автореферат диссертации по машиностроению и машиноведению, 05.02.07, диссертация на тему:Повышение точности токарных станков с ЧПУ за счет модернизации систем управления

005009518

На правах рукописи

АГЕЕНКО АЛЕКСЕЙ ВЛАДИМИРОВИЧ

ПОВЫШЕНИЕ ТОЧНОСТИ ТОКАРНЫХ СТАНКОВ С ЧПУ ЗА СЧЕТ МОДЕРНИЗАЦИИ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ

Специальность: 05.02.07 - «Технология и оборудование механической и физико-технической обработки» 05.13.06 - «Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами (в машиностроении)»

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

2 6 Я Н В 2012

Брянск 2012

005009518

Работа выполнена на кафедре «Автоматизированные технологические системы» ФГБОУ ВПО «Брянский государственный технический университет»

Научный руководитель доктор технических наук, доцент

Федонин Олег Николаевич

Научный консультант доктор технических наук, доцент

Петрешин Дмитрий Иванович

Официальные оппоненты доктор технических наук, профессор

Ивахненко Александр Геннадьевич

доктор технических наук, профессор Федоров Владимир Павлович

Ведущая организация: ФГБОУ ВПО «Воронежский государственный технический университет» (ВГТУ)

Защита диссертации состоится «14» февраля 2012 г. в 14 ч. 00 мин. на заседании диссертационного совета Д 212.021.01 при Брянском государственном техническом университете по адресу: 241035, г. Брянск, бульвар им. 50-летия Октября, 7, в учебном корпусе №2, ауд. 220.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО «Брянский государственный технический университет».

Автореферат разослан «/¿» SudxijfJi' 20/^г

Ученый секретарь диссертационного совета, доктор технических наук, доцент ^ A.B. Хандожко

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Анализ станочного парка предприятий Российской Федерации показывает, что большинство токарных станков с числовым программным управлением (ЧПУ) - это станки 80-х г. выпуска, имеющие как физический, так и моральный износ, снижающий их точность. Кроме того, в процессе эксплуатации токарного станка с ЧПУ происходит изменение его состояния, и как результат — частичная потеря его точности.

Если физический износ механической части можно устранить проведением капитального ремонта, включающего восстановление направляющих, замену деталей шпиндельного узла, ходовой части приводов и т.д., то моральный и физический износ систем управления можно устранить только модернизацией, включающей замену системы ЧПУ, системы управления приводами подач, датчиков обратной связи.

Для обеспечения заданной точности токарного станка с ЧПУ после проведения капитального ремонта необходимо определять его статические и динамические погрешности (такие как зазоры в механических передачах, погрешность, обусловленную наличием трения покоя, накопленную погрешность ходового винта и другие).

Данные погрешности могут быть полностью или частично скомпенсированы системой ЧПУ, так как современные системы ЧПУ обладают большим набором станочных параметров, позволяющих компенсировать статические и уменьшить динамические погрешности станка и его системы управления, при модернизации. Однако, как показал анализ литературы, в настоящее время нет единой методики по определению и компенсации статических и динамических погрешностей для обеспечения заданной точности токарного станка с ЧПУ после модернизации.

Поэтому повышение точности токарных станков с ЧПУ за счет модернизации системы управления и настройки станочных параметров системы ЧПУ с целью компенсации статических и динамических погрешностей станка является актуальной задачей.

Целью работы является повышение точности токарных станков с ЧПУ за счет настройки или модернизации их систем управления.

Методика исследований. При выполнении работы использовались научные основы теории точности металлорежущих станков, теории технологии машиностроения, теории технической диагностики, теории автоматического управления, теории автоматизированного электропривода. Экспериментальные исследования проводились с использованием разработанной системы диагностики точности токарного станка с ЧПУ и ЭВМ.

Основные положения диссертации, выносимые на защиту:

1. Зависимость точности отработки траектории исполнительных органов токарного станка с ЧПУ от погрешностей (статических и динамических), обусловленных его состоянием;

2. Методика, позволяющая определять и компенсировать статические и динамические погрешности, влияющие на точность отработки траектории исполнительных органов токарного станка с ЧПУ;

3. Система диагностики точности токарного станка с ЧПУ, позволяющая проводить экспресс оценку состояния оборудования и оценивать степень влияния статических и динамических погрешностей на контурную погрешность траектории исполнительных органов станка;

4. Алгоритм диагностики точности токарного станка с ЧПУ, позволяющий, на основе методики определения и компенсации статических и динамических погрешностей и системы диагностики точности токарного станка с ЧПУ, повысить точность отработки траектории исполнительных органов станка.

