автореферат диссертации по обработке конструкционных материалов в машиностроении, 05.03.01, диссертация на тему:Повышение эффективности функционирования многоцелевых станков на основе управления холостыми перемещениями рабочих органов

на правах рукописи

Азотов Александр Сергеевич

ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ МНОГОЦЕЛЕВЫХ СТАНКОВ НА ОСНОВЕ УПРАВЛЕНИЯ ХОЛОСТЫМИ ПЕРЕМЕЩЕНИЯМИ РАБОЧИХ ОРГАНОВ

Специальность 05.03.01 "Технология и оборудование механической и физико-технической обработки "

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Тула 2003

Работа выполнена на кафедре "Автоматизированные станочные системы" в Тульском государственном университете

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор

Шадский Геннадий Викторович

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Протасьев Виктор Борисович

кандидат технических наук Токмаков Юрий Владимирович

Ведущая организация ОАО «Тульский научно-

исследовательский технологический институт»

Защита состоится 4 ноября 2003 г. в 900 часов на заседании диссертационного совета Д212.271.01 при Тульском государственном университете по адресу: 300600 г. Тула, просп. Ленина, 92, корп. 9, ауд. 101.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Тульского государственного университета.

Автореферат разослан « О » октября 2003 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

А. Б. Орлов

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы.

Современной тенденцией в области станкостроения является создание многоцелевых станков. Увеличение гибкости технологического оборудования приводит к усложнению конструкций станков, в частности вызванной необходимостью применения большого числа режущих инструментов. Возрастают сложность, объем и стоимость средств доставки инструмента в зону резания. Это приводит к увеличению длительности холостых ходов, росту вспомогательного времени, а, следовательно, в конечном итоге - к увеличению себестоимости обработки.

В целях повышения производительности многоцелевых станков и сокращения сроков их окупаемости наметилась тенденция уменьшения основного времени путем ужесточения режимов резания. В результате этого период стойкости инструментов сократился до 15-20 минут, что способствовало дополнительному увеличению вспомогательного времени за счет частой смены инструментов. При этом время смены инструмента на отдельных многоцелевых станках достигает более 45 секунд, что сводит на нет преимущества, обусловленные их гибкостью. Увеличение времени обработки показывает, что функциональные возможности станка, его типоразмер, система ЧГТУ и другие органы используются не на полную мощность, то есть работают не эффективно. Таким образом, под термином эффективность функционирования многоцелевых станков может пониматься мера соответствия затрат времени на обработку детали и основного времени, которое теоретически должно быть минимальным для выпуска единицы продукции.

Существуют различные методы сокращения вспомогательного времени. Однако использование некоторых из них затруднено при частой смене объекта обработки. Другие приводят к значительному повышению стоимости и без того дорогих многоцелевых станков. Это связано с тем, что отсутствует единая постановка задачи изменения начальных точек рабочих участков при замене инструмента.

В проведенных исследованиях сокращения вспомогательного времени путем оптимизации последовательности выполнения операций технологического процесса принималось неизменное значение времени смены начальных точек рабочего участка при замене инструмента на отдельных переходах, а также не учитывалось непостоянство времени смены объекта обработки или изменение его базирования. Не учитывалось соответствие габаритных размеров заготовки и размеров рабочей зоны станка. Как показал анализ, эти величины могут сыграть решающую роль при выборе стратегии обработки. Таким образом, завышенная доля вспомогательного времени возникает в результате отсутствия согласования технологического оборудования и объектов производства по размерам, траектории перемещения рабочих органов и рациональному использованию рабочей зоны, а также отсутствия учета динамического взаимодействия элементов технологической

системы операций.

Представленная работа выполнялась в рамках грантов губернатора Тульской области в сфере науки и техники по договорам: №ГШ72/Д0267 «Повышение качества функционирования технологического оборудования в условиях частой смены номенклатуры обрабатываемых деталей»; №ГШ72/Д0176-Ц «Комплексная система технико-технологических средств снижения энергоемкости производства и повышения качества продукции в условиях промышленных предприятий».

Цель работы заключается в повышении эффективности использования многоцелевых станков на основе сокращения вспомогательного времени путем управления траекториями холостых перемещений рабочих органов.

В связи с поставленной целью в диссертационной работе сформулированы следующие задачи исследования:

1. Произвести классификацию систем автоматической смены инструментов (АСИ) и анализ факторов, оказывающих наибольшее влияние на вспомогательное время.

2. Разработать математическую модель, устанавливающую взаимосвязь вспомогательного времени с конструктивными параметрами многоцелевых станков и объектами обработки.

3. Разработать алгоритмические и программные средства, обеспечивающие автоматическое построение оптимальной траектории перемещения инструмента с учетом последовательности переходов технологического процесса.

Методы исследования. Теоретические исследования затрат времени при обработке деталей на многоцелевых станках с ЧПУ проводились с использованием векторного анализа, методов вариационного исчисления, основных положений технологии машиностроения. Вычислительные эксперименты осуществлялись с использованием современных методов и средств математического и имитационного моделирования, методов нелинейного программирования, условной и безусловной оптимизации на основе стандартных пакетов и программ Pascal, MAPLE и MATHCAD. Экспериментальная проверка результатов работы проводилась на станках с ЧПУ. Достоверность результатов подтверждается использованием современных регистрирующих приборов и методов обработки результатов экспериментов.

Основные положения, выносимые на защиту.

1. Результаты анализа затрат времени при обработке деталей на многоцелевых станках, ставшие основой для разработки классификаций систем АСИ и их компоновочных схем.

2. Математическая модель, устанавливающая зависимость вспомогательного времени от конструктивных особенностей станков с ЧПУ и конкретного технологического объекта.

3. Результаты математических и экспериментальных исследований, позволяющие определить оптимальную последовательность переходов технологического процесса обработки деталей на станках с ЧПУ с точки зрения минимизации вспомогательного времени, а также расчет наикратчайших

холостых перемещений между заданными точками с учетом различного рода ограничений.

Научная новизна. Установлены функциональные связи вспомогательного времени с конструктивными параметрами технологического оборудования и объектов обработки, что позволило формализовать алгоритм оптимизации траектории холостых перемещений на многоцелевых станках.

Практическая ценность работы. В диссертации разработан комплекс технологических, программных и конструкторских средств, основанных на возможностях адаптации технологической системы операции к изменяющимся условиям функционирования и объектам обработки, минимизирующих потери времени при выполнении вспомогательных циклов. Разработанная методика используется для составления управляющих программ для станков с ЧПУ с минимальными траекториями холостых перемещений инструментов, а также для построения оптимальных конструкций многоцелевых станков для обработки заготовок различного типоразмера.

Разработанные алгоритмические и программные средства оперативного управления процессом построения траектории холостых перемещений инструмента и их корректировки в ранее составленных программах обработки деталей в системе ЧПУ многоцелевых станков приняты к внедрению в ОАО «Тулаточмаш». Результаты работы внедрены в учебный процесс по специальности 210200 «Автоматизация технологических процессов и производств» в дисциплине «Управление процессами и объектами в машиностроении».

Апробация работы.

Основные положения диссертации докладывались на международной научно-практической конференции «Интеллектуальные электромеханические устройства, системы и комплексы» в государственном Новочеркасском техническом университете; на первой электронной международной научно-технической конференции «Автоматизация и информатизация в машиностроении», г. Тула, 2000 г.; на второй электронной международной научно-технической конференции «Автоматизация и информатизация в машиностроении», г. Тула, 2001 г., а также на научных конференциях профессорско-преподавательского состава ТулГУ в 2000-2003 гг.;

Публикации.

По теме диссертации опубликовано 9 работ.

Структура и объем работы.

Диссертация состоит из введения, четырех глав, выводов по результатам работы, списка литературы из 117 наименований, приложения. Она изложена на 136 страницах машинописного текста, имеет 59 рисунков и 4 таблицы.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении изложена общая характеристика работы, обоснованы актуальность темы исследования, научная новизна и практическая ценность, сформулированы цели и задачи диссертационной работы.

В первой главе проведен анализ затрат времени работы многоцелевых станков при выполнении технологических переходов. Показано, что основное временя является теоретически минимальным временем. Остальное время -вспомогательное. Оно затрачивается, в частности на холостые перемещения инструментов, индексацию магазина, доставку инструмента из конечной точки рабочего участка в точку смены и обратно, перевод инструмента из позиции ожидания в магазин и обратно, смену инструмента. При этом холостые перемещения в большинстве своем не влияют на качество полученных деталей.

