику сложных управляемых систем / A.A. Воронов.- М.: Наука. Гл. ред. физ.-мат. лит., 1985.- 352 с.

84. Воронов A.A. Устойчивость, управляемость, наблюдаемость / A.A. Воронов. М.: Наука, 1979 - 336 с.

85. Воронцов JI.H. Приборы автоматического контроля в машиностроении / JI.H. Воронцов, С.В .Корндофф.- М.: Машиностроение, 1988.

86. Вульф A.M. Роль трения в процессе обдирочного шлифования / A.M. Вульф, A.B. Мурдасов // Абразивы. М.: НИИмаш, 1969.-Ш. - С. 29-36.

87. Гантман С.А. Управление качеством изделий в приборостроении статистическими методами: учеб. пособие / С.А. Гантман, Ю.М. Передрей, Н.Г. Усанкин. Пенза: Пенз. политехи, ин-т, 1980. - 117 с.

88. Гилл Ф. Практическая оптимизация: пер. с англ / Ф. Гилл, У. Мюррей, М. Райт. М.: Мир, 1985. - 509 с.

89. Гильман A.M. Оптимизация режимов обработки на металлорежущих станках / А.М.Гильман, Л.А.Брахман, Д.И.Батищев, Л.К.Матяева. М.: Машиностроение, 1972. - 188 с.

90. Глушко В.В. Оптимальный метод построения адаптивных САУ / В.В. Глушко и др. // Автоматизация производственных процессов в машиностроении и приборостроении. Львов, 1979. - Вып.18. - С.32-38.

91. Гольдфарб Л.С. Теория автоматического регулирования: конспект лекций. Ч.П./ Л.С. Гольдфарб М.: МЭИ, 1965. - 178 с.

92. Горанский Г. К. Автоматизация технического нормирования работ на металлорежущих станках с помощью ЭВМ/ Г. К. Горанский, Е. В. Владимиров и др.- М.: Машиностроение, 1970.-224с.

93. Горбань А.Н. Нейронные сети на персональном компьютере / А.Н. Горбань, Д. А. Россиев М.: Наука, 1996. - 276 с.

94. Городецкий Ю.Г. Функции чувствительности и динамика сложных механических систем: Учебное пособие / Ю.Г. Городецкий // Нижний Новгород: Издательство Нижегородского госуниверситета им. Н.И. Лобачевского, 2006. - 236 с.

95. Городецкий Ю.И. Анализ и синтез динамического качества фрезерных станков / Ю.И. Городецкий // Материалы Y Международ, науч.-техн. конф. по динамике технологических систем. Р н/Д., 1997. - С.6-8.

96. Городецкий Ю.И. Создание математических моделей сложных автоколебательных систем в станкостроении / Ю.И. Городецкий // Автоматизация проектирования: сб. ст./под ред. В.А.Трапезникова. М.: Машиностроение, 1986. - Вып.1. - С.203-220.

97. Горяченко В.Д. Элементы теории колебаний: Учеб. пособие для вузов. 2-е изд., перераб. и доп. / В.Д. Горяченко. М: Высшая школа, 2001. - 395 с.

98. Грановский Г.И. Резание металлов / Г.И. Грановский, В.Г. Грановский. М.: Высшая школа, 1985. - 304 с.

99. Грибанов О.И. Спектральный анализ случайных процессов / О.И. Грибанов, В.Л. Мальков. М.: Энергия, 1974. - 240 с.

100. Дженкинс Г. Спектральный анализ и его приложения: пер. с англ / Г. Дженкинс, Д. Ватте. М.: Мир, 1971. Вып.1 - 316 с.

101. Диагностика автоматических станочных модулей / Б.М.Бржозовский, В.В.Бондарев, М.В.Виноградов и др.; под ред. Б.М.Бржозовский Саратов: Изд-во Сарат. ун-та, 1987. - 152 с.

102. Диллон Б. Инженерные методы обеспечения надежности систем: пер. с англ. / Б. Диллон, Ч. Сингх. М.: Мир, 1984. - 318 с.

103. Диментберг Ф.М. Колебания машин / Ф.М. Диментберг, К.Т. Шаталов,

104. A.A. Гусаров. М.: Машиностроение, 1964. 308 с.

105. Динамика машин и управление машинами: Справочник / В.К.Асташев,

106. B.И.Бабшукин, И.И.Вульфон и др.; Под ред. Г.В.Крейнина М: Машиностроение, 1988. - 240с.

107. Дудкин Е.В. Оптимальная температура резания и надежность режимов обработки / Е.В. Дудкин // Теплофизика технологических процессов: Материалы всесоюз. конф. Ташкент, 1984. - С 18.

