автореферат диссертации по обработке конструкционных материалов в машиностроении, 05.03.01, диссертация на тему:Оптимизация движений исполнительных элементов станков для обработки глубоких отверстий

ХРИСТОФОРОВА Вероника Владимировна

ОПТИМИЗАЦИЯ ДВИЖЕНИЙ ИСПОЛНИТЕЛЬНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ СТАНКОВ ДЛЯ ОБРАБОТКИ ГЛУБОКИХ ОТВЕРСТИЙ

Специальность: 05.03.01 - Технологии и оборудование механической и физико-технической обработки

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание учёной степени кандидата технических наук

003473514

Ростов-на-Дону - 2009

003473514

Работа выполнена в государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Донской государственный технический университет» (ДГТУ) на кафедре «Автоматизация производственных процессов».

Научный руководитель: доктор технических наук,

профессор Заковоротный В.Л,

Официальные оппоненты: доктор технических наук,

профессор Тугенгольд А.К.

кандидат технических наук, Чубукин A.B.

Ведущая организация: ОАО НПП КП «КВАНТ»

Защита состоится _ часов на заседании

диссертационного совета Д 212 058.02 в ГОУ ВПО «Донской государственный технический университет» (ДГТУ) по адресу: 344000, г. Ростов-на-Дону, пл. Гагарина 1, ауд. 252.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ДГТУ

Отзыв в двух экземплярах, заверенный гербовой печатью организации, просим выслать в диссертационный совет по указанному адресу.

Автореферат разослан «_»_2009 г.

Учёный секретарь диссертационного совета доктор технических наук, профессор

Сидоренко B.C.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность. Настоящее исследование является результатом дальнейших разработок систем управления процессом сверления глубоких отверстий, которые выполнены на кафедре АПП, а так же в ряде вузов и НИИ страны. Здесь, прежде всего, необходимо отметить работы Тверского М.М., Лещинского Л.Ю., Гуськова A.C., Мурашкина Л.С., Зака-малдина В.И. выполненные в ЭНИМСЕ, в Южноуральском техническом университете, Санкт-Петербургском техническом университете и МВТУ имени Баумана. Необходимо так же отметить работы, выполненные в ДГТУ под руководством Заковоротного В.Л., это работы Чубукина A.B., Яншахова М.Л., Назаренко Д.В., Панова Е.Ю. Главное внимание в этих работах уделялось проблемам управления собственно рабочих заглублений в процессе каждого единичного заглубления. Необходимо так же отметить исследования по совершенствованию режущего инструмента. В частотности использования шнековых инструментов, а так же сверлению оружейными сверлами, вибрационному сверлению и прочее. Кроме этого используются сверла фирмы GUHRING, у которых осуществляется принудительный подвод СОЖ через специальные отверстия в инструменте, что также способствует улучшению процесса обработки. В последние годы при создании оборудования для сверления глубоких отверстий существенно расширилась номенклатура деталей. Кроме типичных для топливной и гидроаппаратуры деталей, например штуцеров и шпинделей гидросистем вертолетов, создано оборудование для обработки например трубных досок пароконденсаторов энергетических паровых турбин.

Тем не менее, несмотря на совершенствование режущего инструмента, все станочные системы созданные для сверления глубоких отверстий представляют собой достаточно сложную управляемую динамическую систему, в которой необходимо разумно сочетать вспомогательные перемещения, в задачу которых входит быстрый вывод инструмента из зоны обработки для очистки инструмента от стружки и улучшения доступа СОЖ в зону резания и подвод инструмента к зоне резания, при обеспечении требуемых показателей точности координаты и скорости заглубления, обеспечение траектории рабочих заглублений, определение координат переключения каждого заглубления и прочее. Таким образом, следующим естественным этапом совершенствования автоматизированных управляемых станочных систем является системный подход к управлению движениями исполнительных элементов станков. Именно этот этап и определил актуальность диссертационного исследования и его значения для науки и практики, что отвечает требованиям ВАК РФ.

3

f.

Целю работы является повышение производительности и технологической надежности процесса глубокого сверления отверстий спиральными сверлами на основе системной оптимизации траекторий исполнительных элементов станка.

Для достижения цели диссертационной работы необходимо решить следующие задачи:

' Г:'1 Разработать математическую модель движений исполнительных элементов станка для сверления глубоких отверстий, включающую вспомогательные перемещения,' переход на траекторию рабочих заглублений и траекторию рабочих заглублений с учетом реакции со стороны процесса резания/

2. На основе математической модели разработать имитационную модель, позволяющую изучать и оптимизировать все стадии движения ис-полйительнь1х*'элементов с учетом реакции со стороны процесса резания.

3. Разработать математические алгоритмы и программы для синтеза систем оптимального по быстродействию управления вспомогательными перемещениями пин'оли, обеспечивающих заданную точность позиционирования при подходе инструмента к зоне резания.

4.Разработать математические алгоритмы и программы для синтеза систем оптимального по быстродействию управления рабочими заглублениями, отличающиеся от известных тем, что управление является векторным с одновременным изменением скоростей подачи и частоты вращения шпинделя сверла.

5. Разработать математические алгоритмы и программы для определения коордийат переключения циклов рабочих заглублений, при которых время обработки отверстия будет минимальным при решении задач по первым двум пунктам.

6. Выполнить; экспериментальные исследования вероятностных свойств параметров;имитационной модели, позволяющей определить координаты переключения циклов управления движением пиноли.

: 7. Создать систему управления в совокупности с силовой сверлильной головкой, обеспечивающую оптимизированный алгоритм управления. Изучить эффективность различных алгоритмов и внедрить их в производство. ,

Методы исследований. Для достижения поставленной цели в работе проводились теоретические и экспериментальные исследования процесса сверления глубоких отверстий.

Теоретические исследовайия проводились путём математического моделирования, процессов сверления, численные методы решения задач динамики,; методы цифровой обработки сигналов и цифровой фильтрации, теорию случайных процессов.

Экспериментальные исследования были произведены на специально созданной установке, основу которой составляла силовая сверлильная головка, разработанная на кафедре "Автоматизация производственных' процессов" ДГТУ и изготовленная на Азовском оптико-механическом заводе. Оборудование работало под управлением ПЭВМ Pentium 233. Для обеспечения функции управления .и снятия данных использовалась специализированное программное обеспечение. Все статистические расчеты, а также математическое моделирование производились на ПЭВМ.

Кроме этого, значительная часть экспериментальных результатов, относящихся в первую очередь к оптимизации, процесса сверления получены при эксплуатации промышленного оборудования, разработанного в том числе с участием автора диссертации, на РВПК ОАО «Роствер-

тол» и ОАО «Калужский турбинный завод». .,.. . . .....

Научная новизна/Научная новизна диссертационного исследования заключается прежде всего в разработке комплексной оптимизации траекторий исполнительных элементов станка для обработки глубоких отверстий в единстве оптимизации вспомогательных перемещений, рабочих заглублений и определения координат переключения рабочих.заглублений на вспомогательные перемещения. При решении этой общей проблемы получены следующие новые научные результаты:

1. Сформулирована и решена задача оптимизации вспомогательных перемещений по критерию минимума времени при обеспечении заданной точности подхода инструмента к зоне резания. При этом под точностью понимается, характеристики распределения пространственных координат вершины инструмента и скоростей врезания инструмента в заготовку.

2. Доказано, что максимальной глубине каждого единичного заглубления при ограничениях на осевое усилие и крутящий момент соответствует траектория одновременного изменения скорости подачи и частоты вращения, шпинделя. Разработана. методика определения этих траекторий и_ предложена схема физической реализации.

3. Предложена имитационная модель всего цикла сверления включающая, как уравнение динамики, так и все циклы обработки. Выполненные на имитационной модели исследования позволили определить оптимальные координаты перехода от быстрых вспомогательных перемещений к рабочим заглублениям. Траектории рабочих заглублений и оптимальные координаты перехода от рабочих заглублений к вспомогательным перемещениям. В частности показано, что эти координаты зависят, как от глубины сверления, так от текущего их значения.

4. На основе экспериментальных методов осуществлена идентификация параметров имитационной модели для случаев: диаметр отверстия 1,9-2,5 мм (глубина 30 мм) и 12-16,4 мм (глубина 100 мм). Идентификация проведена для случаев первого и последующих заглублений.

Практическая ценность результатов работы заключается в том, что все алгоритмы управления, включая управление вспомогательными перемещениями, рабочими заглублениями и координатами переключения циклов обработки реализованы на конкретном оборудовании, внедренном на ОАО «Роствертол» и ОАО «Калужский турбинный завод».