Отсюда следует, что время изготовления детали напрямую связано с эффективностью использования оборудования. В работах авторов О.И. Аверьянова, A.B. Насрединова, И.Н. Паца, Е.В. Мешкова, Б.С. Балакшина, A.JI. Дащенко, В.Э. Пуша, В.Н. Васильева, А.Ю Звоницкого, В.И. Каминского, С.П. Митрофанова, Д.Д. Куликова, О.Н. Миляева, Б.С. Падуна, Е.С. Пуховского, H.H. Меснякова, которые рассматривают распределение времени только от типа производства, не учитывается зависимость вспомогательного времени от сложности детали и числа используемого режущего инструмента. Таким образом, сокращение вспомогательного времени особенно актуально для такого класса деталей, где его доля значительно больше основного.

Время смены инструмента на многоцелевых станках рассматривается как функция конструкторско-технологических факторов, а также факторов, характеризующих гибкость системы управления. Под сменой инструмента понимается процесс изменения конечной точки рабочего участка на начальную точку последующего с заменой инструмента, что характеризуется термином «от реза до реза». Анализ показал, что этот процесс оказывает наибольшее влияние на вспомогательное время. В связи с увеличением числа режущих инструментов до 24 - 90 и более возрастают сложность, объем и стоимость средств доставки инструментов в зону резания. Существенным недостатком многооперационных станков является то, что смена режущего инструмента происходит по конструктивным соображениям в определенных местах, находящихся на достаточном удалении от зоны резания. Это приводит к увеличению длительности холостых ходов, к значительному росту времени смены режущего инструмента, а следовательно, к увеличению себестоимости продукции.

Проанализированы конструкции станков на предмет расположения магазина инструментов относительно рабочей зоны. Рациональное использование типоразмера станков определяется соответствием размеров их рабочей зоны габаритам обрабатываемой заготовки. Конструкторский фактор представляет собой соотношение габаритных размеров заготовки и максимальных координатных перемещений исполнительного органа металлорежущего станка.

Несмотря на то что при проектировании деталей учитываются размеры оборудования, не всегда удается многоцелевые станки обеспечить заготовками с оптимальными размерами в рамках одной группы.

Проведенный анализ показывает, что для минимизации вспомогательного времени на многооперационных станках необходим системный подход,

требующий формализации всех этапов цикла смены инструмента, учета динамических характеристик всех исполнительных органов механизмов, участвующих в этом цикле, а также соотношения габаритов рабочей зоны и размеров обрабатываемой заготовки.

При решении поставленной задачи в качестве критерия эффективности выбрано вспомогательное время, поскольку основное определяется процессом резания и считается неизменным. Сокращение вспомогательного времени заключается в уменьшении длин траекторий холостых перемещений рабочих органов станка и заготовки. Основной целью работы является повышение эффективности использования многоцелевых станков на основе сокращения вспомогательного времени путем управления траекториями холостых перемещений рабочих органов.

Вторая глава посвящена разработке математической модели определения последовательности выполнения переходов на многоцелевых станках, учитывающей известные технологические принципы обработки и возможности оборудования, в том числе минимизацию длины траектории холостых перемещений инструмента между двумя заданными точками при наличие различного рода ограничений. В качестве ограничений могут выступать обрабатываемая заготовка, зажимные приспособления, ограничения, связанные с размерами рабочей зоны станка и др.

В качестве объекта исследования используется корпусная деталь, которая характеризуется наличием в каждой плоскости нескольких групп поверхностей, подлежащих обработке. Вариантов последовательностей переходов обработки такой заготовки с учетом известных технологических принципов существует большое множество. Выбор той или иной последовательности переходов влияет на оперативное время, так как отличается количеством смен инструментов, изменением режимов резания, базирования стола, последовательностью выполнения элементов кадров управляющей программы.

При определении оптимального маршрута технологического процесса сравнивались варианты последовательностей обработки с учетом специфики оборудования. Оперативное время технологического процесса выражается следующей известной зависимостью:

То=^1ос/п+!вспГ где I ■ - основное время обработки на ¡-ом переходе (¡=1,...,п);

ОСН1

/ . - вспомогательное время:

ест

п - число технологических переходов при обработки заготовки.

Известно, что:

я

ест у см1 ино1 V

XX XX

где 1хх- - длина ¡-ого перемещения инструмента из конечной точки рабочего участка в точку смены инструмента 0 = 1,...,п);

/ j - длина i-oro перемещения инструмента из точки смены в начальную

точку следующего рабочего участка (i = 1,...,п);

Vxx - скорость холостых перемещений;

'ели ~ вРемя смены i-oro инструмента;

1индг ~ вРемя индексации магазина для поиска i-oro инструмента.

При возможности совмещения элементов кадров управляющей

программы выражение (2) представляется следующим образом:

>,. <3)

ест у см v uhoi V

В смене начальных точек рабочих участков может участвовать не только инструмент, но и стол станка. Если в этом случае время изменения положения заготовки tnro будет больше или равно времени смены инструмента, то вспомогательное время можно будет принять равным tlfn3.

Таким образом, общее условие минимальности оперативного времени рассчитывается по формуле

Я

S '

Тп = ттГ , = У t . + min ' Vjx . (4)

„eU об frf OCHl m v

С целью геометрической интерпретации влияния последовательности выполнения переходов на вспомогательное время предложена криволинейная развертка, которая отражает длину траектории перемещения инструмента во время выполнения цикла работы станка (рис. 1). Каждая точка этого пути в полярных координатах может быть описана радиус-вектором, который задан суммарным углом, отложенным по горизонтальной оси и длиной -вертикальная ось, расстояние от текущей точки до точки смены инструмента.

Рис. 1. Развертка траектории перемещения инструмента в полярных координатах

1. Траектория Н-К\ соответствует i-ому рабочему участку;

2. K-l-2-H^ i - траектория смены инструмента;

3. Участки 1-2, 1 '-2' - траектории инструмента в манипуляторе;

4. К2-Н3 - траектория инструмента при смене обрабатываемой поверхности;

5. K/.i - точка ^озврата инструмента на холостом ходу в начало рабочей траектории при многопроходной обработке.

Конструктивно определенная точка смены инструмента - 0; Н, и К, соответственно начало и концы z'-ого рабочего участка; ИТ - исходная точка. На основании этого длину дуги траектории перемещения можно представить как dL=Rv(<p) d<p, где <р = а + ß. Развертка позволяет оценить меру соответствия размера заготовки и рабочего пространства. Например, при одинаковой рабочей зоне технологического оборудования траектории I к Г соответствует заготовка с меньшими габаритами, чем траектории 2. Относительно маленькие размеры объекта обработки по сравнению с рабочим пространством приводят к увеличению холостых перемещений при смене инструмента, что негативно влияет на вспомогательное время.

Из развертки видно, что задача сокращения вспомогательного времени сводится к задаче уменьшения длины холостых перемещений. С точки зрения динамических характеристик приводов подач, холостые перемещения, как правило, имеют достаточно большую длину, и временем разгона и торможения рабочего органа можно пренебречь. Сократить вспомогательное время возможно несколькими способами, например, изменяя положение кривой относительно оси <р. Это достигается изменением соотношения габаритных размеров рабочей зоны станка и габаритных размеров заготовки (I), изменением последовательности выполнения переходов технологического процесса (II, III). При этом будут изменяться длины холостых ходов, их последовательность и количество. Также возможно совмещать во времени участки траекторий рабочих органов оборудования (IV, V). Такое решение задачи относится к программным методам, которые являются наиболее эффективными и сводятся к совмещению элементов кадров управляющей программы.

Если представить общую длину холостых перемещений инструмента как Lo, то на основании предложенной развертки оптимизационная задача минимизации траекторий холостых перемещений инструмента путем выбора последовательности выполнения переходов технологического процесса формулируется следующим образом:

LonF=L<,i+m'?1i1LL,J> i — \,...,n ,j = \,...,m, (5)

"€U j-l

<Ph{„ О,

где Lt/ = ^R:i{(p)d(p - реально допустимая технологическим процессом и <Рк„

оборудованием траектория холостых перемещений из точки ij в точку i(j+l);

Loi — траектория перемещения инструмента от исходной точки к точке

смен;

п - количество траекторий смены инструмента;

m - количество траекторий инструмента при смене обрабатываемой поверхности.