108. Евсеев Д.Г. Формирование свойств поверхностных слоев при абразивной обработке / Д.Г. Евсеев. Саратов: Изд-во Сарат. ун-та, 1975. -127 с.

109. Егоров К.В. Основы теории автоматического регулирования, учебное пособие для вузов, изд. 2-е, перераб. и доп. / К.В, Егоров. М.: «Энергия», 1967.-648с.

110. Ерофеев A.A. Теория автоматического управления: Учебник для вузов / A.A. Ерофеев. СПб.: Политехника, 2002. - 302 с.

111. Жарков И.Г. Вибрации при обработке лезвийным инструментом / И.Г. Жарков. Л.: Машиностроение, 1986. - 184 с.

112. Жарков И.Г. Влияние автоколебаний на стойкость инструмента/ И.Г. Жарков, И.Г. Попов // Станки и инструмент. 1971. -№5. - С. 12-19.

113. Заковоротный B.J1. Анализ и параметрическая идентификация динамических характеристик шпиндельной группы станков / B.JI. Заковоротный, Е.В. Бордачев, A.B. Афанасьев // СТИН. 1995. - №10. - С. 22-28.

114. Заковоротный B.J1. Динамика процесса резания. Синергетический подход / B.JI. Заковоротный, М.Б. Флек // Ростов-на-Дону: «Терра». 2006. -876 с.

115. Заковоротный B.JI. Динамическая диагностика и управление процессами обработки резанием / B.JI. Заковоротный // материалы Y Международ, науч.-техн. конф. по динамике технологических систем. -Ростов н/Д., 1997. -С.8-11.

116. Заковоротный B.JI. Динамический мониторинг состояния процессов обработки на станках / B.JI. Заковоротный // Конструкторско-технологическая информатика КТИ-96: Тр. 3-го Международ, конгр. - М.: Изд-во МГТУ "Станкин", 1996. - С.62-63.

117. Закс Л. Статистическое оценивание: пер. с нем / JI. Закс. М.: Статистика, 1976. - 598 с.

118. Зверев И.А. Оценка технического состояния привода главного движения токарных станков / И.А. Зверев, С.И. Фецак // Станки и инструмент. -1991. №8. - С.8-11.

119. Зелик В.П. Колебания в зоне резания и шероховатость поверхности / В.П. Зелик // Изв. вузов. Машиностроение. 1986. - №12. - С.98-102.

120. Зорев H.H. Вопросы механики процесса резания / H.H. Зорев. М.: Машиностроение, 1956. - 368 с.

121. Зориктуев В.Ц. Автоматическое управление по тепло- и электрофизическим параметрам процесса резания / В.Ц. Зориктуев, Ш.Г. Исаев, А. Д. Никитин // Теплофизика технологических процессов: материалы Всесоюз. конф. Ташкент, 1984. - С.61.

122. Иванов В.А. Математические основы теории автоматического регулирования: Учеб. пособие для вузов / В.А. Иванов и др. Под ред. Б.К. Чемоданова. М.: Высшая школа, 1971. - 808 с.

123. Игумнов Б.Н. Расчет оптимальных режимов обработки для станков и автоматических линий / Б.Н. Игумнов. М.: Машиностроение, 1974 - 200 с.

124. Изерман Р. Цифровые системы управления: пер. с англ / Р. Изерман. -М.: Мир, 1984.-541 с.

125. Интеллектуальные системы /под ред. К.А. Пупкова// Труды Седьмого международного симпозиума. -М.: РУСАКИ, 2006. 656 с.

126. Кабалдин Ю.Г. Математическое моделирование самоорганизующихся процессов в технологических системах обработки резанием./ Ю.Г. Кабалдин, А.И. Олейников, A.M. Шпилев, A.A. Бурков. Владивосток: Дальнаука, 2000. -195 с.

127. Кабалдин Ю.Г. Управление динамическим качеством металлорежущих станков на основе искусственного интеллекта / Ю.Г. Кабалдин, C.B. Биленко, C.B. Серый. Комсомольск-на-Амуре: ГОУ ВПО «Комсомольский-на-Амуре гос.техн. ун-т», 2004. - 240 с.

128. Казаков И.Е. Методы оптимизации стохастических систем / И.Е. Казаков, Д.И. Гладков. М.: Наука, 1987 - 304 с.

129. Каминская В.В. Динамическая характеристика процесса резания при сливном стружкообразовании / В.В. Каминская, Э.Ф. Кушнер // Станки и инструменты, 1979, № 5, С. 27-30.