Научная новизна.

1. Получена зависимость точности отработки траектории исполнительных органов токарного станка с ЧПУ от погрешностей (статических и динамических), обусловленных его состоянием;

2. Разработан алгоритм диагностики точности токарного станка с ЧПУ, позволяющий на основе методики определения и компенсации статических и динамических погрешностей и системы диагностики точности токарного станка с ЧПУ, повысить точность отработки траектории исполнительных органов.

Достоверность и обоснованность научных результатов подтверждаются результатами экспериментальных исследований, проведенными с использованием разработанной системы диагностики точности токарного станка с ЧПУ.

Практическая значимость.

1. Получена зависимость, позволяющая прогнозировать состояние токарных станков с ЧПУ, путем определения контурной погрешности траектории исполнительных органов станка;

2. Разработана методика, позволяющая определять и компенсировать статические и динамические погрешности, влияющие на точность отработки траектории исполнительных органов токарного станка с ЧПУ;

3. Создана система диагностики точности токарного станка с ЧПУ, позволяющая проводить экспресс оценку текущего состояния оборудования и оценивать степень влияния статических и динамических погрешностей на контурную погрешность траектории исполнительных органов станка;

4. Разработана программа управления вспомогательным оборудованием токарного станка с ЧПУ (программа логики станка).

Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались и обсуждались на заседаниях кафедры «Автоматизированные технологические системы» ФГБОУ ВПО «БГТУ», на научных конференциях профессорско -преподавательского состава ФГБОУ ВПО «БГТУ» в 2008 - 2011 гг.; всероссийской молодежной научной конференции «Мавлютовские чтения» (г. Уфа, 2008 г.), международной научно-практической конференции «Состояние, проблемы и перспективы автоматизации технической подготовки производства на промышленных предприятиях» (г. Брянск, 2009 г.), X международной межвузовской научно - технической конференции студентов, магистрантов и аспирантов «Исследования и разработки в области машиностроения, энергетики и управления» (г. Гомель, 2010 г.), на международном молодежном форуме «Инновации 2010. Современное состояние и перспективы развития инновационной экономики» (г. Брянск, 2010 г.), на международной научно - технической конферен-

ции «Машиностроение и техносфера XXI века» (г. Севастополь, 2010-2011 гг.), на международной научно - технической конференции «Модернизация машиностроительного комплекса России на научных основах технологии машиностроения» (г. Брянск, 2011 г.).

Практические разработки по данной теме отмечены почетной грамотой победителя программы «Участник Молодежного Научно-Инновационного Конкурса» («У.М.Н.И.К.») Фонда содействия развитию малых форм предприятий в научно-технической сфере, дипломом II степени в конкурсе на лучшую научную работу аспирантов и молодых ученых по естественным, техническим и гуманитарным наукам в вузах Брянской области «Современные научные достижения. Брянск - 2010».

Публикации. По теме диссертационной работы опубликовано 12 печатных работ, из них 5 - в журналах из перечня ВАК РФ, рекомендованного для опубликования результатов диссертационных работ. Отдельные результаты исследований вошли в отчет по НИОКР №7685р/11215-(15) «Разработка проекта модернизации токарно-револьверного станка модели 1В340Ф30 и программного обеспечения для осуществления его функционирования» в рамках программы «У.М.Н.И.К.» (Брянск, 2010-2012 гг.) и отчет по ГК № 14.740.11.0324 «Разработка научных положений и отработка методики настройки параметров системы управления токарных станков с ЧПУ для их диагностики и повышения точности» в рамках ФЦП «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009-2013 гг.

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, шести глав, основных выводов и результатов, списка литературы из 91 наименования. Материалы диссертации представлены на 173 страницах текста, содержат 93 рисунка и 19 таблиц.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность работы, изложены ее научная новизна и практическая значимость.

В первой главе проведен анализ состояния вопроса повышения точности токарных станков с ЧПУ.

Вопросам повышения точности механической обработки на металлорежущих станках посвящены работы: Б.С. Балакшина, Б.М. Базрова, Ю.М. Соломенцева, Сосонкина B.JI., Бржозовского Б.М.,Андрейчикова Б.И., Проникова A.C., Бушуева В.В., Федорова В.П., Кагана В.Г., Ивахненко А.Г., Тимирязева, И.М. Рыбкина и других ученых.