Анализ криволинейной развертки показывает, что в качестве критериев эффективности использования времени ТСО могут быть выбраны относительные значения длин траекторий и времени:

т / т /

К — «у к — рг/

"■у /I ' т /т

- / Ь<№ / >ОТ . (6)

Из развертки видно, что R является функцией <р (R = f(<p)). При этом R зависит от скорости перемещения рабочего органа в определенный момент времени, то есть /? = f(V,t). Следовательно, <р также является функцией скорости и времени {ç = f{V,t)). Переходя к канонической форме записи, находим длину вспомогательных ходов:

ь„ =Х[1(К,-V^i'lR^di-, (7)

'*' 'i

общую длину перемещений рабочего органа:

Loy =±']R,(yi,t)dt; (8)

время холостых ходов:

Т„ = Î[1(F, - VtmJ- 1(К - (9)

M ,, У,

время перемещения холостых и рабочих ходов:

Tor=f]^-Rl(VnOàt, (10)

где V - скорость рабочей подачи.

Приведенные зависимости отражают эффективность использования рабочего пространства и затрат времени ТСО при различных объектах производства и вариантах построения технологических процессов.

С целью определения оптимальной последовательности обработки поверхностей заготовки разработана математическая модель, позволяющая получать оптимальные последовательности переходов технологического процесса. Для ее реализации используется эвристический алгоритм, в котором количество технологических переходов, необходимых для обработки заготовки, описывается множеством:

Л^0,=ф„а 2,...,а,,...,а„}, i = \,...,n, (11)

где а отражает технологический переход;

п - необходимое число переходов для обработки заготовки.

М" — множество всех возможных вариантов (допустимых и недопустимых) последовательностей. Поскольку рабочий ход характеризуется непрерывным выполнением определенного перехода одним инструментом, можно предположить, что общее теоретическое количество всевозможных вариантов последовательностей обработки одной детали может быть

ЛГ(0) = и!. (12)

Недопустимые последовательности переходов технологического процесса представлены в виде множества

= / = (В)

где Д1"1 - ¡-ая недопустимая последовательность (н-последовательность) переходов технологического процесса; Б - множество недопустимых цепочек - переходов. Каждая последовательность состоит из переходов, которую можно представить так:

= у=й, а = 1,...,г, (14)

где а^ - а -ый переход в составе ]-ой н-последовательности; г - число переходов в .¡-ой н-последовательности. Подставляя формулу (12) в (11), получим:

..........4 (15)

Таким образом, последовательность технологических переходов можно представить в виде графа, вершинами которого являются переходы, а связи Р, определяют время перемещения инструмента между конечными и начальными точками рабочих участков. Отсутствие таких связей говорит о недопустимой последовательности выполнения двух переходов (рис. 2).

Рис. 2. Граф возможных технологических переходов при обработке детали

Задача решается методом случайного поиска и сводится к генерированию последовательностей переходов из условия:

М": {аи1,ат„.,.,ат}, ал*ащ, (16)

При этом исключаются недопустимые последовательности, а допустимые сравниваются между собой на предмет максимально эффективного маршрута в смысле минимального времени холостых перемещений инструмента Р] -» шах.

Минимизация вспомогательного времени осуществляется с помощью целевой функции Б, которая представляет собой математическую зависимость критерия качества от оптимизируемых параметров. Оптимизируемыми параметрами являются координаты инструмента на плоскости или в пространстве относительно заданных конечных точек и ограничений.

Для построения наикратчайшей траектории перемещения инструмента в пространстве (частный случай на плоскости, если отсутствует третья координата г) запишем уравнение, представляющее собой время перемещения инструмента:

ЕЕ^ТЕ^Ж^рЕ, (17)

м V

где х,укг — координаты опорных точек Р, траектории;

Ух, Уу, Уг - скорость перемещения рабочего органа по осям X, У, Ъ.

Следовательно, общая траектория перемещения инструмента будет складываться из участков прямых, начало и конец которой имеют координаты Ро = (хо,уо,го) и Л. I - (л, ». 1,г„ 1) соответственно. Произведя замену у £, г Ч*, где £ и У - случайные, оптимизируемые переменные, получаем целевую функцию:

'-V

К V V,

К К К }

(лхУ 1 (¿„-¿у | (ч'-.-Ч'.)' |

К. К к

? (Ах)2 . (У,-,-У,У _

^ V + V

(Ах)2 [ | (У,-го)2 | (Ах)2 | [ |

(18)

.у (Аг)2 , .(Т^,-^)2

X» ♦ I — Хо

гдеДх =-, х,*1 = х + Дх, 1 = 0, 1,...,п.

« + 1

Тогда условие минимума функции запишется так:

£ = (<?.,<Г2,...,£), = .....V.). (19)

Для перемещения инструмента без столкновений с различного рода препятствиями их описывают в виде ограничений для целевой функции. Для этого надо знать геометрическую форму препятствия и его пространственное положение в рабочей зоне оборудования. В данной работе рассматриваются статические ограничения с известной позицией расположения. Ограничения в пространстве должны быть математически описаны соответствующими законами или заключены в более простые геометрические тела, уравнения которых известны. В качестве примера и для простоты построения и проверки в данной работе ограничение заключено в параллелепипед с ребрами, параллельными осям системы координат станка. Для описания препятствия в виде параллелепипеда в пространстве необходимо задание шести координат: ха, Хь,Уа,Уь, гь.

Таким образом, если Е[(х» < х< < хь)л {уа<ф< уь) л (г. < Ч'/ < гь)], то точки с координатами находятся в запрещенной зоне. В данном случае

оптимизационная задача по нахождению минимального пути перемещения инструмента в трехмерном пространстве сводится к задаче

£П{ [(*, >х*)М(£ <>М£ ЫМО?, *»)]Н-

Для расчетов по приведенной методике разработаны алгоритмы и программное обеспечение. Результаты математического моделирования определения времени холостых перемещений инструментов доказали возможность его уменьшения, а также вероятность снижения времени проектирования и подготовки управляющих программ для систем ЧПУ за счет автоматического построения траекторий холостых перемещений режущего инструмента.

В третьей главе на основании развертки и математической модели производится классификация устройств АСИ, так как они оказывают наибольшее влияние на вспомогательное время в зависимости от емкости и их относительного положения. Предложенная классификация связывает время цикла смены инструмента с конструкторскими особенностями системы АСИ и местом ее расположения.

Для выявления наиболее рациональной компоновки станка в смысле минимальных перемещений инструмента из рабочей зоны в магазин и обратно предложена классификация компоновочных схем АСИ. На основе математического моделирования исследованы конструкторские, алгоритмические и программные методы сокращения вспомогательного

+

(20)

при условии

(21)

времени. Выработаны рекомендации по целесообразности использования этих методов на многоцелевых станках.

Эффективность использования многоцелевых станков предложено оценивать по мере соответствия габаритных размеров заготовки и рабочего пространства оборудования с учетом времени его модернизации при частой смене объектов обработки. Такую оценку предложено производить на основе следующих зависимостей:

(22)

Мг

Тт = М, ■ К, + Твап (23)

Твсп1={Мс-Мг)-Кх-Кг (24)

Т01=М2-К,+ТВСП1 (25)

У _ ' ^ДСЯ! {П2 ПЬ)' Твспг +Т-Тт (26)

где Твап - относительное вспомогательное время обработки меньшей детали;

Тт - относительное основное время обработки меньшей детали;

ТВСП1 — относительное вспомогательное время обработки большей детали;

Т01 - относительное основное время обработки большей детали;

Тоа - общее относительное время обработки партии деталей.

Варьируемыми параметрами в данном случае являются:

Ь - мера приближения размера рабочего пространства к размеру ¡-ой заготовки;

Т- относительное время изменения размеров рабочего пространства;

К1 - число поверхностей заготовки, подлежащих обработке;

К2 - отношение количества поверхностей заготовки, подлежащих обработке к числу используемого режущего инструмента при обработке детали;

п, - количество деталей ¡-ого габаритного размера;

М - величина отношения габаритных размеров заготовки к объему рабочего пространства;

Мс - величина паспортного отношения габаритных размеров заготовки к объему рабочего пространства.

На основе этих зависимостей строятся графики вспомогательного времени от размеров партии меньших заготовок (рис. 4, а, б). Данная методика дает рекомендации о целесообразности модернизации станка в зависимости от изменения типоразмера объекта обработки, его сложности, количества в партии, затрат времени на модернизацию оборудования.