130. Карасев В.А. Доводка эксплуатируемых машин. Вибродиагностические методы / В.А. Карасев, А.Б. Ройтман. М.: Машиностроение, 1986. - 192 с.

131. Касти Дж. Большие системы. Связность, сложность и катастрофы: пер. с англ / Дж. Касти. М.: Мир, 1982. - 216 с.

132. Квавернак X. Линейные оптимальные системы управления / X. Квавернак, Р. Сиван. М. - 1977.

133. Кедров С.С. Колебания металлорежущих станков / С.С. Кедров. М.: Машиностроение, 1978. - 200 с.

134. Кейн В.М. Оптимизация систем управления по минимаксному критерию / В.М. Кейн. М.: Наука, 1985. - 248 с.

135. Кибальченко A.B. Контроль состояния режущего инструмента: обзорн. инф. / A.B. Кибальченко. М.: ВНИИТЭМР, 1990. - 40 с.

136. Кирилин Ю.В. Аналитическое исследование виброустойчивости станка / Ю.В. Кирилин, Н.В. Еремин // СТИН. 2005. - №6. - С. 3-7.

137. Кирилин Ю.В. Методика моделирования несущей системы станка / Ю.В. Кирилин, В.П. Табаков, Н.В. Еремин // СТИН. 2004. - №6. - С. 13-17.

138. Китрар С.Н. Методика оценки влияния вибрационного состояния на выходные параметры точности станка при работе в области виброустойчивости / С.Н. Китрар // Проблемы машиностроения и надежности машин. 1990. - №2. - С.97-101.

139. Клушин М.И. Резание металлов. Элементы теории пластического деформирования срезаемого слоя / М.И. Клушин. М.: Машгиз., 1958. - 455 с.

140. Кобринский Н.Е. Информационные фильтры в экономике (Анализ одномерных временных рядов) / Н.Е. Кобринский. М.: Статистика, 1978. -287 с.

141. Ковалева A.C. Управление колебательными и виброударными системами / A.C. Ковалева. М.: Наука, 1990. - 256с.

142. Колев К.С. Точность обработки и режимы резания / К.С. Колев. М.: Машиностроение, 1968. - 132 с.

143. Колесников К.С. Автоколебания управляемых колес автомобиля / К.С. Колесников. М.:ГИТЛ, 1955. - 220 с.

144. Коловский М.З. Динамика машин/ М.З. Коловский. Л.: Машиностроение, 1989. 264 с.

145. Коловский М.З. Нелинейная теория виброзащитных систем / М.З. Коловский.- М.: Наука, 1966,318 с.

146. Колосов Г. Е. Синтез оптимальных автоматических систем при случайных возмущениях / Г. Е. Колосов. М.: Наука, 1984. - 256 с.

147. Комарцова Л.Г. Нейрокомпьютеры: Учеб. пособие для вузов / Л.Г. Комарцова, A.B. Максимов. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э.Баумана, 2002. -320 с.

148. Кореняко A.C. Теория механизмов и машин / A.C. Кореняко. Киев.: Выщашк., 1976.-444 с.

149. Корытин A.M. Оптимизация управления металлорежущими станками /

150. A.M. Корытин, Н.К. Шапарев. М.: Машиностроение, 1974. - 200 с.

151. Котелевский. В.Ю. К вопросу о влиянии автоколебаний на технологические показатели при внутреннем шлифовании / В.Ю. Котелевский, В.А. Кошкин // Исследования в области металлорежущих станков и инструментов: Межвуз. сб. Саратов, 1977. - Вып. 3. - С.3-7.

152. Котелевский В.Ю. Механика неустойчивого движения при трении /

153. B.Ю. Котелевский.- Саратов: Изд-во Сарат. ун-та, 1991. 168 с.

154. Кочинев H.A. Экспериментальное определение форм колебаний станков методом импульсного возмущения / H.A. Кочинев // Станки и инструмент. 1987. - №6. - С.6-10.

155. Красовский A.A. Системы автоматического управления полетом и их аналитическое конструирование / A.A. Красовский. М.: Наука, 1973. - 464 с.

156. Красовский A.A. Теория корреляционно-экстремальных навигационных систем / A.A. Красовский, И.Н. Белоглазов, Г.П. Чичин. М.: Наука, Глав. ред. физ.-мат. лит., 1979.-447 с.

157. Кретинин О.В. Исследование спектра ТЭДС и сил при резании. /О.В. Кретинин // Науч. тр. Горьковский политехи, ин-т. Горький, 1970. - т.26, вып.4. - с.25-26.

158. Кудинов В.А. Автоколебания на низких и высоких частотах (устойчивость движений) при резании / В.А. Кудинов // СТИН. 1997. - №2.1. C. 16-22.