Практическое значение работы заключается так же и в том, что разработанные алгоритмы могут быть после некоторой доработки перенесены на другие технологические процессы и металлорежущие станки. Например, алгоритмы синтеза систем оптимальных по быстродействию при заданной точности позиционирования можно использовать в позиционных системах программного управления станками.

Практическая ценность результатов работы определяется так же тем, что созданные серии управляемых силовых головок позволили:

- для ОАО «Роствертол» на 30-35 процентов повысить производительность, практически исключить брак по поломке инструмента и уводу оси отверстия на базе координатно-сверлильного станка 25500С1000МФ4; Экономический эффект от внедрения системы управления составил 375 тыс. руб. в год (в ценах 2006 года).

- для ОАО «Калужский турбинный завод» применение системы адаптивного сверления глубоких отверстий на спецстанках, созданных на базе радиально-сверлильных станков ЯР-51 "ОшреГ производства Румыния, позволило более чем на 30% уменьшить время сверления глубокого отверстия при обработке трубных досок пароконденсаторов паровых турбин. Кроме повышения производительности обработки, указанный алгоритм снижает брак в высокоответственной детали по уводу оси отверстия - на 70%, по поломке инструмента - на 95 % и исключает катастрофический износ дорогостоящего твердосплавного инструмента, позволяя довести количество переточек сверла до 10, а общую стойкость инструмента (с учетом переточек) до 1200-1500 отверстий.

Апробация. Экспериментальные исследования производились в лабораторных условиях кафедры «Автоматизация производственных процессов» ДГТУ. Были произведены испытания на предприятии ОАО «Роствертол» и на ОГТ ОАО «Калужский турбинный завод», получены акты внедрения в количестве 4 штук.

Результаты работ докладывались на научно-технических конференциях:

- Современные проблемы информатизации: тез. докл-V Междунар. электрон, науч. конф. - Воронеж, 2000

- Актуальные проблемы конструкторско-технологического обеспечения машиностроительного производства: материалы Междунар. конф., 16-19 сент,- Волгоград, 2003. - 4.II

- Современные проблемы информатизации в моделировании и анализе сложных систем: сб. тр. 12 Междунар. науч. конф. - г. Воронеж: «Научная книга» 2007 г.

- Современные проблемы информатизации в моделировании и анализе сложных систем: сб. тр. 13 Междунар. науч. конф. - г. Воронеж: «Научная книга» 2008 г.

Научно-техническая конференция профессорско-преподавательского состава, сотрудников и студентов университета. г.Ростов-на-Дону, 2008 г.

Всего по теме диссертации опубликовано 8 печатных работ. В том числе из списка ВАК:

- Преобразование управляемых траекторий формообразующих движений в станках с числовым программным управлением - Вестник ДГТУ. Сер. Управление и диагностика в динамических системах. - Ростов н/Д, 1999;

- Определение оптимальных аттракторов формообразующих движений при обработке глубоких отверстий малого диаметра. Ч.1-СТИН-2006-№ 1;

- Определение оптимальных аттракторов формообразующих движений при обработке глубоких отверстий малого диаметра. Ч.2-СТИН-2006-№ 2.

Структура и объём диссертации. Диссертация состоит из введения, 4 глав и заключения, приложений и списка литературы, включающего 116 наименований, содержание работы изложено на 214 страницах машинописного текста, всего 89 рисунков.

В приложении приведены программы моделирования системы управления, реализованные в математическом пакете MATLAB. Приведены программы статистической обработки данных. Также прилагается акты технического внедрения и протоколы проведенных испытаний.

КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность диссертационной работы, направленной на решение задачи управления процессом сверления глубоких отверстий, осуществляющееся на силовых сверлильных головках специально созданных для этого процесса. Создание таких сверлильных

головок есть комплексная проблема, для решения которой необходимо определить особенности динамики процесса сверления.

Решение этой задачи заключается в выяснении связи силовых параметров с режимами и координатами сверления и определения факторов влияющих на критические состояния процесса. При сверлении можно выделить два критических состояния, приводящих к браку:

- превышение крутящим моментом предельно допустимого по прочности значения, что вызывает поломку инструмента; -увод оси отверстия от оси сверления.

В отдельных случаях предъявляются дополнительные требования, к точности распределения диаметра по оси сверления и характеристик качества поверхностного слоя.

Для успешного функционирования системы сверления необходимо уметь предсказывать, диагностировать и избегать выше упомянутых критических состояний. Решение этих задач и составляет суть данной диссертационной работы.

Формулируются цель диссертационной работы и задачи, решаемые для достижения этой цели; приводятся результаты, полученные при решении поставленных задач и выносимые на защиту; определяется научная новизна и практическая ценность работы.

В первой главе изложен анализ литературных источников и состояние вопроса о подходах к решению проблемы повышения производительности и надежности сверления отверстий малого диаметра. Рассмотрены различные пути совершенствования сверлильного оборудования, делается вывод о наиболее перспективных направлениях улучшения характеристик сверлильного оборудования, сформулирована цель и задачи исследования.

Вторая глава посвящена описанию исследований в области механики процесса сверления глубоких отверстий спиральными сверлами. Производится описание экспериментальной установки и методики проведения эксперимента. Приводятся примеры результатов экспериментов и их анализ. Показана значимость воздействия пакетируемой стружки и сделан анализ развития силовых зависимостей процесса сверления от технологических режимов. Рассмотрен вопрос влиянйя осевой жесткости станочной системы на динамику изменения сил и дана методика определения осевой жесткости в процессе работы.

В этой главе сосредоточено внимание только на управлении вспомогательными перемещениями пиноли без рабочих заглублений. Для этрго, будет решена задача выбора алгоритмов управления вспомогательными перемещениями пиноли таким образом, чтобы время вспомогательных перемещений было минимальным при обеспечении заданной точности позиционирования инструмента при подходе к зоне резания.

Для пояснения работы исполнительных элементов станка рассмотрены фазовые траектории формообразующих движений пиноли (рис. 1).

Рис. 1 Фазовая траектория процесса сверления.(1 - 2 - 3 - вывод инструмента из зоны резания для охлаждения, удаления стружки, доступа СОЖ; 3 - 4 - быстрый подвод инструмента, 4 - 5 - переход в режим рабочих заглублений; 5-6 - рабочие заглубления)

Рассмотрим продолжающийся процесс сверления, когда часть отверстия до координаты х*л уже просверлено (рис.1). Процесс сверления осуществляется циклически. В качестве начала цикла возьмем точку 1, в которой скорость подачи и, соответственно, производительность процесса сверления становится меньше программно установленной величины. В этот момент начинается вывод сверла из просверленного отверстия в точку 2 с целью охлаждения сверла, удаления стружки и обеспечения доступа СОЖ в отверстие. Точка 3 показывает величину выбега сверла при реверсировании. Далее, под действием управляющей программы, пиноль начинает с ускорением двигаться в направлении детали. Набрав заданную скорость подвода инструмента, пиноль движется с постоянной скоростью до точки 4. После точки 4 скорость подвода снижается до

скорости, равной скорости рабочей подачи ''<и в точке 5. Координата точки 5: х= х>.2 соответствует глубине просверленного отверстия на предыдущем этапе сверления, в этот момент начинается процесс резания на данном цикле сверления. По мере заглубления сверла (движения по фазовой диаграмме от точки 5 к точке б) происходит программное регулирование скорости подачи и частоты вращения шпинделя (на приведённой фазовой траектории не показано) для обеспечения заданной, в том

числе оптимальной, стратегии формообразующих движений. В частности, на этом этапе можно стабилизировать величину крутящего момента. Начиная с точки б (соответствующей точке 1 следующего цикла), цикл сверления повторяется заново. Вопросам оптимальной стратегии формообразующих рабочих заглублений будут посвящены следующие главы и здесь они не рассматриваются.

Третья глава содержит рассмотрение возможных путей и методов оптимизации процесса глубокого сверления. В ней показано существование оптимальной траектории формообразующих движений инструмента исходя из критерия максимальной производительности. Построена динамическая модель процесса сверления с учетом взаимодействия приводов вращения шпинделя и подачи с процессом резания, а также влияния пакетируемой стружки.

Подробно рассматривается вопрос оптимизации времени рабочих перемещений при обработке заготовки, а также вопрос минимизации временных (и приведенных к ним материальных) затрат на замену инструмента. Оба вопроса рассматриваются во взаимосвязи, что, совместно с вопросом оптимизации времени 'вспомогательных перемещений, решенном во второй главе, позволит минимизировать приведенные затраты на изготовление партии деталей в целом.