Анализ представленных методов сокращения вспомогательного времени подтверждает, что реализация модульного принципа формирования характеристических размеров расположения магазина инструментов относительно рабочей зоны связана с максимальными капитальными затратами. Решение этой задачи связано с прямым или косвенным изменением размера рабочей зоны станка в зависимости от габаритных размеров заготовки.

В этом случае может изменяться как конструкция станка, так и применяться специальные приспособления.

0.6 0.5 0.4 0.3

0.2/ олкг

Т«УГЛ

Т=0,5 Ь=5

V 1

Т=1,5 Ь=2,5

Т=0 Ь=2,5

4 6 п1

8

10

К,=10 К,=0,б М,=0,6 М=1 Мс=1,2

а)

Т./Т

Т=1,5

Ь=3 К,=10 К]=0,9 М,=0,2 М,=0,8 Мс=1,2 б)

Рис. 4. Зависимость вспомогательного времени от состава комплекта обрабатываемых заготовок

Этот метод предполагает модульный принцип построения отдельных узлов станка, имеющих различные характеристические размеры. К ним относятся направляющие, ходовые винты, стойки, колонны и т. д. В этом случае станочные системы выполняются из модулей, которые наилучшим образом подходят для обработки определенной группы деталей. Недостаток этого способа - высокий уровень сложности реализации. Однако установлено, что данный метод позволит более чем на 50% сократить длительность холостых перемещений, связанных со сменой инструмента.

Сокращение вспомогательного времени программными средствами является одним из наиболее перспективных методов. Это объясняется минимальными капитальными затратами, так как современные станки с ЧПУ оснащены достаточно мощными вычислительными машинами, стоимость которых значительно меньше по сравнению со стоимостью остального оборудования.

Однако наибольшего эффекта можно добиться при комплексном подходе к решению задачи по уменьшению вспомогательного времени, то есть только при совместном применении указанных методов.

В качестве оценки соответствия габаритных размеров заготовки и рабочей зоны станка предложена зависимость вспомогательного времени от относительных размеров заготовки (рис. 5). График показывает, что при увеличении габаритных размеров заготовки вспомогательное время сокращается, причем с уменьшением количества обрабатываемых поверхностей скорость изменения времени резко увеличивается.

0.4

0.2

0.6

0.8

Т^Я-ь. к2=1.0

Mt

0.2 0.4 0.6 0.8 1

Рис. 5. Зависимость вспомогательного времени от относительных

Сложность заготовки также влияет на вспомогательное время. Под сложностью понимается количество обрабатываемых поверхностей и используемых инструментов для их обработки. График такой функции представлен на рисунке 6. Он показывает, что для оптимальной по габаритным размерам заготовки ее сложность не оказывает существенного влияния на относительное вспомогательное время.

Рис. 6. Зависимость Toc от сложности заготовки

В четвертой главе предложен алгоритм практической реализации метода оптимизации траектории холостых перемещений и оптимальной последовательности переходов. На основании этого алгоритма разработана подпрограмма анализа кадров основной управляющей программы, учитывающая габаритные размеры заготовки и ее жесткость. С учетом этих данных определяется количество деталей, обрабатываемых за один установ заготовки в шпинделе станка.' Разработана подпрограмма модификации управляющей программы, которая заключается в генерации числа ее повторов, соответствующих вылету заготовки из шпинделя станка. В частности внедрение на предприятии пакета программ для токарного многоцелевого станка детали типа фланец, у которой отношение длины к диаметру составляет «0,5, удалось за счет оптимизации последовательности переходов

размеров заготовки

0.2 0.6 1 1.4 1.8 2

технологического процесса сократить вспомогательное время без потери качества до 23 %, а штучное время до 10 %.

Разработанный алгоритм может использоваться на этапе подготовки производства для управления процессом обработки на многоцелевых станках. Более широкая область его применения заключается в выборе наиболее подходящего оборудования для обработки заготовок заданного типоразмера, корректировки холостых перемещений рабочих органов на основе разработанной математической модели, оценки возможности совмещения элементов кадров управляющих программ.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

В работе решена актуальная задача повышения эффективности многоцелевых станков путем сокращения времени вспомогательных ходов.

Основные научные и практические результаты заключаются в следующем:

1. На основе анализа затрат времени на обработку деталей на многооперационных станках подтверждено, что вспомогательное время выполнения технологического процесса может составлять до 50 % от оперативного времени в зависимости от формы и размеров заготовок и рабочих зон станков. Одной из причин этого является то, что смена режущего инструмента происходит по конструктивным соображениям в фиксированных местах, находящихся на некотором удалении от зоны резания. Установлено, что вспомогательное время зависит от системы АСИ, ее вида, компоновки и расположения на станке, а также соответствия габаритных размеров обрабатываемой заготовки и типоразмера используемого оборудования. Отмечена тенденция увеличения вспомогательного времени в связи с далеко назначаемыми точками смены инструмента, что приводит к существенному росту штучного времени.

2. Формализована задача минимизации вспомогательного времени с учетом изменения начальных точек рабочих участков и замены режущего инструмента в соответствии с технологическим процессом. Для этого выполнены процедуры классификаций систем АСИ и их компоновочных схем, а также произведен отбор и установлены функциональные связи методов сокращения вспомогательного времени для выявления факторов, уменьшающих его. Предложены рекомендации по наиболее рациональному использованию методов сокращения вспомогательного времени для конкретных станков и обрабатываемых на них заготовок.

3. Разработана математическая модель минимизации времени холостых перемещений инструмента между двумя заданными точками на плоскости и в пространстве, учитывающая различного рода ограничения и исключающая аварийные столкновения инструмента и оснастки во время выполнения вспомогательных перемещений. В качестве ограничений могут выступать

габариты обрабатываемых заготовок, зажимных приспособлений, а также ограничения, связанные с размерами рабочей зоны станка и др.

4. Разработана математическая модель определения последовательности переходов для многоцелевых станков, учитывающая известные технологические принципы обработки и возможности оборудования, влияние последовательности переходов на вспомогательное время и позволяющая определять оптимальный маршрут обработки с точки зрения минимизации времени холостых перемещений.

5. Разработан комплекс алгоритмических средств, обеспечивающих автоматическое построение оптимальной траектории перемещения инструмента с учетом последовательности переходов технологического процесса, легко адаптируемых к программному обеспечению систем ЧПУ типа PC NC.

6. На основе математического моделирования разработаны алгоритмы и программные средства оперативного управления процессом построения траекторий холостых перемещений инструмента, а также их корректировки в ранее составленных программах обработки деталей в системе ЧПУ типа CNC.

7. В результате практической реализации алгоритма управления процессом построения траекторий холостых перемещений инструмента на многооперационных токарных станках при обработке деталей с отношением длины к диаметру менее 0,5 достигается сокращение вспомогательного времени на 20 - 30 % или штучного времени на 5 - 10 %, что доказывает высокую эффективность предлагаемых алгоритмов. При этом качество обработки остается заданным.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ ИЗЛОЖЕНО В РАБОТАХ

1. Азотов A.C. Оптимизация процесса смены инструмента в автоматизированных станочных системах// Науч.-техн. конф. молодых специалистов, аспирантов и студентов "Техника XXI века глазами молодых ученых и специалистов": Сб. тез. докл. —Тула, 29 февраля - 1 марта 2000 г. -С. 16-17.

2. Азотов A.C., Сальников B.C. Оптимизация цикла работы многооперационных станков: Т. 2. // XXVI Гагаринские чтения: Тез. докл. междунар. молодежной науч. конф. -М.: Изд-во "Латмэс", 2000. -С. 11.

3. Азотов A.C., Сальников B.C. Один из аспектов смены инструментов в ГПС: Сб. тр. первой междунар. электронной научно-технической конференции "Автоматизация и информатизация в машиностроении" (АИМ 2000). -Тула: ТулГУ, 2000.-С. 14-15.

4. Азотов A.C., Сальников B.C. Технологические аспекты сокращения вспомогательного времени. Ч. 2. Интеллектуальные электромеханические устройства, системы и комплексы. -Новочеркасск: НАБЛА, 2000. -С. 32-33.

5. Азотов A.C., Сальников B.C. Оптимизация траектории перемещения инструмента в многооперационных станках// Автоматизация и информатизация в машиностроении (АИМ 2001). -Тула: Гриф и К°, 2001. -С 66.

6. Азотов A.C., Шадский Г.В., Сальников B.C. Сокращение вспомогательного времени на многооперационных станках// Изв. ТулГУ. Сер. Машиностроение. Вып. 6 (спец.): Сб. избр. тр. конф. "Автоматизация и информатизация в машиностроении 2000" (АИМ 2000). -Тула: ТулГУ, 2000. -С. 18-22.