159. Кудинов В.А. Динамика станков / В.А.Кудинов. М.: Машиностроение, 1967.-359 с.

160. Кудинов В.А. Испытания токарных станков на виброустойчивость методом резания / В.А. Кудинов, H.A. Кочинев, Е.И. Шибанов // Станки и инструмент. 1978. - №4. - С.5-7.

161. Кудинов В.А. Скачок при трении и автоколебания / В.А.Кудинов // Динамика станочных систем ГАП: материалы Всесоюз. конф. Тольятти, 1988.-С. 83-84.

162. Кузовков Н.Т. Непрерывные и дискретные системы управления и методы идентификации /Н.Т. Кузовков. М.Машиностроение, 1978. - 221 с.

163. Кутин A.A. Оптимизация технологических параметров токарной обработки при нестационарном резании / A.A. Кутин // Вестник машиностроения. 1981. - № 8. - С.48-52.

164. Кушнир Э.Ф. Динамическая характеристика процесса резания и динамическое качество станка при многоинструментальной обработке / Э.Ф. Кушнир // Станки и инструмент. 1991. -№4. - С. 10-13.

165. Лебедев А.Н. Методы цифрового моделирования и идентификации стационарных случайных процессов в информационно-измерительных системах / А.Н.Лебедев, Д.Д.Недосекин, Г.А.Стеклова, Е.А.Чернявский. Л.: Энергоатомиздат. Ленингр. отд., 1988. - 64 с.

166. Лепихов В.Г. Самоустанавливающиеся инструменты / В.Г. Лепихов. М.: Машиностроение, 1974. 80 с.

167. Лищинский Л.Ю. Структурный и параметрический синтез гибких производственных систем / Л.Ю. Лищинский. М.: Машиностроение, 1990. -312 с.

168. Локтев В.Г. Автоматизированный расчет режимов резания и норм времени / В.Г. Локтев. М.: Машиностроение, 1990. - 80 с.

169. Лоладзе Т.Н. Износ режущего инструмента / Т.Н. Лоладзе. -М.: Машиностроение, 1981. 256 с.

170. Лоладзе Т.Н. Прочность и износостойкость режущего инструмента/ Т.Н. Лоладзе. М.: Машиностроение, 1982. - 320 с.

171. Лукас В.А. Теория автоматического управления / В.А.Лукас. М.: «Недра», 1990.-416 с.

172. Лурье Б.Я. Классические методы автоматического управления / Под ред. A.A. Ланнэ, Б .Я. Лурье, П.Дж. Энрайт // СПб.: БХВ-Петербург, 2004. -640 с.

173. Люгер Дж. Искусственный интеллект: стратегии и методы решения сложных проблем, 4-е издание: Пер. с англ. / Дж. Люгер. М.: Издательский дом «Вильяме», 2003. - 864с.

174. Макаров А.Д. Износ и стойкость режущих инструментов / А.Д. Макаров. М.: Машиностроение, 1966. - 264 с.

175. Макаров А.Д. Оптимизация процессов резания/ А.Д. Макаров. М.: Машиностроение, 1976. - 278 с.

176. Маслеников И.А. Структурно-параметрическая оптимизация токарной операции с использованием целевой функции / И.А. Маслеников, Ю.А. Соколов // СТИН. 1997. - №1. - С.23-26.

177. Маслов E.H. Основы теории шлифования металла / E.H. Маслов. М.: Машиностроение, 1951. - 179 с.

178. Маталин A.A. Точность механической обработки / A.A. Маталин. Л.: Машиностроение, 1977. - 464 с.

179. Медведев Д.Д. Автоматизированное управление процессом обработки резанием / Д.Д. Медведев. М.: Машиностроение, 1980. - 143 с.

180. Мееров М.В. Синтез структур систем автоматического регулирования высокой точности / М.В. Мееров. М. Издательство «Наука», Главная редакция физико-математической литературы, 1967.-423 с.

181. Меркин Д.Р. Введение в теорию устойчивости движения: Учеб. пособие для втузов / Д.Р. Меркин. М.: Наука, 1987. - 304 с.

182. Минаев Ю.Н. Методы и алгоритмы решения задач идентификации и прогнозирования в условиях неопределенности в нейросетевом логическом базисе/ Ю.Н. Минаев. М.: Горячая линия - Телеком, 2003. - 205 с.

183. Минский М.Л. Персептроны / М.Л. Минский, С. Пайперт. М.: Мир, 1971.- 187 с.

184. Митропольский А.К. Техника статистических вычислений / А.К. Митропольский. М.: Наука, 1971. - 576 с.