Анализ научных работ указанных исследователей позволил сделать следующие выводы:

1. С уменьшением допуска на обработку деталей на токарном станке с ЧПУ доля погрешности, обусловленная геометрической неточностью станка, а также его кинематическими погрешностями становится определяющей.

2. На точность обработки изделий на токарном станке с ЧПУ влияют геометрическая неточность станка, а также его кинематические погрешности, состав-

ляющими которой являются ошибки датчика положения, ошибки, вызванные смещением нуля элементов электронных схем, моментная ошибка; нелинейности, входящие в замкнутый контур следящего привода; точность отработки контура при резких изменениях входных воздействий; погрешности, обусловленные передаточной функцией системы управления; погрешности системы ЧГГУ и другие.

3. Повышение точности обработки деталей на токарном станке с ЧПУ возможно за счет применения таких методов как настройка станочных параметров системы ЧПУ, использование комбинированных систем приводов подач; синтез регулятора положения следящего электропривода по эквивалентному гармоническому воздействию, создание адаптивной системы и других.

Настройка станочных параметров системы ЧПУ является универсальным способом повышения точности перемещения приводов подач, которая применяется совместно с другими методами.

Способы, применяющиеся для настройки станочных параметров, в основном направлены на настройку привода отдельной координаты. Учитывая, что в формообразующих движениях на токарных станках с ЧПУ почти всегда участвуют одновременно две координаты, возможность настройки станочных параметров системы ЧПУ при одновременном перемещении исполнительных органов станка по нескольким координатам изучена недостаточно.

Статические и динамические погрешности можно компенсировать настройкой параметров системы ЧПУ. В связи с этим становится актуальной задача установления зависимости точности отработки траектории исполнительных органов токарного станка с ЧПУ от погрешностей (статических и динамических), обусловленных его состоянием.

В связи с вышесказанным, были поставлены следующие задачи:

1. Установить зависимость точности отработки траектории исполнительных органов токарного станка с ЧПУ от погрешностей (статических и динамических), обусловленных его состоянием;

2. Разработать методику, позволяющую определять и компенсировать статические и динамические погрешности, влияющие на точность отработки траектории исполнительных органов токарного станка с ЧПУ;

3. Разработать и создать систему диагностики точности токарного станка с ЧПУ, позволяющую проводить экспресс оценку состояния оборудования и оценивать степень влияния статических и динамических погрешностей на контурную погрешность траектории исполнительных органов станка;

4. Разработать алгоритм диагностики точности токарного станка с ЧПУ, позволяющий, на основе методики определения и компенсации статических и динамических погрешностей и системы диагностики точности токарного станка с ЧПУ, повысить точность отработки траектории исполнительных органов станка;

5. Провести апробацию методики определения и компенсации статических и динамических погрешностей, а также системы диагностики точности токарного станка с ЧПУ.

Во второй главе описываются общая стратегия исследований, методики проведения теоретических и экспериментальных исследований, средства измерений, экспериментальная установка, используемые в исследованиях.

Стратегия исследований направлена на достижение поставленной цели и решения вышеуказанных задач.

Апробация методики определения и компенсации статических и динамических погрешностей, а также системы диагностики точности токарного станка с ЧПУ проводилась на токарно-револьверном станке мод. 1В340Ф30 с ЧПУ NC-201M, которая была установлена в ходе модернизации системы управления в замен морально и физически устаревшей УЧПУ «Электроника НЦ31». Для этого были разработаны и реализованы структурная и электрические схемы системы управления станком, а также программное обеспечение для согласования системы ЧПУ с оборудованием токарного станка. На разработанное программное обеспечение было получено свидетельство о регистрации электронного ресурса в объединенном фонде электронных ресурсов «Наука и образование».

Для проведения проверок геометрической точности станка применялись брусковый уровень 150 - 0,02 ГОСТ 9392-89, индикатор часового типа 2 МИГ ГОСТ 9696, а также контрольные цилиндрическая и дисковая оправка.

В качестве средства получения информации о точности перемещения исполнительных органов станка использовали датчик линейных паремещений ЛИР-8, имеющий диапазон перемещений до 320 мм при погрешности ±0,6 мкм на длине перемещения.