На основе теоретических и экспериментальных исследований, обобщающих ранее полученные результаты, были получены семейства гиперповерхностей, описывающих силовые реакции процесса глубокого сверления в зависимости от параметров обработки и текущего заглубления. Рассмотрены случаи первого и последующих заглублений. Построенные проекции гиперповерхностей на 3-х мерное пространство позволили определить алгоритмы оптимального по различным критериям управления процессом глубокого сверления. Например, на рис. 2 приведена зависимость величины крутящего момента от скорости и координаты для первого заглубления без учета ('а') и с учетом накопления стружки ('Ь').

В главе, на основе разработанной динамической модели процесса глубокого сверления, был предложен ряд алгоритмов оптимального управления процессом глубокого сверления. Для проверки эффективности предложенных алгоритмов было проведено имитационное моделирование процесса сверления, учитывающее как зависимости силовых реакций процесса глубокого сверления от режимов обработки, так и процессы накопления и пакетирования стружки и износ инструмента.

Ррпри ^ = 0.0076 мм/об

V

Рис.2 Зависимость момента сопротивления от скорости и координаты для первого заглубления без учета ('а') и с учетом накопления стружки ('Ь') Были исследованы алгоритмы: алгоритм программного управления по заданным величинам заглублений (2); алгоритм сверления на постоянных режимах (скорости резания и подачи остаются неизменными) с выводом инструмента из зоны резания по достижению критического мо-

Ур . м/мин 6

Рр + при = 000 75 мм/об

мента(З); алгоритм стабилизации крутящего момента путем изменения величины подачи (4); алгоритм векторного управления стабилизацией величины крутящего момента путем изменения величины подачи и скорости вращения (5). Результаты сравнительной эффективности последних 4-х алгоритмов показали наибольшую эффективность алгоритма векторного управления (рис. 3).

Шел:

80 р||;£

1 ■

о 60 I

§ жик'й'. л;',;-.;

аЗ I ю 1

О к 40 ■ ■-.- • И»

сг. ш 111

11

2 3 4 5

тип алгоритма

Рис.3 Сравнительная эффективность четырёх алгоритмов, полученная в результате имитационного моделирования Четвертая глава посвящена практической реализации результатов исследований, приведенных в предыдущих главах.

Первая половина главы посвящена обоснованию структуры и выбору технических средств системы управления процессом глубокого сверления. Рассмотрены особенности измерительных датчиков и преобразователей, методы оценки величин силовых реакций процесса сверления, конструктивные особенности реализации системы управления. Описано экспериментальное оборудование, использовавшееся при исследованиях, и послужившее прототипами промышленного оборудования.

Вторая половина главы посвящена описанию систем управления глубоким сверлением, разработанным и внедренным с участием автора на промышленных предприятиях России — РВПК ОАО «Роствертол» и ОАО. «Калужский турбинный завод». Показана эффективность внедренного оборудования при сверлении глубоких отверстий в труднообрабатываемых материалах (нержавеющая сталь, титан) и гетерогенных заготовках, состоящих из стали, плакированной титаном. Эффективность предложенных алгоритмов позволила уменьшить время операции глубокого сверления на 20-50% в зависимости от типа обрабатываемого материала, повы-

сить стойкость инструмента до 70% и исключить поломку инструмента из-за заклинивания.

В Заключении к работе приведены общие выводы, суммирующие результаты проведенных исследований. Обобщены теоретические и экспериментальные результаты, показано практическое применение разработанных алгоритмов, экономическая эффективность внедренного оборудования.

В Приложении приведены программы расчета гиперповерхностей силовых реакций процесса сверления, в зависимости от режимов обработки, экспериментальные результаты исследования динамики привода пиноли, акты внедрения на ОАО «Роствертол» и ОАО «Калужский турбинный завод» и протокол испытаний адаптивной системы управления сверлением глубоких отверстий в труднообрабатываемых материалах.

Основные выводы.

Цель, поставленная в диссертационной работе, заключающаяся в повышении производительности и технологической надежности процесса глубокого сверления отверстий на основе системной оптимизации траекторий исполнительных элементов станка достигнута.

В диссертационном исследовании разработаны алгоритмы системной оптимизации траектории исполнительных элементов станка по критериям оптимальной производительности, что соответствует п.8 требованиям к кандидатским диссертациям ВАК РФ.

По диссертационному исследованию можно сделать следующие общие выводы:

1. На основе предложенной имитационной модели сверления глубоких отверстий включающей вспомогательные перемещения пиноли, рабочие заглубления с одновременным изменением скорости подачи и частоты вращения шпинделя и переключения циклов обработки, выполнена системная оптимизация траекторий исполнительных элементов головки.

2. Изучение траекторий вспомогательных перемещений позволили предложить алгоритм управления, реализующий минимальное время вспомогательных перемещений при обеспечении заданной точности траектории вершины инструмента при подходе к зоне резания. Показано, что одним из основных факторов влияющих на неопределенность траекторий при подходе к зоне резания является вариация момента сопротивления в силовой сверлильной головке, обусловленная, прежде всего изменениями сил трения, а так же разброс во времени срабатывания управляющих элементов обеспечивающих переключение от вспомогательных перемещений к рабочим заглублениям. Существование оптимальных законов управления в этом случае определяется не только ограничениями на вектор управления, но в большей степени противоречием между уселичени-

ем скорости вспомогательных перемещений и связанным с ним разбросом трубки фазовых траекторий. При увеличении разброса требуется для обеспечения заданной точности режущему инструменту проходить дополнительный путь на рабочей подаче.

Показано так же, что оптимальные координаты переключения вспомогательных перемещений на рабочие заглубления зависят от глубины обрабатываемого отверстия. Для учета этой зависимости экспериментально-модельным путем получены интерполяционные поверхности зависимости силовых характеристик процесса резания от параметров и условий обработки, являющиеся основой для разработки алгоритмов оптимального управления.

3. При изучении на имитационной модели траектории рабочих заглублений показано, что для обеспечения максимально достижимой глубины каждого единичного заглубления требуется одновременно изменять частоту вращения шпинделя и скорость подачи. Это вытекает из зависимости полученных экспериментально модельным путем при варьировании скорости и подачи поверхностей числовых характеристик процесса резания, имеющих экстремальные точки, зависящие от текущей величины заглубления. Выполненные исследования при различных алгоритмах управления показали, что наиболее эффективным является алгоритм векторного управления, позволяющий не только уменьшить время каждого единичного заглубления, но и обеспечить его максимальную глубину.

4. Показано, что динамика управляемых движений исполнительных элементов станка имеет переменную структуру, поэтому определены условия переключения от одной структуры к другой по критерию максимальной производительности. В частности показано, что при переключении от рабочих заглублений к вспомогательным перемещениям критерию максимальной производительности соответствуют постоянные и равные между собой значения минимальной скорости подачи. Такие значения определяются на имитационной модели, на основе перебора количества заглублений для обработки деталей заданной глубины.

5. Разработаны алгоритмы, реализующие различные стратегии автоматического управления процессом сверления глубоких отверстий, в частности: алгоритм стабилизации крутящего момента и алгоритм векторного управлений процессом сверления. Проведено сравнительное имитационное моделирование и экспериментальное исследование эффективности различных алгоритмов, показавшее оптимальность алгоритма векторного управления. Однако необходимо подчеркнуть, что этот алгоритм является и наиболее сложным с позиции аппаратной реализации.

6. Выполненный системный анализ управления траекториями исполнительных элементов станка по критерию максимальной производительности позволил создать ряд специализированных систем управления исполнительными элементами станка и осуществить модернизацию существующего оборудования в условиях ОАО «Роствертол» и ОАО «Калужский турбинный завод».

Публикации автора по теме диссертации в изданиях рекомендованных из списка ВАК:

1. Христофорова В.В., Заковоротный В.Л. Преобразование управляемых траекторий формообразующих движений в станках с числовым программным управлением. Вестник ДГТУ. Сер. Управление и диагностика в динамических системах. -Ростов н/Д, 1999.

2. Христофорова В.В., Заковоротный В.Л., Панов Е.Ю., Флек М.Б.

Определение оптимальных аттракторов формообразующих движений

при обработке глубоких отверстий малого диаметра. 4.1 СТИН -2006 -

№ 1.