185. Михайлов Ф.А. Теория и методы исследования нестационарных линейных систем / Ф.А. Михайлов. М.: Наука, 1986. - 320 с.

186. Михеев Ю.Е. Системы автоматического управления станками / Ю.Е. Михеев, B.JI. Сосонкин. М.: Машиностроение, 1978. - 264 с.

187. Моисеев H.H. Асимптотические методы нелинейной механики / H.H. Моисеев. М.: Наука, 1981. - 400 с.

188. Мэнли Р. Анализ и обработка записей колебаний / Р. Мэнли. М.: Машиностроение, 1972. - 368 с.

189. Невельсон М.С. Обеспечение заданной точности станочной обработки в гибких производственных системах / М.С. Невельсон. JL: ЛДНТП, 1985. -28 с.

190. Неймарк Ю.И. Динамика неголономных систем / Ю.И. Неймарк, H.A. Фуфаев. М.: Наука, 1967. - 549 с.

191. Нильсон Н. Принципы искусственного интеллекта / Н. Нильсон. М.: Радио и связь, 1985. - 376 с.

192. Опитц Г. Современная техника производства (состояние и тенденции): пер. с нем / Г. Опитц. М.: Машиностроение, 1975. - 280 с.

193. Осовский С. Нейронные сети для обработки информации / С. Осовский// М.: Финансы и статистика, 2004. 344 с.

194. Отнес Р. Прикладной анализ временных рядов / Р.Отнес, Л. Эноксон. -М.: Мир, 1982.-428 с.

195. Палк К.И. Системы управления механической обработкой на станках / К.И. Палк. Л.: Машиностроение, 1984. - 215 с.

196. Пандит М.С. Применение метода статистического анализа зависимых данных для исследования динамики образования профиля поверхности при точении/ М.С. Пандит, С. Ривач // Конструирование. 1981. - Т.103. - №4. -С.257-265.

197. Пандит С.М. Использование систем, определяемых наблюдаемыми данными, для диагностического анализа вибраций / С.М. Пандит, X. Сузуки, С.Х. Канг // Конструирование. 1980. - Т. 102. - №2. - С.40-48.

198. Панов С.Н. Экспериментальный модальный анализ и идентификация колебаний упругих систем станков с помощью методов голографии/ С.Н. Панов // Динамика станочных систем ГАП: материалы Всесоюз. конф. -Тольятти, 1988.-С. 257-258.

199. Пановко Я.Г. Введение в теорию механических колебаний / Я.Г. Пановко. М.: Наука, 1971. - 240 с.

200. Парусников H.A. Задача коррекции в инерциальной навигации/ H.A. Парусников, В.М. Морозов, В.И. Борзов. М.: Изд-во МГУ, 1982. - 173 с.

201. Петров Б. Н. Системы автоматического управления объектами с переменными параметрами: Инженерные методы анализа и синтеза / Б. Н. Петров, Н. И. Соколов, А. В. Липатов и др. М.: Машиностроение, 1986. -256 с.

202. Плотников A.JI. Управление режимами резания на токарных станках с ЧПУ / А.Л.Плотников, А.О. Таубе. Волгоград, гос. тех. ун-т, Волгоград, 2003- 184 с.

203. Подураев В.Н. Технологическая диагностика резания методом акустической эмиссии / В.Н. Подураев, A.A. Барзов, В.А. Горелов М.: Машиностроение, 1988. - 56с.

204. Подураев В.Н. К теории гашения автоколебаний при механической обработке с осциллирующей подачей / В.Н. Подураев, В.Ф. Горнев, В.В. Бурмистров// Изв. вузов. Машиностроение. 1974. - №11. - С. 12-14.

205. Подураев В.Н. Технология физико-химических методов обработки / В.Н. Подураев. М.: Машиностроение, 1985. - 264 с.

206. Подураев В. Н. Автоматически регулируемые и комбинированные процессы резания/ В. Н. Подураев . М.: Машиностроение, 1977. - 304с.

207. Подчукаев В.А. Аналитические методы теории автоматического управления / В.А. Подчукаев. М.: ФИЗМАТЛИТ, 2002. - 256 с.

208. Полетика М.Ф. Контактные нагрузки и температуры на изношенном инструменте / М.Ф. Полетика, В.Н. Козлов// Прогрессивные технологические процессы в машиностроении: сб. науч. тр. Томск: Изд-во ТПУ, 1997. - С.18-21.

209. Полетика М.Ф. Контактные условия на задней грани инструмента при элементном стружкообразовании / М.Ф. Полетика, А.И. Афонасов// Прогрессивные технологические процессы в машиностроении: сб. науч. тр. -Томск: Изд-во ТПУ, 1997. С. 14-17.