В третьей главе исследовалось влияние погрешностей, обусловленных состоянием токарного станка с ЧПУ, на контурную погрешность траектории перемещения исполнительных органов токарного станка с ЧПУ. Также были разработаны методика и алгоритм повышения точности токарного станка с ЧПУ.

Для токарного станка с ЧПУ точность воспроизведения заданного контура детали зависит от точности перемещения его исполнительных органов вдоль осей X и Z. Совокупная погрешность по каждой из координат определяет величину контурной погрешности траектории перемещения исполнительных органов станка. Под контурной погрешностью понимается кратчайшее расстояние от точки на заданной траектории до фактической траектории перемещения (рис. 1).

Рис. 1. К понятию о контурной погрешности траектории I - заданная точка траектории; 1 - фактическая точка траектории; то - радиус вектор заданной траектории; г0' - радиус вектор фактической траектории; Ах, Аг - погрешность вдоль оси X и 2. соответственно; Дго - погрешность радиуса траектории; Д, - контурная погрешность траектории

В работе исследовалась круговая траектория, так как именно при ее отработке проявляется действие всех статических и динамических погрешностей, рассматриваемых в работе.

С помощью вариационного метода Решегова Д.Н. было получено выражение (1), позволяющее определять контурную погрешность траектории перемещения

Ад = (¿«„,„ ~ <рЛу-Ун )+ i?~ ,)) cos X + ~ <Рг1 (у~ У„ 2) + <Р, 2(*-*i2))sin;r(l) где sjmt - погрешность позиционирования соответственно по осям X и Z; фл - угол поворота продольного суппорта относительно оси X; (?у2 - угол поворота продольного суппорта относительно оси Y; ф>3 - угол поворота поперечного суппорта относительно оси У; <р.3 - угол поворота продольного суппорта относительно оси Z; хи, у и, У г» Zja - координаты начальной точки; х, у, z - координаты текущей точки; tg% = —.

dz

С помощью выражения (1) определяется контурная погрешность траектории, зная значения погрешности позиционирования поперечного и продольного суппортов параллельности оси шпинделя направлению перемещения

продольного суппорта в вертикальной (фх2) и горизонтальной ((ру2) плоскостях, перпендикулярности к оси шпинделя направления перемещения поперечного суппорта (фуз), перекоса плоскости движения при продольном перемещении (фй).

Данные погрешности определяются проведением комплекса проверок геометрической точности станка в соответствии с ГОСТами для станков.

Однако, выражение (1) не учитывает ряда погрешностей станка, компенсация которых возможна с помощью системы ЧПУ, например: погрешность, обусловленную трением покоя; погрешность, обусловленную настройкой контура положения системы управления, погрешность аппроксимации траектории перемещения исполнительных органов и другие.

В связи с этим в работе предложена следующая зависимость АЛ- = (<5 ~Я>л {у-У а ) + <Ру} (- - 2ц ))C0S% + (<?*, „„ ~<р,г (y-yn) + <Pyi(x-Xn))smx,(2) гДе 8 *(*,)„„, + 5Мж„ - систематические погрешности станка;

sixj)rj - погрешности, имеющие случайный характер.

Погрешности позиционирования поперечного и продольного суппортов s*xmi, д*!мг в выражении (2) учитывают статические и динамические погрешности станка, компенсация которых возможна с помощью системы ЧПУ.

Учет этих погрешностей в балансе точности станка позволяет не только управлять точностью отработки траектории путем настройки параметров, но и прогнозировать ее точность.

Суммирование статических и динамических погрешностей зависит от характера их возникновения. Погрешности, имеющие систематический характер, складываются алгебраически, так как все систематические погрешности станка коллинеарные и направлены вдоль оси станка

где d(Xzj др - дрейф нуля привода; S(Xi2) у:т — установившаяся ошибка задающего сигнала; 5(х:) тр - погрешность, вызванная наличием трения покоя; S(Xt2) а„„р - погрешность аппроксимации; S(XZ) зжч - зона нечувствительности привода.

Погрешности, имеющие случайный характер, складываются вероятностным методом

где Зм д - ошибка датчика положения; 3 - погрешность вызванная зазором в ша-рико - винтовой передаче; другим. - накопленная погрешность ходового винта станка.

На основании предложенной зависимости (2) был разработан алгоритм диагностики точности токарного станка с ЧПУ (рис.2), состоящий из нескольких этапов.