7. Азотов A.C., Шадский Г.В., Сальников B.C. Задачи минимизации вспомогательного времени в многооперационных станках// ACT. 2002. №10. -С. 21-24.

8. Азотов A.C., Шадский Г.В., Сальников B.C. Один из критериев повышения качества функционирования технологического оборудования// Изв. ТулГУ. Сер. Машиностроение. Вып. 1 (спец.). -Тула: Гриф и К0, 2003. -С. 264268.

9. Azotov A.S., Pritschow G., Storr A., Heusinger S. Arbeitsschritt-planung beim Drehen mit STEP-NC// Zeitschrift für wirtschaftlichen Fabrikbetrieb (ZWF), 2002. №7-8. -S. 390-396.

2.003- А

»15640

Подписано в печать 30.09.2003. Формат бумаги 60x84 1/16. Бумага офсетная. Усл. печ. 1,1 л. Уч. -'изд. 1,0 л. Тираж 80 экз. Заказ 72.%

Тульский государственный университет. 300600, Тула, просп. Ленина, 92. Отпечатано в Издательстве Тульского государственного университета. 300600, Тула, ул. Болдина, 151.

ВВЕДЕНИЕ

Глава 1. АНАЛИЗ КАЧЕСТВА ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ. СОСТОЯНИЯ ВОПРОСА

1.1. Анализ факторов эффективности функционирования технологического оборудования

О 1.2. Анализ затрат времени в многооперационных станках

1.3. Анализ влияния компоновок и конструкций станков на вспомогательное время

1.4. Анализ методов сокращения вспомогательного времени

1.5. Выводы по главе 1. Цель и задачи исследования

Глава 2. МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ЭФФЕКТИВНОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ

ВСПОМОГАТЕЛЬНОГО ВРЕМЕНИ

2.1. Формализация задачи минимизации вспомогательного времени 31 Р 2.2. Математическая модель построения оптимальной последовательности переходов для многоцелевых станков

2.3. Математическая модель минимизации холостых перемещений для многоцелевых станков

2.3.1. Плоская модель

2.3.2. Пространственная модель 56 Выводы по главе л

Глава 3. ОБОСНОВАНИЕ ОБЛАСТЕЙ ПРИМЕНЕНИЯ <о

МЕТОДОВ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ

ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ МНОГОЦЕЛЕВЫХ СТАНКОВ

3.1. Построение классификации компоновочных схем многоцелевых станков

3.2. Конструкторские методы

3.3. Программные методы

3.4. Технологические методы

3.5. Исследование методов повышения эффективности функционирования многоцелевых станков

3.6. Исследование результатов моделирования оптимизации траектории холостых перемещений при наличие ограничений 105 Выводы по главе 3 '

Глава 4. ПРАКТИЧЕСКАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ СПОСОБОВ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ

ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ МНОГОЦЕЛЕВЫХ СТАНКОВ 111 4.1. Оптимизация последовательности переходов на токарных многоцелевых станках с ЧПУ

Ъ 4.2. Алгоритм оптимизации траектории холостых перемещений 119 Выводы по главе 4 '

Современной тенденцией в области станкостроения является создание многоцелевых, многооперационных станков и обрабатывающих центров. Требование увеличения гибкости технологического оборудования приводит к усложнению конструкций станков, в частности вызванной необходимостью увеличения числа режущих инструментов. Возрастают сложность, объем и стоимость средств доставки инструмента в зону резания. Это приводит к увеличению длительности холостых ходов, росту вспомогательного времени, а, следовательно, в конечном итоге - к увеличению себестоимости обработки.

В целях повышения производительности многоцелевых станков и сокращения сроков их окупаемости наметилась тенденция уменьшения основного времени путем ужесточения режимов резания. В результате этого период стойкости инструментов сократился до 15-20 мин, что способствовало дополнительному увеличению вспомогательного времени за счет частой смены инструментов.

Существенным недостатком многооперационных станков является то, что смена режущего инструмента «от реза до реза» происходит по конструктивным соображениям в определенных местах, находящихся на большом удалении от зоны резания. Это приводит к увеличению длительности холостых ходов, к значительному росту времени смены режущего инструмента, а, следовательно, к увеличению себестоимости продукции. Время смены инструмента на отдельных многооперационных станках достигает 45 с и более, что сводит на нет преимущества, обусловленные их гибкостью [5]. Увеличение времени обработки показывает, что функциональные возможности станка, его типоразмер, система ЧПУ и другие подсистемы используются не на полную мощность, т. е. работают не эффективно. Таким образом, под термином эффективность функционирования многоцелевых станков может пониматься мера соответствия затрат времени на обработку детали и основного времени, которое теоретически должно быть минимальным для выпуска единицы продукции.

Анализ показал, что к современным методам решения задачи сокращения вспомогательного времени можно отнести технологические, алгоритмические, программные и конструкторские методы [4, 114]. Конструкторские методы решения связаны с поиском оптимального положения и емкости магазина, зависящих от количества инструментов, необходимых для обработки той или иной группы деталей. Однако до сих пор нет ответа на основной вопрос, каковы принципы модульного построения станков, какова стратегия проектирования и построение систем автоматизированной смены инструмента для выполнения конкретных функций. Метод улучшения динамических характеристик оборудования нашел в настоящее время широкое применение. Это связано с созданием новых типов двигателей и их механизмов [114]. Компоновочные методы сокращения вспомогательного времени нашли отражение в создание станков по модульному принципу. В этом случае станочные системы выполняются из технологических модулей, которые наилучшим образом подходят для обработки определенной группы деталей.

Однако, несмотря на это, проблему решить не удается. Это связано с тем, что отсутствует единая постановка задачи изменения начальных точек рабочих участков с заменой инструмента. Из наиболее перспективных методов решения поставленной задачи можно отметить оптимальное пространственно-временное наложение процессов смены инструмента и холостых ходов и конструкторский метод [6]. Предполагается, что первый метод решения включает в себя совмещение кадров управляющей программы, движений доставки инструмента и индексацию магазина. Такой способ решения не связан с конфигурацией станка. Конструкторский метод предполагает модульный принцип формирования характеристических размеров расположения магазина инструментов относительно рабочей зоны. Он позволяет сокращать вспомогательное время путем изменения конфигурации оборудования. Для оценки вспомогательного времени предполагается проанализировать технологические факторы многооперационных станков.

При эффективном использовании ресурсов времени станочной системы можно показать, что при средней частоте смены инструмента 20 шт/ч и при экономии на каждую рабочую смену всего 20 с годовая экономия времени работы станка составит около 10 % при двухсменной работе [1].

Представленная работа выполнялась в рамках грантов губернатора Тульской области в сфере науки и техники по договорам: №ГШ72/Д0267 «Повышение качества функционирования технологического оборудования в условиях частой смены номенклатуры обрабатываемых деталей»; №ГШ72/Д0176-Ц «Комплексная система технико-технологических средств снижения энергоемкости производства и повышения качества продукции в условиях промышленных предприятий».

Цель работы заключается в повышении эффективности использования многоцелевых станков на основе сокращения вспомогательного времени путем управления траекторий холостых перемещений рабочих органов.

В связи с поставленной целью в диссертационной работе сформулированы следующие задачи исследований:

1. Произвести классификацию систем АСИ и анализ факторов, оказывающих наибольшее влияние на вспомогательное время.

2. Разработать математическую модель, устанавливающую взаимосвязь вспомогательного времени с конструктивными параметрами многоцелевых станков и объектов обработки.

3. Разработать алгоритмические и программные средства, обеспечивающие автоматическое построение оптимальной траектории перемещения инструмента с учетом последовательности переходов технологического процесса.

Методы исследования. Теоретические исследования затрат времени в многооперационных станках с ЧПУ проводились с использованием векторного анализа, основных положений технологии машиностроения. Вычислительные эксперименты осуществлялись с использованием современных методов и средств математического и имитационного моделирования, методов нелинейного программирования, условной и безусловной оптимизации на основе стандартных пакетов и программ Pascal, MAPLE и MATHCAD. Экспериментальная проверка результатов работы проводилась на реальном технологическом оборудовании. Достоверность результатов подтверждается использованием современных регистрирующих приборов и методов обработки результатов экспериментов.

Научная новизна заключается в установлении функциональных связей вспомогательного времени с конструктивными параметрами технологического оборудования и объектов обработки, что позволило формализовать алгоритм оптимизации траектории холостых перемещений на многоцелевых станках.