210. Понтрягин Л.С. Математическая теория оптимальных процессов / Л.С. Понтрягин, В.Г. Болтянский, Р.В. Гамкрелидзе, Е.Ф. Мищенко. М.: Наука, 1976.-392 с.

211. Попов Е.П. Теория нелинейных систем автоматического регулирования и управления: учеб. пособие/ Е.П. Попов. 2-е изд., стер. - М.: Наука, 1988. -256с.

212. Постон Т. Теория катастроф и ее приложения / Т. Постон, И. Стюарт.-М.: Мир.- 1980.- 608 с.

213. Поцелуев A.B. Статистический анализ и синтез сложных динамических систем/ A.B. Поцелуев. М: Машиностроение, 1984. - 208 с.

214. Прогрессивные режущие инструменты и режимы резания металлов: справочник / В.И.Баранчиков, А.В.Жаринов, Н.Д.Юдина и др.; под общ. ред. В.И.Баранчикова. М.: Машиностроение, 1990. - 400 с.

215. Проников A.C. Надежность машин/ A.C. Проников. М.: Машиностроение, 1978. - 592 с.

216. Пупков К.А. Вопросы теории и реализации систем управления и навигации ./К.А. Пупков, К.А. Неусыпин М., Биоинформ, 1997. - 368 с.

217. Пуш В.Э. Автоматические станочные системы / В.Э. Пуш, Р. Пигерт, B.JI. Сосонкин; под ред. В.Э.Пуша. М.: Машиностроение, 1982. - 319 с.

218. Развитие науки о резании металлов / под ред. Н.Н.Зорева. М.: Машиностроение, 1967. - 262 с.

219. Ратмиров В.А. Управление станками гибких производственных систем/ В.А. Ратмиров. М.: Машиностроение, 1987. - 272 с.

220. Резников А.Н. Теплофизика резания / А.Н. Резников. М.: Машиностроение, 1969. - 288 с.

221. Реклейтис Г. Оптимизация в технике: В 2 кн.; пер. с англ / Г. Реклейтис, А. Рейвиндран, К. Рэгсдел. М.: Мир, 1986. Кн.1 - 350 с.

222. Реклейтис Г. Оптимизация в технике: В 2 кн.; пер. с англ / Г. Реклейтис, А. Рейвиндран, К. Рэгсдел. М.: Мир, 1986. Кн.2 - 320 с.

223. Ривин Е.И. Динамика привода станков / Е.И. Ривин. М.: Машиностроение, 1966. - 204 с.

224. Розенвассер E.H. Операторные методы и колебательные процессы / E.H. Розенвассер, С.К. Володавов. М.: Наука, 1985. 312 с.

225. Розов А.К. Нелинейная фильтрация сигналов /А.К. Розов.- 2-е изд., перераб. и доп.- СПб.: Политехника, 2002.- 372 с.

226. Рубашкин И.Б. Оптимизация металлообработки при прямом цифровом управлении станками/И.Б. Рубашкин. JL: Машиностроение, 1980. - 136 с.

227. Рыжкин A.A. Физические аспекты оптимизации режимов изнашивания инструментальных режущих материалов / A.A. Рыжкин, К.Г. Шучев // Материалы Y Международн. науч.-техн. конф. по динамике технологических систем Ростов н/Д., 1997. - С. 18-20.

228. Рыжкин A.A. Физические основы обработки материалов резанием / А.А.Рыжкин, В.С.Дмитриев, М.М.Климов и др. Ростов н/Д.: изд. центр ДГТУ, 1996.-354 с.

229. Рыжов Э.В. Оптимизация технологических процессов механической обработки /Э.В. Рыжов, В.И. Аверченков. Киев: Наукова думка, 1989. - 192 с.

230. Салычев О.С. Скалярное оценивание многомерных динамических систем/ О.С. Салычев. М.: Машиностроение, 1987. - 216 с.

231. Санкин Ю.Н. Построение передаточных функций несущих систем станков / Ю.Н. Санкин, В.В. Климовский // Станки и инструмент. 1982. -№%. -С.14-15.

232. Сбоев В.Н. Экономические аспекты применения систем автоматического выбора оптимальной скорости резания / В.Н. Сбоев// Прогрессивные технологические процессы в машиностроении: сб. науч. тр. -Томск: Изд-во ТПУ, 1997. С.63-67.

233. Селезнева В.В. Оценка технического состояния металлорежущего станка по опорному спектру колебаний / В.В. Селезнева// Станки и инструмент. 1987. -№11.- С.20-21.