3. Христофорова В.В., Заковоротный В.Л., Панов Е.Ю., Флек М.Б. Определение оптимальных аттракторов формообразующих движений при обработке глубоких отверстий малого диаметра. 4.2 СТИН - 2006. - № 2.

Публикации автора по теме диссертации в других изданиях:

4. Христофорова В.В., Лукьянов А. Д. К вопросу обоснования возможности оптимального управления глубоким сверлением отверстий малого диаметра. Сборник материалов: Высокие информационные технологии в науке и производстве-г.Ростов-на-Дону, РГУ, 2006 г.

5. Христофорова В.В., Лукьянов А.Д. Оптимизация режимов сверления глубоких отверстий малого диаметра по критерию приведенных затрат на изготовление партии деталей (статья). Труды 8 Международной конференции по динамике технологических систем. - Том 3, г.Ростов-на-Дону, ДГТУ, 2007 г.

6. Христофорова В.В., Лукьянов А.Д. Оптимизация алгоритмов сверления глубоких отверстий по критериям быстродействия и стойкости инструментов. Научно-техническая конференция профессорско-преподавательского состава, сотрудников и студентов университета, г. Ростов-на-Дону, 2008 г.

7. Христофорова В.В. Экспериментальное и компьютерное исследование алгоритмов управления специальными системами сверления. Современные проблемы информатизации в моделировании и анализе сложных систем: сб. тр. 13 Междунар. науч. конф. - г. Воронеж: «Научная книга» 2008 г.

8. Христофорова В.В., Семко И.А. Следящая система на основе дискретного асинхронного привода. Сборник материалов: Высокие информационные технологии в науке и производстве. - Г.Ростов-на-Дону, РГУ, 2006.

В печать Т7. 0&- 09.

Объем 0 усл.п.л. Офсет, Формат 60x84/16.

Бумага тип №3. Заказ№е?3£?Тираж ¿00

Издательский центр ДГТУ

Адрес университета и полиграфического предприятия: 344000, г.Ростов-на-Дону, пл.Гагарина,!.

Введение.

Глава 1. Существующие подходы к созданию систем управления сверлением глубоких отверстий.

1.1 Методы, применяемые для улучшения сверления глубоких отверстий.

1.2. Особенности сверления глубоких отверстий малого диаметра рпиральными сверлами.

1.3. Системный подход к созданию автоматизированного оборудования для сверления глубоких отверстий.

Глава 2. Оптимизация вспомогательных перемещений.

2.1. Анализ траекторий перемещений пиноли при сверлении глубоких отверстий малого диаметра.

2.2 Постановка задачи оптимизации вспомогательных перемещений.

2.3 Математическая модель динамики вспомогательных перемещений силовой сверлильной головки в детерминированной постановке.

2.4 Влияние временной неопределённости точки переключения перехода от вспомогательных перемещений к рабочим перемещениям.

2.5 Влияние неопределённости момента сопротивления движению пиноли. 72 f

2.6 Выводы.t.

Глава 3. Оптимизация рабочих движений инструмента по критерию минимума приведенных затрат.

3.1. Анализ особенностей формирования траекторий рабочих движений при сверлении глубоких отверстий малого диаметра.

3.2.Имитационное моделирование системы управления процессом сверления.

3.3.Анализ эффективности алгоритмов управления рабочими заглублениями.

3.4.Изучение оптимальной траектории при векторном управлении.

3.4.1. Обоснование существования оптимальной траектории при векторном управлении.

3.4.2 Построение оптимизационных поверхностей для алгоритма сверления глубоких отверстий при векторном- управлении.

3.4.3 Анализ эффективности квазиоптимального Алгоритма.

3.5 Выводы.

Глава 4. Экспериментальное оборудование и практическая реализация результатов исследования.

4.1 Свойства измерительных преобразователей при переключении скорости на рабочих перемещениях 2-го прохода.

4.2 Оценка пространственной задержки в системе управления.

4.3 Особенности управления сверлением вблизи зоны пакетирования стружки.

4.4 Обоснование метода измерения крутящего момента на инструменте по току электродвигателя.

4.5 Исследование стабильности момента сопротивления при перемещении пиноли.

4.6 Экспериментальная установка для исследования операций глубокого сверления отверстий малого диаметра.

4.7 Экспериментальная установка (прототип) системы управления глубоким сверлением труднообрабатываемых материалов.

4.8 Практическая реализация результатов исследования.

4.9 Выводы.

Управление процессом сверления глубоких отверстий малого диаметра осуществляется на силовых сверлильных головках специально созданных для этого процесса. Создание таких сверлильных головок есть комплексная проблема.

Настоящее исследование является результатом дальнейших разработок систем управления процессом сверления глубоких отверстий, которые выполнены на кафедре АЛЛ, а так же в ряде вузов и НИИ страны. Здесь, прежде всего, необходимо отметить работы Тверского М.М., Лещинского Л.Ю., Гуськова А.С., Мурашкина Л.С., Закамалдина В.И. выполненные в ЭНИМСЕ, в Южноуральском техническом университете, Санкт-Питербуржском техническом университете и МВТО имени Баумана. Необходимо так же отметить работы, выполненные в ДГТУ руководством Заковоротного В.Л., это работы Чубукина А.В., Яншахова М.Л., Назаренко Д.В., Панова Е.Ю. Главное внимание в этих работах уделялось проблемам управления собственно рабочих заглублений в процессе каждого единичного заглубления. Необходимо так же отметить исследования по совершенствованию режущего инструмента. В частотности использования шнековых инструментов, т.е. инструмента с большим подъемом спирали, а так же сверлению оружейными сверлами, вибрационному сверлению и прочее. Кроме этого используются сверла фирмы GUHRING, у которых осуществляется принудительный подвод СОЖ через специальные отверстия в инструменте, что также способствует улучшению процесса обработки. В последние годы при создании оборудования для сверления глубоких отверстий существенно расширилась номенклатура деталей. Кроме типичных для топливной и гидроаппаратуры деталей, например штуцеров и шпинделей гидросистем вертолетов, создано оборудование для обработки например трубных досок пароконденсаторов энергетических паровых турбин.

Тем не менее, несмотря на совершенствование режущего инструмента, все станочные системы созданные для сверления глубоких 4 отверстий представляют собой достаточно сложную управляемую динамическую систему, в которой необходимо разумно сочетать вспомогательные перемещения, в задачу которых входит быстрый вывод инструмента из зоны обработки для очистки инструмента от стружки и улучшения доступа СОЖ в зону резания и подвод инструмента к зоне резания, при обеспечении требуемых показателей точности координаты и скорости заглубления, обеспечение траектории рабочих заглублений, определение координат переключения каждого заглубления и прочее. Таким образом, следующим естественным этапом совершенствования автоматизированных управляемых станочных систем является системный подход к управлению движениями исполнительных элементов силовых сверлильных головок. Именно этот этап и определил актуальность диссертационного исследования и его значения для науки и практики, что отвечает требованиям ВАК РФ.

На защиту выносятся теоретическое обобщение и практическое решение научно-технической проблемы повышения производительности и технологической надежности процесса сверления глубоких отверстий. В частности, автор защищает следующие взаимосвязанные положения, в целом составляющие решение поставленной задачи:

1. Разработать математическую модель движений исполнительных элементов управляемой силовой сверлильной головки для сверления глубоких отверстий, включающую вспомогательные перемещения, переход на траекторию рабочих заглублений и траекторию рабочих заглублений с учетом реакции со стороны процесса резания.

2. Для математической модели разработать имитационную модель, позволяющую изучать и оптимизировать все стадии движения исполнительных элементов с учетом реакции со стороны процесса резания.

3. Разработать математические алгоритмы и программы для синтеза систем оптимального по быстродействию управления вспомогательными перемещениями пиноли силовых сверлильных головок, обеспечивающих заданную точность позиционирования при подходе инструмента к зоне резания.

4.Разработать математические алгоритмы и программы для синтеза систем оптимального по быстродействию управления рабочими заглублениями, отличающиеся от известных тем, что управление является векторным с одновременным изменением скоростей подачи и частоты вращения шпинделя сверла.

5. Разработать математические алгоритмы и программы для определения координат переключения циклов рабочих заглублений, при которых время обработки отверстия будет минимальным при решении задач по первым двум пунктам.

6. Выполнить экспериментальные исследования вероятностных свойств параметров имитационной модели, позволяющей определить координаты переключения циклов управления движением пиноли силовой сверлильной головки.

7. Создать систему управления в совокупности с силовой сверлильной головкой, обеспечивающую оптимизированный алгоритм управления. Изучить эффективность различных алгоритмов и- внедрить их в производство.