Основные научные положения, выносимые на защиту:

1. Результаты анализа затрат времени при обработке деталей на многооперационных станках, ставшие основой для разработки классификаций систем АСИ и их компоновочных схем.

2. Математическая модель, устанавливающая зависимость вспомогательного времени от конструктивных особенностей станков с ЧПУ и конкретного технологического объекта.

3. Результаты математических и экспериментальных исследований, позволяющие определить оптимальную последовательность переходов технологического процесса обработки деталей на станках с ЧПУ с точки зрения минимизации вспомогательного времени, а также расчет наикратчайших холостых перемещений между заданными точками с учетом различного рода ограничений.

Практическая ценность работы заключается в разработке комплекса технологических, программных и конструкторских средств, основанных на возможностях адаптации технологической системы операции к изменяющимся условиям функционирования и объектам обработки, минимизирующих потери времени при выполнении вспомогательных циклов. Разработанная методика используется для составления управляющих программ для станков с ЧПУ с минимальными траекториями холостых перемещений инструментов, а также для построения оптимальных конструкций многоцелевых станков для обработки заготовок различного типоразмера.

Разработанные алгоритмические и программные средства оперативного управления процессом построения траектории холостых перемещений инструмента и их корректировки в ранее составленных программах обработки деталей в системе ЧПУ многоцелевых станков приняты к внедрению в ОАО «Тулаточмаш». Результаты работы внедрены в учебный процесс по специальности 210200 «Автоматизация технологических процессов и производств» в дисциплине «Управление процессами и объектами в машиностроении».

Автор выражает благодарность научному консультанту Владимиру Сергеевичу Сальникову и сотрудникам кафедры «Автоматизированные станочные системы» за постоянную методическую помощь при выполнении данной диссертационной работы.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

В работе решена актуальная задача повышения эффективности многоцелевых станков путем сокращения времени вспомогательных ходов.

Основные научные и практические результаты заключаются в следующем:

1. На основе анализа затрат времени на обработку деталей на многооперационных станках подтверждено, что вспомогательное время выполнения технологического процесса может составлять до 50 % от оперативного времени в зависимости от формы и размеров заготовок и рабочих зон станков. Одной из причин этого является то, что смена режущего инструмента происходит по конструктивным соображениям в фиксированных местах, находящихся на некотором удалении от зоны резания. Установлено, что вспомогательное время зависит от системы АСИ, ее вида, компоновки и расположения на станке, а также соответствия габаритных размеров обрабатываемой заготовки и типоразмера используемого оборудования. Отмечена тенденция увеличения вспомогательного времени в связи с далеко назначаемыми точками смены инструмента, что приводит к существенному росту штучного времени.

2. Формализована задача минимизации вспомогательного времени с учетом изменения начальных точек рабочих участков и замены режущего инструмента в соответствии с технологическим процессом. Для этого выполнены процедуры классификаций систем АСИ и их компоновочных схем, а также произведен отбор и установлены функциональные связи методов сокращения вспомогательного времени для выявления факторов, уменьшающих его. Предложены рекомендации по наиболее рациональному использованию методов сокращения вспомогательного времени для конкретных станков и обрабатываемых на них заготовок.

3. Разработана математическая модель минимизации времени холостых перемещений инструмента между двумя заданными точками на плоскости и в пространстве, учитывающая различного рода ограничения и исключающая аварийные столкновения инструмента и оснастки во время выполнения вспомогательных перемещений. В качестве ограничений могут выступать габариты обрабатываемых заготовок, зажимных приспособлений, а так же ограничения, связанные с размерами рабочей зоны станка и др.

4. Разработана математическая модель определения последовательности переходов для многоцелевых станков, учитывающая известные технологические принципы обработки и возможности оборудования, влияние последовательности переходов на вспомогательное время и позволяющая определять оптимальный маршрут обработки с точки зрения минимизации времени холостых перемещений.

5. Разработан комплекс алгоритмических средств, обеспечивающих автоматическое построение оптимальной траектории перемещения инструмента с учетом последовательности переходов технологического процесса, легко адаптируемых к программному обеспечению систем ЧПУ типа PC NC.

6. На основе математического моделирования разработаны алгоритмы и программные средства оперативного управления процессом построения траекторий холостых перемещений инструмента, а так же их корректировки в ранее составленных программах обработки деталей в системе ЧПУ типа CNC.

7. В результате практической реализации алгоритма управления процессом построения траекторий холостых перемещений инструмента на многооперационных токарных станках при обработке деталей с отношением длины к диаметру менее 0,5 достигается сокращение вспомогательного времени на 20-30 % или штучного времени на 5-10 %, что доказывает высокую эффективность предлагаемых алгоритмов. При этом качество обработки остается заданным.

1. Аверьянов О. И. Модульный принцип построения станков с ЧПУ. — М.: Машиностроение, 1987.-232 е.: ил.

2. Автоматические линии в машиностроении: Справочник. В 3 т./Ред. совет: А.Л. Дащенко (пред.) и др. М.: Машиностроение, 1934. -T.I. Этапы проектирования и расчет/ Под. ред. Л.И. Волчкевича.1984. 312 с. ил.

3. Автоматизированное проектирование и производство в машиностроении/ Под ред. Ю. М. Соломенцева и В. Г. Митрофанова, М.: Машиностроение, 1986. -255 с.

4. Азотов А. С., Сальников В. С. Оптимизация цикла работы многооперационных станков: Т. 2. // XXVI Гагаринские чтения: Тез. докл. междунар. молодежной науч. конф. -М.: Изд-во "Латмэс", 2000. С. 11.

5. Азотов А. С., Сальников В. С. Один из аспектов смены инструментов в ГПС: Сб. тр. первой междунар. электронной научно-технической конференции "Автоматизация и информатизация в машиностроении" (АИМ2000). -Тула: ТулГУ, 2000. С. 14-15.

6. Азотов А. С., Сальников В. С. Технологические аспекты сокращения вспомогательного времени. Ч. 2. Интеллектуальные электромеханические устройства, системы и комплексы. -Новочеркасск: НАБЛА, 2000. С. 32-33.

7. Азотов А. С., Сальников В. С. Оптимизация траектории перемещения инструмента в многооперационных станках // Автоматизация иинформатизация в машиностроении (АИМ 2001). -Тула: Гриф и К°, 2001.-С. 66.

8. Азотов А. С., Шадский Г. В., Сальников В. С. Задачи минимизации вспомогательного времени в многооперационных станках // ACT. 2002, №10. -С. 21-24.

9. Азотов А. С., Шадский Г. В., Сальников В. С. Один из критериев повышения качества функционирования технологического оборудования // Изв. ТулГУ. Сер. Машиностроение. Вып. 1 (спец.). -Тула: Гриф и К°, 2003. -С. 264-268.

10. Александров П. С. Введение в теорию множеств и общию топологию. Главная редакция физико-математической литературы издательства «Наука», М., 1977, 368 с.

11. Аскинази А. Е., Черпаков Б. И. Токарные станки на международных выставках 90-х г.г. «Станки и инструмент», 1998, №7, с. 26-32.

12. Балакшин Б. С. Теория и практика технологии машиностроения: В 2-х кн. -М.: Машиностроение, 1982 — Кн. 2. Основы технологии машиностроения. 1982. 367 е., ил.

13. Балакшин Б. С. Основы технологии машиностроения. —М.: Машиностроение, 1966. 554 е., ил.

14. Барун В. А., Будинский А. А. Станки с программным управлением и программирование обработки. М., «Машиностроение», 1965, 348 с.

15. Бесекерский В. А., Попов Е. П. Теория систем автоматического регулирования. -М.: Наука, 1976. 768 е., ил.

16. Бобров В.Ф. Основы теории резания металлов. М.: Машиностроение, 1975.

17. Браилов И. Г. Моделирование процесса формообразования на станках с ЧПУ. «Станки и инструмент», 1998, № 2, с. 12-16.

18. Бронштейн И. Н., Семендяев К. А. Справочник по математике. М., 1964 г., 608 стр. с илл.

19. Васильев С.В., Ефимов В.Н. Современные тенденции развития станкостроения // СТИН. 1999. - № 6. - С. 38-47

20. Васин С. А., Верещака А. С., Кушнер В. С. Резание металлов. Термомеханический подход к системе взаимодействий при резании. -М.:изд-во МГТУ им. Баумана,2001.-448с.