234. Сердюк А.И. Влияние режимов резания на эффективность работы ГПС/

235. A.И. Сердюк // СТИН. 1997. - №5. - С.5-8.

236. Сидоров И.М. Многочастотные колебания в нелинейных системах управления / И.М. Сидоров, В.В. Тимофеев. М.: Наука, 1984. - 248 с.

237. Силин С.С. Теоретическое определение оптимальной скорости резания при точении / С.С. Силин, В.А. Козлов// Производительная обработка и технологическая надежность деталей машин: межвуз. сб. науч. тр. -Ярославль: Ярослав, политехи, ин-т, 1979. №8 С.3-6.

238. Сильвестров А.Н. Идентификация и оптимизация автоматических систем /А.Н. Сильвестров, П.И. Чинаев. М. Энергоатомиздат, 1987. - 200 с.

239. Системы автоматизированного проектирования технологических процессов, приспособлений и режущих инструментов: Учебник для вузов / Под общ. ред. С.Н. Корчака. М.: Машиностроение, 1988. - 352 с.

240. Скраган В.А. Размерный износ режущего инструмента / В.А. Скраган // Точность и производительность механической обработки: Тр. ЛПИ. JL, 1980.-№386.-С.59-65.

241. Солод В.И. Автоматическое управление режимами резания металлов/

242. B.И. Солод, В.В. Глушко, Г.Г. Гегелов. М.: Машиностроение, 1979. - 144 с.

243. Соломенцев Ю.М. Управление гибкими производственными системами/ Ю.М. Соломенцев, B.JL Сосонкин. М.: Машиностроение, 1988. -352 с.

244. Справочник по теории автоматического управления / под ред. A.A. Красовского. М.: Наука, 1987. - 712 с.

245. Справочник технолога-машиностроителя: в 2 томах. / под ред. А.Г.Косиловой и Р.К.Мещерякова. М.: Машиностроение, 1985. Т.1 - 656 с.

246. Старков B.K. Дислокационные представления о резании металлов/ В.К. Старков. М.: Машиностроение, 1979. - 160 с.

247. Старков В.К. Технологические методы повышения надежности обработки на станках с ЧПУ/ В.К. Старков. М.: Машиностроение, 1984. -120 с.

248. Суслов А.Г. Качество машин: Справочник. В 2 т. /А.Г. Суслов, Э.Д. Браун, H.A. Виткевич и др. М.: Машиностроение, 1995. - 256 с.

249. Схиртладзе А.Г. Резьбовые профильные крепежные соединения / А.Г. Схиртладзе, А.И. Тимченко // СТИН. 1998.-№. - С.12-14.

250. Тверской М.М. Автоматическое управление режимами обработки деталей на станках/ М.М. Тверской. М.: Машиностроение, 1982.-208 с.

251. Технические эргатические системы / В.В.Павлов, А.Н.Воронин, В.Н. Голего и др.; под общ. ред. В.В.Павлова. Киев: Вища школа, 1977. - 344 с.

252. Технологические основы обеспечения качества машин / Под ред. К.С. Колесникова. М.: Машиностроение, 1990. - 256 с.

253. Тимошенко С.П. Колебания в инженерном деле / С.П. Тимошенко, Д.Х. Янг.- М.: Машиностроение, 1985. 472 с.

254. Тихонов В.И. Нелинейные преобразования случайных процессов/ В.И. Тихонов. М.: Радио и связь, 1986. - 296 с.

255. Толстой Д.Н. К вопросу о роли нормальных перемещений при внешнем трении / Д.Н. Толстой, P.JI. Каплан // Новое в теории трения: Сб. статей. -М, 1966.-С.76-83.

256. Трент Е. Резание металлов: пер. с англ./ Е. Трент М.: Машиностроение, 1980. - 264 с.

257. Уоссерман Ф. Нейрокомпьютерная техника / Ф. Уоссерман.- М.: Мир, 1992.-212 с.

258. Уоссерманн Ф. Нейрокомпьютерная техника: теория и практика Ф. Уоссерман. М.: Изд-во МГТУ, 1995. - 184 с.

259. Фомин В.Н. Рекуррентное оценивание и адаптивная фильтрация/ В.Н. Фомин. М.: Наука, 1984. - 88 с.

260. Фролов К.В. Теория механизмов и механика машин. 5-е изд., стер / К.В. Фролов, С.А. Попов. -М. Высшая школа. - 2005. - 496 с.

261. Хапаев М.М. Асимптотические методы и устойчивость в теории нелинейных колебаний: учеб. пособие для вузов/ М.М. Хапаев. М.: Высшая школа, 1988.- 184 с.