Методы и приемы исследования. В работе использовался классический подход к решению задачи оптимизации процесса сверления глубоких отверстий малого диаметра. Здесь необходимо отметить два принципа к подходу решения задачи. Первый заключается в качественном решении этого вопроса. Он определен теоретической постановкой задачи, а результат достигается использованием более точной модели. Второй, количественный, заключается в использовании датчиков с большей точностью и быстродействием, это дает возможность получать поток данных адекватных проистекающему процессу, а также использование более производительных вычислительных систем способных обрабатывать поток информации от датчиков и реализовать сложные алгоритмы управления в реальном масштабе времени.

Результаты работ получены путем теоретических и экспериментальных исследований. Теоретические исследования включают в себя выдержки теории резания (сверления), теории автоматизированного электропривода, численных методов решения задач динамики, методов цифровой обработки сигналов и цифровой фильтрации, теории случайных процессов. Экспериментальные исследования были произведены на специально созданной установке, основу которой составляла силовая сверлильная головка, разработанная на кафедре "Автоматизация производственных процессов" ДГТУ и изготовленная на Азовском оптико-механическом заводе. Оборудование работало под управлением ПЭВМ Pentium 233. Для обеспечения функции управления и снятия данных использовалась специализированное программное обеспечение. Все статистические расчеты, а также математическое моделирование производились на ПЭВМ в математическом пакете MATLAB.

Практическая ценность результатов работы заключается в. том, что все алгоритмы управления, включая управление вспомогательными перемещениями, рабочими заглублениями и координатами переключения циклов обработки реализованы на конкретном оборудовании внедренном на ОАО «Роствертол» и ОАО «Калужский турбинный завод».

Практическое значение работы заключается так же и в том, что разработанные алгоритмы могут быть после некоторой доработки перенесены на другие технологические процессы и металлорежущие станки. Например алгоритмы синтеза систем оптимальных по быстродействию при заданной точности позиционирования можно использовать в позиционных системах программного управления станками.

Практическая ценность результатов работы определяется так же тем, что созданные серии управляемых силовых головок позволили: для ОАО «Роствертол» на 30-35 процентов повысить производительность, практически исключить брак по поломке инструмента и уводу оси отверстия;

- для ОАО «Калужский турбинный завод» применение системы адаптивного сверления глубоких отверстий на базе координатно-сверлильного станка 25500С1000МФ4 позволило более чем на 30% уменьшить время сверления глубокого отверстия при обработке трубных досок пароконденсаторов паровых турбин. Кроме повышения производительности обработки, указанный алгоритм снижает брак отверстий в высокоответственной детали по уводу оси отверстия - на 70%, по поломке инструмента - на 95 % и исключает катастрофический износ дорогостоящего твердосплавного инструмента, позволяя довести количество переточек сверла до 10, а общую стойкость инструмента (с учетом переточек) до 12001500 отверстий. Экономический эффект от внедрения системы управления составил 375 тыс. руб. в год (в ценах 2006 года).

Научная новизна диссертационного исследования заключается прежде всего в разработке комплексной оптимизации траекторий исполнительных элементов управляемых силовых сверлильных головок для обработки глубоких отверстий в единстве оптимизации вспомогательных перемещений, рабочих заглублений и определения координат переключения рабочих заглублений на вспомогательные перемещения. При решении этой общей проблемы получены следующие новые научные результаты:

1. Сформулирована и решена задача оптимизации вспомогательных перемещений по критерию минимума времени при обеспечении заданной точности подхода инструмента к зоне резания. При этом под точностью понимается, характеристики распределения пространственных координат вершины инструмента и скоростей врезания инструмента в заготовку.

2. Доказано, что максимальной глубине каждого единичного заглубления при ограничениях на осевое усилие и крутящий момент соответствует траектория одновременного изменения скорости подачи и частоты вращения шпинделя. Разработана методика определения этих траекторий и предложена схема физической реализации.

3. Предложена имитационная модель всего цикла сверления включающая, как уравнение динамики, так и все циклы обработки. Выполненные на имитационной модели исследования позволили определить оптимальные координаты перехода от быстрых вспомогательных перемещений к рабочим заглублениям. Траектории рабочих заглублений и оптимальные координаты перехода от рабочих заглублений к вспомогательным перемещениям. В частности показано, что эти координаты зависят, как от глубины сверления, так от текущего их значения.

4. На основе экспериментальных методов осуществлена идентификация параметров имитационной модели для случаев: диаметр отверстия 1,92,5 мм (глубина 30 мм) и 12-16,4 мм (глубина 100 мм). Идентификация проведена для случаев первого и последующих заглублений.

Апробация результатов исследования. Экспериментальные исследования производились в лабораторных условиях кафедры «Автоматизация производственных процессов» Донского Государственного Технического Университета. Были произведены испытания на предприятии ОАО «Роствертол», а также на ОАО «Калужский турбинный завод» и получены акты внедрения. Результаты работ докладывались на научно-технических конференциях в г.Ростове-на-Дону, г.Воронеже.

Структура работы. Диссертация состоит из введения, 4 глав и заключения, приложений и списка литературы, включающего 116 наименований, содержание работы изложено на 214 страницах машинописного текста, всего 89 рисунков.

4.9 Выводы^

1. Системный подход к построению автоматизированного оборудования для сверления глубоких отверстий включает в себя не только определение координат переключения отдельных циклов обработки, но и выбор оборудования, обладающего требуемыми метрологическими и точностными свойствами.

2. Показано, что для оценивания траекторий (скоростей и перемещений) пиноли специализированных сверлильных головок наиболее целесообразным является использование оптических цифровых датчиков, обладающих требуемыми - метрологическими свойствами и хорошо совместимых с микроконтроллером, на базе которого выполнена система управления.

3. Экспериментальные исследования временных диаграмм перемещения пиноли в процессе рабочих заглублений и выполненная статистическая обработка этих траекторий позволили определить рациональные1 значения^ пространственных задержек при переходе движения пиноли от рабочих заглублений'К вспомогательным перемещениям. 1

4. Одним из факторов, влияющих на координаты переключения от вспомогательных перемещений к рабочим заглублениям, обусловлен характеристиками разброса момента сопротивления движению пиноли. Выполненные экспериментальные исследования вероятностных характеристик распределения момента сопротивления позволили конкретизировать значения уставок системы управления автоматизированной сверлильной головки.

5. Выполненные исследования элементов системы управления, дополненные предложенными алгоритмами, позволяют существенным образом повысить управляемость процесса сверления, обеспечивая, при исключении брака по поломке инструмента, либо существенное повышение производительности, либо существенное повышение стойкости инструмента, либо любой промежуточный режим обработки. Следует признать, что наиболее эффективным использование специализированных систем глубокого сверления, как части технологии глубокого сверления, включающей в себя ряд предварительных операций по подготовке изделия перед обработкой (предварительное засверливание отверстий, использование шаблонов), использование современного инструмента для высокопроизводительной обработки, а так же использование масляных СОЖ под большим давлением.

6. Выполненные исследования, дополненные рациональным выбором оборудования, позволил создать специализированную систему, внедрённую в условиях ОАО КТЗ. Подобный комплексный подход к задаче создания оборудования для сверления глубоких отверстий позволяет повысить производительность в 2-3 раза. А если учесть исключение из технологического процесса операций зенкерования и развертывания, необходимых после ручного сверления, то время изготовления деталей сократится в 4-5 раз.

7.Дополнительным выигрышем от внедрения систем созданного оборудования является существенное снижение требований к квалификации рабочих, обслуживающих станки. После модернизации радиально-сверлильных станков типа «Chepel» на участке сверления трубных досок ОАО «КТЗ» в спецстанки для сверления глубоких отверстий в труднообрабатываемых ' материалах стало возможно вместо квалифицированных сверловщиков 5-6 разряда использовать учеников сверловщика с квалификацией 1-2 разряда, что позволило решить остро стоящую кадровую проблему недостатка квалифицированного персонала.

Заключение

В данной, работе, на основе теоретических и экспериментальных исследований, а также имитационного компьютерного моделирования, решена актуальная научно-техническая проблема автоматизации процесса сверления глубоких отверстий.

В ходе выполнения исследований была осуществлена системная постановка задачи оптимизации времени сверления глубоких отверстий, заключающаяся в учете взаимовлияния скоростей рабочих и вспомогательных движений, а также временных и динамических характеристик станочного оборудования.