На первом этапе проводятся проверки, предусмотренные ГОСТами по проверке геометрической точности станка. На втором этапе происходит отработка траектории с целью определения его фактического состояния. Если фактическое состояние станка не удовлетворяет требуемой точности, происходит выполнение следующих этапов. На третьем этапе определяется влияние дина-

мических составляющих контурной погрешности Дк, а также их сортировка по степени влияния на контурную погрешность с целью определения причины ее возникновения. На четвертом этапе определяются станочные параметры системы ЧПУ, с помощью которых возможно устранить причины возникновения погрешности и определяются оптимальные значения этих параметров.

В случае если на предыдущем этапе не удалось добиться требуемой точности станка, на пятом этапе происходит определение варианта ремонта узлов токарного станка с ЧПУ с минимальной себестоимостью. И, наконец, на шестом этапе, происходит их ремонт в соответствии с выбранным вариантом.

В алгоритме вводится поправочный коэффициент к, учитывающий кинематическую неточность станка в общей точности обработки. Коэффициент к равен к ■к

к = " **-, (5)

ж*™/*«,)

где &тф - коэффициент, учитывающий точность формы; кст - коэффициент, учитывающий точность станка; кпш - коэффициент, учитывающий геометрическую неточность станка; к^ - коэффициент, учитывающий кинематическую неточность станка.

Состояние токарного станка с ЧПУ удовлетворяет требованиям точности, если выполняется условие к ■ к

С целью определения причины возникновения контурной погрешности, а также ее снижения, была разработана методика, позволяющая определять и компенсировать статические и динамические погрешности, влияющие на точность отработки траектории. Погрешности, обусловленные непараллельностью оси шпинделя направлению перемещения продольного суппорта в вертикальной и горизонтальной плоскостях, неперпендикулярностью к оси шпинделя направления перемещения поперечного суппорта, перекос плоскости движения при продольном перемещении, определяются путем проведения комплекса проверок геометрической точности станка в соответствии ГОСТами. Накопленная погрешности ходового винта, зазор в механических передачах, зона нечувствительности привода, погрешность, обусловленная наличием дрейфа нуля привода подач станка и трением покоя определяются с помощью датчика ЛИР-8.

Величина погрешности, обусловленная настройкой контура положения, зависит от передаточной функции регулятора положения системы управления. В работах Демидова C.B., Башарина A.B. в качестве регулятора положения используется П-регулятор. Поэтому его передаточную функцию можно описать выражением

клр) = к„

Погрешность, вносимую контуром положения, можно определять из выражения

где V - скорость подачи по оси; к„ - пропорциональный коэффициент регулятора положения.

На практике в качестве регулятора положения в системах ЧПУ используются П -, ПИ - или ПИД - регуляторы.

Производители систем ЧПУ практически никогда не раскрывают передаточную функцию системы ЧПУ. Кроме того, известные методы получения передаточных функций экспериментальным путем в производственных условиях не применимы. Незнание передаточной функции токарного станка не позволяет методами теории автоматического управления рассчитать параметры контура положения, при которых точность станка была бы наивысшей одновременно при сохранении устойчивости.

В качестве выхода из этой ситуации предлагается способ определения оптимальных параметров путем их последовательного перебора (рис.3).

1. Настройка пропорционального коэффициента усиления регулятора положения

Расчет пропорционального коэффициента усиления регулятора положения

2.Настройка дифференциального коэффициента усиления регулятора положения

9

3. Настройка интегрального коэффициента усиления регулятора положения

2.1. Перебор значений дифференциального коэффициента усиления регулятора положения

Т

3.1. Перебор значений интегрального коэффициента усиления регулятора

пелотм

2.2. Определение значения дифференциального коэффициента усиления регулятора, при котором траектория исполнительных органов имеет наименьшую контурную погрешность

3.2. Определение значения интегрального коэффициента усиления регулятора положения, при котором траектория исполнительных органов имеет наименьшую контурную погрешность

Завершение настройки регулятора положения

Т.

Рис. 3. Алгоритм снижения погрешности, обусловленной настройкой контура положения Погрешность аппроксимации определяется с помощью выражения

6......=

(*, ~*м) -ч*'Т\• л

—-сое (-

2 4 Я

(7)

где Т- время цикла управления приводом подачи; Я - радиус траектории перемещения исполнительных органов станка; х„ - текущие координаты точки интерполяции траектории, х,ч - предыдущая координата, 2,-ц - следующая координата. Алгоритм снижения этой погрешности представлен на рис.4а.