21. Влияние конструктивно-технологических особенностей станка на величину станкоемкости технологической операции /Шадский Г.В., Ковешников В.А., Трушин Н.Н., Анцев В.Ю. // ТулПИ. Тула, 1936. - 20 с. Деп. в ВНИИТЭМР, № 87 мш - 86 Деп.

22. Врагов Ю. Д. Анализ компоновок металлорежущих станков: (Основы компонетики). -М.: Машиностроение, 1978. -208 е., ил.

23. Врагов Ю. Д. Основы проектирования интегральных станков (обрабатывающих центров). Горький, 111H, 1970. 82 с.

24. Вульф А. М. Резание металлов. -М: Машиностроение, 1973. -496с.

25. Выгодский М. Я. Справочник по высшей математике. М., 1976 г., 872 стр. с илл.

26. Гибкие производственные комплексы / под ред. П.Н. Белянина и В.А. Лещенко. М.: Машиностроение, 1984. - 334 с.

27. Гиссин В.И. Управление качеством продукции: Учебн. пособие. -Ростов н/Д: Феникс, 2000. 256 с.

28. Гжиров Р. И., Гречишников В. А., Логашев В. Г., Серебреницкий П. П., Соломенцев Ю. М. Инструментальные системы автоматизированного производства: Учебник для студентов машиностроительных специальностей вузов. СПб.: Политехника, 1993. — 399 е.: ил.

29. Глудкин О.П., Горбунов Н.М., Гуров А.И., Зорин Ю.В. Всеобщее управление качеством. Под ред. О.П. Глудкина М.: Радио и связь, 1999. -600с.

30. Денисов Н. А., Егоров Н. А., Гардаш В. В. Оценка габаритности обрабатываемых заготовок применительно к ЭХО. Электрохимические и электрофизические методы обработки материалов: Сборник научных трудов: Тула: ТулПИ, 1987. С. 33-42.

31. Детали и механизмы металлорежущих станков. Т. 1. Под ред. докт. техн. наук проф. Решетова. М., «Высшая школа», 1972, 664 с.

32. Евстигнеев В. Н., Максимов М. А. Системы автоматической смены инструментов. Горький, ГПИ, 1974. 63 с.

33. Ермолаев Г. В. Автоматическая смена инструментов на станках с программным управлением. —«Станки и инструмент», 1967, №5, Зс.

34. Ефимов Н. В. Краткий курс аналитической геометрии. М., 1975 г., 272 стр. с илл.

35. Интегрированная АСК/ТПП Кредо / Генерация программ для оборудования с ЧПУ / Общее описание. — «Автоматизация проектирования», 1998, № 4.

36. Ильин В. А., Позняк Э. Г. Аналитическая геометрия (Серия: «Курс высшей математики и математической физики»). М., 1981 г., 232 стр. с ил.

37. Княжицкий И. И., Кокошкин Ю. А., Уралов В. Технико-экономический анализ эффективности применения ОЦ для обработки корпусных деталей. —«Санки и инструмент», 1971, №9, Зс.

38. Княжицкий И. И., Немировский Р. Л. Обрабатывающие центры Одесского завода прецизионных станков. -«Санки и инструмент», 1972, №4, 2с.

39. Ковешников В.А., Шадский Г.В. Критерий конструктивно-технологической однородности станков автоматизированных производств// Автоматизированные станочные системы и роботизация производства. Тула, 1991. - с91-96.

40. Корн Г. Корн Т. Справочник по математике (для научных работников и инженеров). М.: Наука, 1973.

41. Кочергин А.И. Конструирование и расчет металлорежущих станкови станочных комплексов. Курсовое проектирование. Учеб. пособие для вузов. Мн.: Выш. шк., 1991. - 382 с.

42. Кудинов В.А. Динамика станков. М.: Машиностроение. 1967. 359 с.

43. Кузнецов В. Г. Приводы станков с программным управлением. -М.: 1983.

44. Кузнецов Ю. И., Устройства для автоматической смены инструментов и заготовок на станках с ЧПУ: Обзо М.: НИИмаш, 1983, 72 с, 33 ил. -(Сер. с-6-3. Технология металлообрабатывающего производства).

45. Локтева С.Е. Станки с программным управлением и промышленные роботы. Учебник для машиностроительных техникумов. 2-е изд., переработ, и доп. - М.: Машиностроение, 1986. - 320 с.

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

47. Маталин А. А., Дашевский Т. Б., Княжицкий И. И. Многооперационные станки. М., «Машиностроение». 1974, 320 с.

48. Маталин А.А. Технология машиностроения: Учебник для машиностроительных вузов по специальности "Технология машиностроения, металлорежущие станки и инструменты". — Л.: Машиностроение, Ленингр. отд-ние, 1985.-496 с.

49. Методические основы системного проектирования интегрированных производственных комплексов /А.А, лескин, В.М. Пономарев, Ю.Е. Раков и др. Л.: ЛДНТП, 1985. - 28 с.

50. Многооперационные станки (обрабатывающие центры). НИИМАШ, Сер. С-1 «Станкостроение». М., 1970. 95 с. Авт.: Ю. Д. Врагов, С. И. Игнатов, Ю. Б. Муравин, Н. В. Саввин.

51. Моисеев Н. Н. Элементы теории оптимальных систем. -М.: Наука, 1975. -528 е., ил.

52. Обоснование критериев эффективности при выборе станочной системы автоматизированного производства. / Г.В. Шадский, В.А. Ковешников,

53. В.Ю. Анцев, Н.Н. Трушин / ТулПИ. -Тула, 1986 .-20 с Деп. в ВНИИТЭМР, № 88-мш-86 Деп.

54. Общемашиностроительные нормативы времени и режимов резания на токарно-автоматные работы. Изд. 3-е М.: Машиностроение. 1979.

55. Одрин В.М. Морфологический синтез систем: постановка задачи, классификация методов, морфологические методы "конструирования" / Препринт № 86-3. Киев: АН УССР. Ин-т кибернетики им. В.М. Глушкова, 1986. - 37 с.

56. Оптимизация технологических процессов механической обработки. / Под. ред. Гавриш А.П. К.: Наук, думка, 1989. - 192 с.

57. Орликов М. Л. Динамика станков. 2-е изд., перераб. и доп. - К.: Выща шк. Головное изд-во, 1989. -272 с.

58. Основные принципы выбора станочного оборудования и объектов обработки для автоматизированных производств / Г.В. Шадский, В.А. Ковешников, Н.Н. Трушин, В.Ю. Анцев // ТулПИ. Тула, 1986. - 44 с. -Деп. в ВНИИТЭМР. № 86 мш-86 Деп.

59. Павлов В. А., Тимофеев А. В. Об одном методе управления роботом манипулятором, способным обходить препятствия. В кн.: Теория, принципы устройства и применение роботов и манипуляторов. — Л.: Машиностроение, 1974. - с. 176 - 180.

60. Павлов В. А., Тимофеев А. В. Построение и стабилизация программных движений подвижного робота-манипулятора. Изв. АН СССР. Техническая кибернетика, 1976, № 5, с. 42 - 57.

61. Пенев Г. Д., Якубович В. А. О некоторых задачах адаптивного управления, доклады АН СССР, 1971, т. 198, № 4, с. 787 - 790.

62. Поляк Б. Т. Введение в оптимизацию. —М.: Наука. Главная редакция физико-математической литературы, 1983. -384 с.

63. Постников М. М. Аналитическая геометрия. М.: Наука, 1986. 416 с.

64. Потапов В. А. Выставка «Металлообработка 98». - «Станки и инструмент», 1998, №10, с. 39-46.

65. Power Mill Широкие возможности в обработке. - / Научно-практический журнал Отделения информатики, вычислительной техники и автоматизации Российской академии наук.

66. Программное обеспечение для индексации револьверной головки / Li Jinghao // Цзичуан = Mach Tools/1991. № 9/ с 24-27. - Кит.: рез. англ.

67. Проников А. С. Программный метод испытания металлорежущих станков. -М.: Машиностроение, 1985. -288 е., ил.

68. Протасьев В. Б. Проектирование инструментально-технологического комплекса для ОНИР; Шифр проблемы №62202/М-14.3. l.-Тула, 1996. -73 с.

69. Пуховский Е. С., Мясников Н. Н. Технология гибкого автоматизированного производства. -К.: Тэхника, 1989.-207 с.

70. Пуш А.В., Ивахненко А.Г. Методология концептуального проектирования металлорежущих систем // СТИН. 1998. - № 4. — С. 35

71. Пуш В.Э. Конструирование металлорежущих станков. М.: Машиностроение, 1987.