Решена задача оптимизации времени вспомогательных перемещений пиноли силовой сверлильной головки при сверлении глубоких отверстий, что предполагает оптимальное по быстродействию управление при обеспечении требуемой точности терминального состояния управляемой системы. В связи с дополнительными требованиями по точности терминального1 состояния системы, к рассмотрению были приняты статистические параметры процесса' обработки и учитывались статистические свойства координат переключений и времен задержек, что привело к формированию трубки фазовых траекторий, зависящей от выбранного доверительного интервала. Выбранный подход привел к формированию по математическому ожиданию параметров и времени переключения дополнительного пути, который должна пройти пиноль при подходе к точке контакта инструмента с заготовкой.

Решение вопроса минимизации величины дополнительного пути в большой степени и определяет скорость быстрых перемещений, при которой общее время становится минимальным. Ограничения, накладываемые на значение скорости врезания инструмента в заготовку, зависят от состояния режущего инструмента и величины просверленного на предыдущих этапах отверстия. Установлено, что значение оптимальной скорости зависит от величины ограничений, накладываемых на скорость врезания инструмента в заготовку.

Для проверки теоретических расчетов была создана математическая модель подсистемы перемещения пиноли, с помощью которой было проведено имитационное моделирование вспомогательных перемещений пиноли. Построены фазовые траектории переходных процессов, на основе которых были определены величины задержек переключения от вспомогательных к рабочим заглублениям. В частности установлено,* что оптимальное значение скорости, быстрого подвода пиноли к зоне резания зависит от величины просверленного отверстия. Поэтому необходимо дополнительно корректировать значение управляющего напряжения, подаваемого на якорь двигателя при его подводе к зоне резания.

Выполненное имитационное моделирование- синтеза различных законов» управления, позволило определить основные требования^ к элементной базе при физической реализации системы управления, а также определить, стратегию-переключения на рабочие заглубления- при-движении пиноли в.сторону заготовки. Показано,- что основным,фактором, приводящим, к образованию оптимальной скорости подвода пиноли на участке быстрых движений, является временной разброс точки переключения. Кроме этого установлено, что наиболее рационально осуществлять переключение на рабочие движения не по координатам перемещения, а по скоростям. В частности показано, что при переключении по координате перемещения существует область, в которой терминальное состояние является не достижимым.

В результате выполнения работ автором были получены следующие существенные научные результаты, определяющие-принципы и условия создания оптимальных по условию производительности систем автоматизации процесса сверления глубоких отверстий:

1. На основе предложенной имитационной модели сверления • глубоких отверстий спиральными сверлами включающей вспомогательные перемещения пиноли шпинделя силовой сверлильной головки, рабочие -заглубления с одновременным изменением скорости подачи и частоты вращения шпинделя- и переключения циклов обработки, выполнена системная оптимизация траекторий исполнительных элементов головки.

2. Изучение траекторий вспомогательных перемещений позволили предложить алгоритм управления реализующий минимальное время вспомогательных перемещений при обеспечении заданной точности траектории вершины инструмента при подходе к зоне резания. Показано, что одним из основных факторов влияющих на неопределенность траекторий при подходе к зоне резания является вариация момента сопротивления в силовой сверлильной1 головке, обусловленная прежде всего изменениями сил трения, а так же разброс во времени срабатывания управляющих элементов обеспечивающих переключение от вспомогательных перемещений к рабочим заглублениям. Существование оптимальных законов управления» в этом случае определяется не только ограничениями на* вектор управления; но< в большей степени противоречием между увеличением . скорости вспомогательных перемещений И' связанным с ним разбросом, трубки* фазовых траекторий. При увеличении разброса требуется для обеспечения заданной точности режущему инструменту проходить дополнительный путь на рабочей подаче.

Показано так же, что оптимальные координаты переключения вспомогательных перемещений на рабочие заглубления зависят от глубины обрабатываемого отверстия. Для учета этой зависимости экспериментально-модельным путем получены интерполяционные поверхности зависимости силовых характеристик процесса резания от параметров и условий обработки, являющиеся основой для разработки алгоритмов оптимального управления.

3. При изучении на имитационной модели траектории рабочих заглублений показано, что для обеспечения максимально достижимой глубины каждого единичного заглубления требуется одновременно изменять частоту вращения шпинделя и скорость подачи. Это вытекает из зависимости полученных экспериментально модельным путем при варьировании скорости и подачи поверхностей числовых характеристик процесса резания, имеющих экстремальные точки, зависящие от текущей величины заглубления, выполненные исследования при различных алгоритмах управления (обработка на постоянных режимах с выводом инструмента из зоны резания по критическому моменту, стабилизация крутящего момента, путем изменения скорости подачи, векторное управление- на основе одновременного изменения скорости подачи и частоты вращения шпинделя), показали, что наиболее эффективным является алгоритм векторного управления, позволяющий не только уменьшить время каждого единичного заглубления, но и обеспечить его максимальную глубину.

4. Показано, что динамика управляемых движений исполнительных элементов силовой сверлильной головки имеет переменную структуру, поэтому определены условия переключения от одной структуры к другой по критерию максимальной производительности. В частности показано, что при переключении от рабочих заглублений к вспомогательным перемещениям критерию максимальной производительности соответствуют постоянные и< равные между собой значения минимальной скорости подачи, такие значения определяются на имитационной- модели на основе перебора количества заглублений для обработки деталей заданной глубины.

5. Разработаны алгоритмы, реализующие различные автоматического стратегии управления процессом сверления глубоких отверстий, в частности: алгоритм стабилизации крутящего момента и алгоритм векторного управлений процессом сверления. Проведено сравнительное имитационное моделирование и экспериментальное исследование эффективности различных алгоритмов, показавшее оптимальность алгоритма векторного управления, однако необходимо подчеркнуть, что этот алгоритм является и наиболее сложным с позиции аппаратной реализации.

6. Выполненный системный анализ управления- траекториями исполнительных элементов станка по критерию максимальной производительности позволил создать ряд специализированных силовых сверлильных головок и осуществить модернизацию существующего оборудования в условиях ОАО «Роствертол» и ОАО «Калужский турбинный завод».

Практическим результатом выполнения работы явилось создание и программная реализация алгоритма векторного управления сверлильной головкой, позволяющего повысить производительность и технологическую надежность процесса сверления глубоких отверстий за счет оптимизации времени как.вспомогательных, так и рабочих перемещений.

Предложены алгоритмы и программы, проиллюстрированные на примере сверления отверстия диаметром 2,0 мм в стали 20Х, включают в себя построение поверхности равных значений сил, которым соответствуют значения частот вращения'шпинделя и скоростей подачи по мере увеличения единичного заглубления. На этих поверхностях выбирается траектория, позволяющая обеспечить компромисс между желанием увеличить-величину единичного заглубления и уменьшить время'обработки в пределах каждого единичного заглубления.

Созданные силовые сверлильные головки позволили: для ОАО «Роствертол» на 30-35 процентов повысить производительность, практически исключить брак по поломке инструмента и уводу оси отверстия, а также высвободить персонал на изнурительной операции ручного управления глубоким сверлением;

- для ОАО «Калужский турбинный завод» более чем на 30% уменьшить время сверления глубокого отверстия при обработке трубных досок пароконденсаторов паровых турбин., Кроме того, повысить производительность обработки, указанный алгоритм снижает брак-отверстий в высокоответственной детали по уводу оси отверстия - на 70%, по поломке инструмента - на 95 % и исключает катастрофический износ дорогостоящего твердосплавного инструмента, позволяя довести количество переточек сверла до 10, а общую стойкость инструмента (с учетом переточек) до 12001500 отверстий. Экономический эффект от внедрения системы управления составил 375 тыс. руб. в год (в ценах 2006 года).

1. Адаптивное управление станками. Под редакцией Балакшина Б.С. —М., "Машиностроение", -1973, с.688.

2. Арнольд В.И. Дополнительные главы теории обыкновенных дифференциальных уравнений. М.: Наука, главная редакция физико-математической литературы. -1978, с. 154.

3. Андронова А.А., Витт А.А., Хайкин С.Э. Теория колебаний. 2-е издание —М.: Наука, 1981, с.568.

4. Базров Б.М. Выбор способа адаптивного управления процессом механической обработки детали. СТИН, -1964. №8.

5. Балакшин Б.С. Автоматизация управления технологических процессов с целью повышения точности и производительности обработки. В сб. "Самоподнастраивающиеся станки" -М., Машиностроение, 1970.