262. Хеллман О. Введение в теорию оптимального поиска: пер. с англ./ О. Хеллман. М.: Наука, 1985. - 248 с.

263. Хенли Э.Дж. Надежность технических систем и оценка риска / Пер. с англ/ Э.Дж. Хенли, X. Кумамото. М.: Машиностроение, 1984. - 528 с.

264. Ходько С.Т. Проектирование систем управления с нестабильными параметрами/ С.Т. Ходько. Л.: Машиностроение. Ленингр. отд., 1987. - 232 с.

265. Хомяков B.C. Об учете демпфирования при динамических расчетах станков / B.C. Хомяков, С.И. Досько// Станки и инструмент. 1990. -№11. -С.4-7.

266. Цзе Ф.С. Механические колебания / Ф.С. Цзе, И.Е. Морзе, Р.Т. Хинкл. -М.: Машиностроение, 1966. 508 с.

267. Цыпкин Я.З. Адаптация и обучение в автоматических системах/ Я.З. Цыпкин. М.: Наука, 1968. - 280 с.

268. Цыпкин Я.З. Основы информационной теории идентификации / Я.З. Цыпкин. М.: Наука, 1984. - 320 с.

269. Цыпкин Я.З. Основы теории автоматических систем / Я.З. Цыпкин. -М.: «Наука», 1977.-436с.

270. Шахтарин Б.И? Квазигармонический метод и его применение к анализу нелинейных фазовых систем / Б.И. Шахтарин. М.: Энергоатомиздат, 1987. -192 с.

271. Штейнберг Ш.Е. Идентификация в системах управления / Ш.Е. Штейнберг. М.: Энергоатомиздат, 1987. - 80 с.

272. Эльясберг М.Е. Автоколебания металлорежущих станков. Теория и практика/ М.Е. Эльясберг. СПб: Изд. Особого конструкторского бюро машиностроения, 1993. - 180 с.

273. Эльясберг М.Е. Повышение устойчивости автоколебательной системы станка при воздействии периодического низкочастотного изменения скорости резания / М.Е. Эльясберг, М.Г. Биндер // Станки и инструмент. -1989. №10. - С.19-21.

274. Явленский К.Н. Вибродиагностика и прогнозирование качества механических систем / К.Н. Явленский, А.К. Явленский. Л.: Машиностроение. Ленингр. отд., 1983. - 239 с.

275. Якобе Г.Ю. Оптимизация резания. Параметризация способов обработки резанием с использованием технологической оптимизации: пер. с нем / Г.Ю. Якобе, Э. Якоб, Д. Кохан. М.: Машиностроение, 1981. - 279 с.

276. Янкин И.Н. Влияние упругой связи изделия в патроне на динамику процесса шлифования / В.Ю. Котелевский, И.Н. Янкин // Исследования станков и инструментов для обработки сложных и точных поверхностей: Межвуз. научн. сб. Саратов, 1996. - С. 143-148.

277. Янкин И.Н. К вопросу определения доминирующих связей в зоне резания внутришлифовальных станков / В.Ю. Котелевский, И.Н. Янкин // Динамика, диагностика и надежность станочных систем: Сб. науч. тр. -Куйбышев, 1989.-С.75-79.

278. Ящерицын П.И. Технологическая наследственность в машиностроении / П.И. Ящерицын, Э.В. Рыжов, В.И. Аверченков. Минск: Наука и техника, 1977.-256 с.

279. Bearbeitbarkeit von titan und titanlegierungen // wt Zeitschrift fur industrielle Fertigung. 1985. - 75. - S.616-620.

280. Maitre F. Relations entre eneries de coupe et endommagement des outils / F. Maitre// Wear. 1980. - V.62, №1. - P. 139-160.

281. Michelbach J. Verschleipgleichung Notwendigkeit fur fertigungstechnisch und fertigungswirtschaftlich optimales Zerspanen / J. Michelbach. - ZwF, 1978. -Vol.73, №10.-P. 504-509.

282. Pandit S.M. Stochastic Linearization by Data Dependent Systems / S.M. Pandit // ASME. Jornal of Dynamic Sistems, Measurement and Control. - 1977. -Vol.99G. - P.221-266.

283. Pandit S.M. Time series and system analisis with applications / S.M. Pandit, S.M. Wu. New York: John Wiley and Sons, 1983.-586 p.

284. Samosudov A.A. The problems of managing the evolution of the dynamic system, interacting with the environment / A.A Samosudov, V.L. Zakovorotny // Engineering&Automation. 2006. - Vol.5, №1. - P.78-90.