72. Пуш В.Э., Пигерт Р., Сосонкин B.JI. Автоматические станочные сиетемы. М.: Машиностроение, 1982. - 319 с.

73. Рыбников К. А. Введение в комбинаторный анализ / 2-е изд. -М.: Изд-во Моск. ун-та, 1985. -308 с.

74. Рыжов Э.В. Оптимизация технологических процессов механической обработки. Киев: Наук. Думка, 1989. - 192с.

75. Сердюк А.И. Влияние режимов резания на эффективность работы ГПС // СТИН. 1997. - № 5. - С. 5-8

76. Силин С.С., Баранов А.В. Оптимизация операций механической обработки по энергетическим критериям // С ТИН. 1999. - № 1. - С. 1617

77. Спиридонов А. А., Федоров В. Б. Металлорежущие станки с программным управлением. М., «Машиностроение», 1972, 352 с.

78. Справочник технолога машиностроителя.// Ю.А.Абрамов, В.Н.Андреев, Б.И.Горбунов и др.: Под ред. Мещерякова Р.К. - 4-е издание, перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1986. 496с.

79. Справочник технолога-машиностроения. Под. ред. А.Г. Косиловой и Р.К. Мещерякова. М.: Машиностроение, 1990. Т. 1, 2 - 495 с.

80. Технологический классификатор деталей машиностроения и приборостроения. М.: Изд-во стандартов 1987. - 255 с.

81. Технология машиностроения: В 2т. Т.1 Основы технологии машиностроения / Бурцев В.М., Васильев А.С., Дальский A.M. и др. Под ред. Дальского A.M. М.: Изд-во МГТУ им Баумана, 1999. - 564с.

82. Тимофеев А. В. Адаптивная стабилизация программных движений и оценка времени адаптации. Доклады АН ССС, 1979, т.248, № 3, с. 545549.

83. Тимофеев А. В. Конечно сходящиеся локально оптимальные алгоритмы решения целевых неравенств, возникающих в задачах синтеза адаптивных систем. - ИЗВ. АН СССР. Техническая кибернетика, 1975, № 4, с. 9 - 20.

84. Тимофеев А. В. Построение адаптивных систем управления программным движением. Л.: Энергия. Ленингр. Отд-ние, 1980. - 88 е., ил. - (Б-ка по автоматике: Вып. 610).

85. Тимофеев А. В. Построение программных движений и управление роботом-манипулятором с учетом его кинематической избыточности и динамики. — Автоматика, 1976, №1., с. 71-81.

86. Формализация станков и обрабатываемых на них деталей при автоматизированном проектировании станочных комплексов / Шадский

87. Г.В., Ковешников В.А., Трушин Н.Н., Анцев В.Ю., Морозова JI.H. // ТулПЙ, Тула. 1986. 24 с. - Деп. в ВНЙИТЭМР, № 89 мш - 89 Деп.

88. Цветков В.Д. Системно-структурное моделирование и автоматизация проектирования технологических процессов. — Мн.: Наука и технтка, 1979.-264 с.

89. Чачина Е. Б., Васин Л. А. Особенности формирования портфеля внешних заказов.// Автоматизация и информатизация в машиностроении (АИМ 2001). -Тула: Гриф и К, 2001, с. 220-223.

90. Черпаков Б. И. Автоматические линии, агрегатные и специальные станки для массового и крупносерийного производства на выставке 12.ЕМО. «Станки и инструмент», 1998, №12, с. 35-42.

91. Шейнин Л. Б. Автоматическая смена инструментов на станках с числовым программным управлением. Методическое пособие по курсу «Автоматизация технологических процессов». Тула. 1973.

92. Шадский Г.В. Ковешников И.А. Об оптимизации проектирования станочных комплексов // Автоматические манипуляторы и металлообрабатывающее оборудование с программным управлением. -Тула. 1985. с. 22-29.

93. Шадский Г.В., Сальников B.C. Качество функционирования производственной системы /Конструкторско-технологическая информатика 2000: Труды конгресса. В 2-х т.т. Т. 2 / IV междунар. конгр. -М.: Станкин, 2000.

94. Экономика машиностроительного производства. Учебн. пособие для мапшностроит. спец. ВУЗов. / И.М. Бабук, Э.И. Горнаков, A.M. Панин. -Мн.: Высш. шк., 1990. 352 с.

95. Эксплуатация многоцелевых станков / И.Г. Федоренко, И.С. Шур, В.Н. Давыгора и др.; Под общей ред. д-ра техн. наук В.А. Федорцова. -К.: Технока, 1988.-176 с.

96. Якобе Г.Ю., Якоб Э., Кохан Д. Оптимизация резания. Параметризация способов обработки резанием с использованием технологической оптимизации: Пер. с нем./ Пер. к.т.н. В.Ф. Колотенков. — М.: Машиностроение, 1981. 279 с.

97. Якубович В. А. Конечно сходящиеся алгоритмы решения систем неравенств и их применение в задачах синтеза адаптивных систем. — Доклады АН СССР, 1969, т. 189, № 3, с. 495 - 498.

98. Якубович В. А. Метод рекуррентных целевых неравенств в теории адаптивных систем. — В кн.: Вопросы кибернетики. Адаптивные системы. М.: Изд-во АН СССР, 1976. - с. 33 - 64.

99. Якубович В. А. Рекуррентные конечно сходящиеся алгоритмы решения систем неравенств. - Доклады АН СССР, 1966, т. 166, № 6, с. 1308-1311.

100. Azotov A. S., Pritschow G., Storr A., Heusinger S. Arbeitsschritt-planung beim Drehen mit STEP-NC // Zeitschrift fur wirtschaftlichen Fabrikbetrieb (ZWF) 2002. № 7-8, -S. 390-396.

101. Benkler, H. Grundlagen der NC-Programmiertechnik fur Ausbildung, Arbeitsplanung und Fertigungspraxis. MOnchen; Wien: Hanser, 1995.

102. ISO/CD 14649-12 Part 12: Process Data for Turning. In: TC184/SC1/WG7, April 2002.

103. ISO/DIS 14649-10 Part 10: General Process Data. In: TC184/SC1/WG7, June 2000.

104. ISO/DIS 14649-11 Part 11: Process Data for Milling. In: TC184/SC1/WG7, August 2000.

105. Eversheim, W. Produktion und Management. Berlin; Heidelberg: Springer, 1996.

106. Flexible Automatisierungskonyept fiir die GroBserienfertigung // Maschinenmarkt. -1997.-103. №42. -S.101.

107. Lang, S. К. Komplettbearbeitung rotationssymmetrischer Werkstucke fur die Verfahrensfolge Drehen-Laserstrahlharten-Schleifen. Dissertation Technische Universitat Braunschweig. Essen: Vulkan-Verlag, 1998.

108. Lederer, R. Programmierung von NC-Drehmaschinen mit mehreren Werkzeugschlitten. Dissertation Universitat Stuttgart. Berlin ; Heidelberg : Springer, 1988.

109. Li, R. Agentenbasierte NC-Planung fttr die Komplettbearbeitung auf Dreh-/Fraszentren. Dissertation Universitat Stuttgart. Heimsheim: Jost Jetter Verlag, 2001.

110. Miitze K. Eine Betrachtung zur Systematik von Werkzeugwechselsystemen an NC-Bearbeitungszentren. "Maschinenbau", 1970, 19,N6, s, 241-255.

111. Nebl, T. Einfuhrung in die Produktionswirtschaft, 3. Auflage. Munchen; Wien: Oldenbourg, 1998.

112. Rembold, Ulrich CIM: Computeranwendungen in der Produktion / U. Rembold; В. O. Nnaji; A. Storr Bonn; Paris; Reading, Mass. u.a.: Addison-Wesley, 1994.

113. Rohr M. Automatisierte Technologieplanung am Beispiel der Komplettbearbeitung auf Dreh-/Fraszellen. Dissertation Universitat Karlsruhe: Schnelldruck Ernst Grasser, 1991.

114. Storr, A.; Heusinger, S. STEP-NC Grundlage einer CAD/NC-Prozesskette - Das Prozessmodell fur die Drehbearbeitung. wt Werkstattstechnik online 92 (2002) H.5, S. 210-217.

115. Week, M. Werkzeugmaschinen Band 3. Automatisierung und Steuerungstechnik, Dusseldorf: YDV-Verlag, 1989.