6. Баранчиков В.Н., Исарионов А.В., Юдина Н.Д. и др. Прогрессивные режущие инструменты и режимы резания металлов: Справочник.-М.: Машиностроение, 1990. с.400

7. Болтянский В.Г. Математические методы оптимального управления. — М., Наука. 1966. 308с., ил.

8. Болтянский В.Г. Математические методы оптимального управления. -М., Наука. 1968,408с.,ил.

9. Болтянский В.Г. Математические методы оптимального управления. -М., Наука, 1969. -408 с.

10. Болтянский В.Г. Математические методы оптимального управления -М., 1978.

11. Васильев Д.Т. Теоретические основы сверления спиральными сверлами и оптимальные условия для сверления жаропрочных материалов. Материалы Всесоюзного совещания по спиральным сверлам. Вильнюс, 1964, с. 418.

12. Гиттис Н.В. Пути снижения' фрикционных автоколебаний в металлорежущих станках. М., 1986, с.52.

13. Гуськов A.M., Воронов С.А., Квашнин А.С. Влияние крутильных колебаний на процесс вибросверления. Вестник МГТУ им.Баумана, сер. машиностроение, 2007 г., №1, стр. 3-19

14. Гуськов A.M. Разработка метода построения и анализа динамических моделей технологических процессов при механической обработке: Автореф. дис. на соискание ученой степени доктора технических наук, М. МГТУ им. Баумана, 1997г.

15. Городецкий М.С., Бейлин Л.П., Семенов А.А. Общие требования к адаптивным системам стабилизации силовых параметров процесса резания для токарных станков. СТИН 1974г№8.

16. Грановский Г.И., Грановский В.Г. Резание металлов. Москва. Высшая школа. 1985г 304с.

17. Грановский Г.П. и др. Резание металлов. Москва, Машгиз, 1964г.

18. Дальский A.M., Суслов А.Г., Косилова А.Г., Мещерякова Р.К. Справочник технолога-машиностроителя в 2-х томах. Том 2, М.: Машиностроение, 2001 г.— с.944

19. Дибнер Л.Г., Шкурин Ю.П. Заточка спиральных сверл. Изд-во «Машиностроение», 1967-с. 153.

20. Джонстон Г. Учитесь программировать. — М.: Финансы и статистика, 1989, с.367.

21. Закамалдин В.И. Выбор регулируемой величины и способа ее измерения при создании системы автоматического управления для сверления отверстий малого диаметра. Сб самоподнастраивающиеся станки, Изд Машиностроение, М. 1970г.

22. Закамалдин В.И. Разработка и исследование систем стабилизации нагрузки на инструмент при сверлении глубоких отверстий малого диаметра. Автореферат диссертации, Челябинск, 1971г.

23. Заковоротный В.Л., Бегун В.Г, Иалагнюк E.F. Частотный анализ динамики процесса резания. //Изв. СКНЦ ВШ. Техн. науки.-1979.-№1, с. 17-20.

24. Заковоротный В.Л., Мирошниченко И.К., Перлин О.С., Турчин В:И. Исследование управляемости процесса: глубокого сверления. // Электронная техника. Сер.7 Технология, организация? производства и оборудование. 1980.Вып. 3. с.31-38.

25. Заковоротный- В. Л. Определение оптимальных координат переключения циклов рабочих заглублений при• глубоком; сверлении. Известия; Северо-Кавказского > научного центра высшей школы, серия техническая №4, с.61-64. 1974г.

26. Заковоротный В.Л., Перлин О.С., Термолаев Г.К., Яншахов. М.Л'. Устройство для управления процессом глубокого сверления отверстий малого диаметра. Авторское свидетельство СССР №522913. С приоритетом от 16 декабря 1974г.

27. Заковоротный В.Л., Перлин О.С., Турчин В.И., Яншахов М.Л. Исследование и разработка систем оптимального управления сверлением глубоких отверстий. // Электронная техника. Сер.7 Технология, организация производства и'Оборудование. .1980;Вып. 4. с.4-8.

28. Заковоротный. В .Л., Перлин О.С., Турчин В.И., Калюжный А.В. Станок для сверления- глубоких отверстий? с оптимальным; циклом? обработки; Электронная техника. Сер. 7. Технология, организация производства и оборудование. 1980г.

29. Заковоротный B.JI., Перлин О.С., Чубукин А.В. Стабилизация и управление процессов глубокого сверления. В сб. "Применение ультразвука в машиностроении", Ростов-на-Дону, 197 I.e. 153-164.

30. Заковоротный В.Л., Перлин О.С., Чубукин А.В. Оптимальное управление процессом глубокого сверления. В сб. "Труды III областной конференции молодых ученых", Ростов-на-Дону, 1973.C. 137-139.

31. Заковоротный В.Л., Санкар Т.С., Бордачев Е.В. Система оптимального управления процессом глубокого сверления отверстий малого диаметра. // СТИН.- 1994г.-№12. С.22-25.

32. Заковоротный В.Л., Санкар Т.С., Бордачев Е.В. Система оптимального управления- процессом- глубокого сверления отверстий малого диаметра. // СТИН.- 1995г.- №1. С.11-14.

33. Заковоротный В.Л., Ханбеков P.M. Динамическая модель процесса глубокого сверления. В сб "Исследования в области автоматизации машиностроения". Ташкент 1970.с. 197-200.

34. Заковоротный В.Л., Чубукин А.В., Кислик Д.В. Автоматическая стабилизация процесса глубокого сверления. // Автоматизация производственных процессов в сельхозмашиностроении. Сб. науч. тр., Вып 1, Ростов-на-Дону, РИСХМ, 1972.-с.58-68.

35. Заковоротный В.Л., Яншахов М.Л., Кравченко В.В. Исследование и разработка систем оптимального управления сверлением глубоких отверстий. // Электронная техника. — Сер.7.-Вып.4.-1980г.-с.4-7.

36. Заковоротный В.Л., Яншахов М.Л. Сверление глубоких отверстий малого диаметра с наложением ультразвуковых колебаний. "Прочность и пластичность материалов в ультразвуковом поле". Сб. тез. докл. Весоюзн. Научн. техн. конф. Сент. Алма-Ата, 1980.C.71-72.

37. Златолинская М.К. Микропроцессорные регулирующие устройства: Обзорная информация. Москва. ЦНИИТЭИ приборостроение. 1984.Вып1 74с.

38. Иордан Г.Г., Курносов Н.М., Козлов М.Г., Певзнер В.В. Микропроцессорные контроллеры в системах автоматического регулирования. '// Приборы и системы управления. 1981.№2. с.50-54.

39. Итин A.M. Выбор скоростей быстрых перемещений в станках. // СТИН, 1976г,№4, с. 14-17.

40. Колев Н.С., Красниченко JI.B., Никулин Н.С., Проников А.С., Тихонов А.А., Тепинкичиев В.К., Шувалов Ю.А. Металлорежущие станки. Москва. Машиностроение. 1980.с.500.

41. Кононенко С.Г. Обработка глубоких отверстий. Машиностроение. М. 1964г., с.354.

42. Ключев В.И. Теория электропривода. М.: Энергоатомиздат, 1985г,с.560.

43. Крагельский И.В. Трение и износ. М.: Машиностроение. 1968г, с.256.

44. Кудинов В. А. Динамика станков. Москва. Машиностроение. 1967.С.360.

45. Лищинский Л.Ю. Структуры автоматических систем управления процессами обработки на станке. СТИН 1972г №5.

46. Лищинский Л.Ю., Ермолаев Г.В. Автоматизация операции глубокого сверления отверстий малого диаметра. "Механизация и автоматизация производства", 1972г№1. с. 1-4.

47. Лищинский Л.Ю., Ермолаев Г.В. Автоматизация операции глубокого сверления отверстий малого диаметра. "Механизация и автоматизация производства", 1972г№2.

48. Лищинский Л.Ю., Ермолаев Г.В. Автоматизация операции глубокого сверления. (Обзор по межотраслевой технике.) ГОСИНТИ, М. 1969г.

49. Лищинский Л.Ю., Мошков Е.А. Выбор оптимальных скоростей вспомогательных перемещений в станках для глубокого сверления. "Вестник машиностроения", №5 1972г.

50. Лищинский Л.Ю., Мошков Е.А. Основы построения поисковых адаптивных систем для оптимизации металлообработки. // СТИН, 1975г, №11, с.4-6.

51. Лищинский Л.Ю., Мошков Е.А., Рабинович В.И. Оптимизация операции глубокого сверления. СТИН. 1971 г № 10.

52. Лещинский Л.Ю., Мошков Е.А. Выбор оптимальных скоростей вспомогательных перемещений в станках для глубокого сверления. «Вестник машиностроения» 1972, №5

53. Лищинский Л.Ю., Рабинович В.И. Оптимальное управление режимом резания в станках для глубокого сверления. СТИН 1973., №3.

54. Льюнг Л. Идентификация систем: Теория для пользователя. М.: наука, 1991, с.431.

55. Лукьянов А.Д. Разработка систем виброакустической диагностики эволюции процесса точения на основе построения авторегрессионных моделей. Ростов-на-Дону, 1998 г.

56. Макаров А. Д. Оптимизация процессов резания. Москва. Машиностроение. 1976г.

57. Моисеев Н.Н., Иванилов Ю.П., Столярова Е.М. Методы оптимизации: Учебное пособие для вузов. -М.: Наука, 1978, с.351.

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

59. Мурашкин Л.С. Вынужденные колебания самовозбуждающихся систем при вибрационной обработке материалов. Труды ЛПИ. Машиностроение. 1969г,№309, с.234-239.

60. Мурашкин Л.С. Динамика вибрационной обработки при положительном сопротивлении в системе. Труды ЛПИ. Машиностроение. 1972г, №321, с.202-205.

61. Мурашкин Л.С. Исследование дифференциального уравнения подачи при вибрационной обработке металлов. Труды ЛПИ. Автоматизация и технология машиностроения. 1966г, №267, с.11-14.

62. Мурашкин JI.C. Исследование характера движения системы вибрационной обработки с учетом нелинейности силы от подачи. Труды ЛПИ. Машиностроение. 1970г, №314, с.279-286.

63. Мурашкин Л1С.; Мурашкин С. Л. Прикладная нелинейная механика станков. Л.: Машиностроение, 1977г., с. 178.

64. Основы автоматического регулирования. Под ред. Солодовникова В.В. Т.2, 4.1 Москва. Машгиз 1959г 723с.

65. Основы автоматического регулирования. Под ред. Солодовникова В.В. Т.2, 4.2 Москва. Машгиз-1959г 454с.

66. Основы автоматического регулирования. Под ред. Солодовникова В.В. Т.З, Москва. Машгиз 1959г.659с.

67. Панов.Е.Ю. Повышение производительности и надежности процесса сверления глубоких отверстий малого диаметра спиральными сверлами за счет диагностики состояния и векторного управления его координатами. Ростов-на-Дону, 2003 г.

68. Перлин О.С. Чубукин А.К., Заковоротный В.Л., Малюта В.Н., Мухин Н.Ф. Система управления процессом глубокого сверления. Авторское свидетельство СССР.

69. Подураев В.Н. Автоматически регулируемые и комбинированные процессы резания. Москва. Машиностроение. 1977г, 303с.

70. Подураев В.Н. Обработка резанием жаропрочных и нержавеющих материалов. Москва. Машиностроение. 1965г.

71. Подураев В.Н. Обработка резанием с вибрациями. Москва. Машиностроение. 1970г.

72. Подураев В.Н. Резание труднообрабатываемых материалов. Москва. Машиностроение.

73. Полетика М:Ф. Контактные нагрузки на режущих поверхностях инструмента. Москва. Машиностроение., 1969г.

74. Понтрягин Л.С., Болтянский В.Г., Гамкрелидзе Р.В., Мищенко Е.Ф. Математическая теория оптимальных процессов. Москва. Наука. 1969.384 с.

75. Понтрягин Л.С., Болтянский В.Г., Гамкрелидзе Р.В., Мищенко Е.Ф. Математическая теория оптимальных процессов. Москва. Наука. Главная редакция физико-математической литературы, изд. 3-е, 1976.392 с.

76. Потемкин В.Г. Система MATLAB. Справочное пособие. Москва. ДИАЛОГ-МИФИ. 1997г — 350с.

77. Пуш В.Э., Пигерт Р., Сосонкин В.Л. Автоматические станочные системы. М: Машиностроение, 1982, с.319.

78. Резников Н.И. и др. Производительная обработка нержавеющих и жаропрочных материалов. МАШГИЗ, 1960г.

79. Резников А.Н. Теплообмен при резании и охлаждении инструментов. Москва. Машиностроение., 1963г.

80. Родин. П.Р. Металлорежущие инструменты. Киев. Наукова думка. 1979г.

81. Рудицын М.Н., Артемов П.Я., Любошиц М.И. Справочное пособие по сопротивлению материалов. Государственное издание БССР. Редакция научно-технической литературы. Минск 1961.516 с.

82. Самоподнастраивающиеся станки. Под редакцией Балакшина Б.С. Москва. Машиностроение. 1970.416с.

83. Сафонов Ю.М. Электроприводы промышленных роботов. Москва. Энергоатомиздат. 1990.С.176.

84. Сергиенко А.Б. Цифровая обработка сигналов. Учебное пособие для вузов. — Питер, 2002, с.603.

85. Соломенцев Ю.М. Басин A.M. Оптимизация процесса обработки с помощью адаптивного управления износом инструмента. СТИН, 1974г №8. с.20-21.

86. Соломенцев Ю.М. Оптимизация процесса обработки деталей на станках с использованием многомерных АСУ. СТИН, 1974г, №3

87. Соломенцев Ю.М. Карлов Р.Ф. Оптимизация операций механической обработки деталей. "Вестник машиностроения" 1968г, №9.

88. Соломенцев Ю.М., Митрофанов В.Г., Протопопов С.П. и др. Адаптивное управление технологическими процессами на металлорежущих станках. Под редакцией Соломенцева Ю.М. Москва. Машиностроение. 1980 — 537с.

89. Тверской М.М. Автоматическое управление режимами обработки деталей на станках. Москва. Машиностроение. 1982.- 208с., ил.

90. Тверской М.М. Автореф. докторской диссертации. Челябинск, 1975.

91. Тверской М.М. Алгоритмы оптимального* автоматического управления процессом глубокого сверления. СТИН, 1977г, №10, с.8-10

92. Тверской М.М. Полетаев В.А. Автоматическая, стабилизация крутящего момента при сверлении глубоких отверстий малого диаметра. СТИН 1968г№8.

93. Тверской М.М., Закамалдин В.И. Станок для глубокого сверления отверстий малого диаметра со стабилизацией крутящего момента. СТИН, 1972г №1.

94. Тверской М.М. Закамалдин В.И. Автоматизированный агрегатный станок для сверления глубоких отверстий малого диаметра с адаптивной системой автоматического управления. В сб. Автоматические системы управления металлорежущими станками. М. НИИМАШ 1971'.

95. Тихонов А.Н., Кальнер В.Д., Гласко* В.Б. математическое моделировпние технологических процессов и метод обратных задач в машиностроении. -М.: Машиностроение, 1990, с.262.

96. Троицкий Н:Д. Глубокое сверление. JL: Машиностроение. 1971.240с.

97. Христофорова- В.В., Заковоротный- В:Л>. Преобразование: управляемых траекторий формообразующих движений- в станках с числовым-программным управлением. Вестник ДГТУ. Сер. Управление и диагностика в динамических системах. -Ростов н/Д, 1999.

98. Христофорова В.В., Заковоротный B.JI. Панов Е.Ю., Флек М.Б. Определение оптимальных аттракторов формообразующих движений при обработке глубоких отверстий малого диаметра. 4.1 СТИН. 2006. - № 1.

99. Христофорова В.В., Заковоротный B.JI. Панов Е.Ю., Флек М.Б. Определение оптимальных аттракторов формообразующих движений при обработке глубоких отверстий малого диаметра. 4.2 СТИН. 2006. - № 2.

100. Христофорова В.В., Семко И.А. Следящая системам на основе дискретного' асинхронного привода. Сборник материалов: Высокие информационные технологии в науке и производстве. — Г.Ростов-на-Дону, РГУ, 2006.

101. Чубукин А.В. Исследование и разработка оптимального управления глубоким сверления отверстий малого диаметра. Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук. Ростов-на-Дону. 1972.С.20.

102. Шехтер В.И. Механизмы, предохраняющие сверло от поломок при глубоком сверлении. СТИН. 1960г№5.

103. Zakovorotnyy V.L., E.V.Bordatchev, T.S.Sankar. Variational Formulation for Optimal Multi-Cycle Deep Drilling of Small Holes. Journal of Dynamics Systems, Measurement, and Control / ASME. -1996. -Vol.118'

104. GUHRING Prazisions Schneidwerkzeuge Preisliste №r.37, Ausgabe 1996.-c.962