Минимальная погрешность аппроксимации дт1„ соответствует минимально возможному такту интерполяции системы ЧПУ.

Компенсация погрешности, обусловленной дрейфом нуля электропривода подач, для разомкнутого и замкнутого привода различна.

Для замкнутого привода дрейф нуля имеет место только в пределах чувствительности датчика положения. Для разомкнутого - величина погрешности будет минимальной при минимальном промежутке времени, через который производится его компенсация.

Алгоритм снижения погрешности, обусловленной наличием трения, покоя, показан на рис.4б.

а б

Рис. 4. Алгоритм снижения: а - погрешности аппроксимации; б - погрешности, обусловленной трением покоя; дополнительная скорость

В случае если после настройки всех параметров точность станка осталась недостаточной, необходимо произвести ремонт, либо замену узлов. Составляются комбинации погрешностей, чья сумма превышает абсолютное отклонение фактической траектории от заданной. Из этих комбинаций выбираются комбинации с наименьшей себестоимостью устранения погрешностей. Обоснование выбора варианта ремонта (замены) узлов токарного станка с ЧПУ и его предпо-чтимость представлены на рис.5.

В четвертой главе была разработана и реализована система диагностики точности токарного станка с ЧПУ.

Система диагностики позволяет проводить экспресс оценку текущего состояния оборудования и оценивать степень влияния статических и динамических погрешностей на контурную погрешность траектории исполнительных органов станка.

Получение информации о точности траектории осуществляется с помощью датчиков ЛИР-8. Для согласования датчиков с ЭВМ применяется устройство цифровой индикации. Оптимальные параметры системы ЧПУ рассчиты-ваются с помощью программных средств, таких как Microsoft Excel, MathCad. Наладчиком производится настройка станка в соответствии с этими параметрами (рис. 6).

Непараллельность траектории продольного перемещения суппорта относительно оси вращения шпинделя в вертикальной и горизонтальной плоскостях (Ф.-й» Фу2 соответственно)

Неточность установки направляющих в

поперечном направлении (<Ргз)

Неперпендикулярпость траектории перемещения поперечных саяазок

суппорта к оси вращения шпинделя передней бабки (фу3)

Погрешность, обусловленная трением покоя (5(1.г)тр)

Ошибка датчика положентгя

Погрешность ходового винта

станка (накопленная)

(5,

(х.2) геом

)

Установившаяся ошибка задающего сигнала (5Муст)

Погрешность, обусловленная наличием переходного процесса (ЪШпм)

Погрешность аппроксимации

аппр)

Погрешность, обусловлишая дрейфом нуля привода (6Схг)др)

Зона нечувствптель ностн привода

з.неч)

Погрешность, вызванная зазором в шарико

- винтовой передаче (8Л2)з)

ЕШ □ п ш

:

Степень предпочтительности: I - наименее предпочтителен; IV - наиболее предпочтителен

I II III IV

Рис. 5. Обоснование выбора варианта ремонта (замены) узлов токарного станка с ЧПУ и его предпочтимость

Рис. 6. Структурная схема системы диагностики точности токарного станка с ЧПУ

В пятой главе была проведена апробация методики определения и компенсации статических и динамических погрешностей на примере станка мод. 1В340Ф30 с использованием разработанной системы диагностики.

При этом были определены статические и динамические погрешности станка, отработана методика повышения точности токарного станка с ЧПУ путем настройки станочных параметров системы ЧПУ.

При настройке контура положения системы управления была получена экспериментальная кривая (рис. 7). Экспериментальную кривую можно представить в виде функции, позволяющей определять оптимальное значение дифференциального коэффициента контура положения 'Д = а,0 < Кд < 1

А =0.906-К, + а (8)

где а = , (5/ - ¿-я погрешность станка. 1=1

Дк, мм

а

од 0,18 0,16 0,14 0,15 0,1 [ 0,08 .06 0,04 0,02

) 0)

♦

♦

♦ * ^ г *

Кд, с1

Рис. 7. Зависимость контурной погрешности траектории перемещения исполнительных органов станка от дифференциального коэффициента усиления

Причиной изменения контурной погрешности при изменении параметров настройки контура положения является переходный процесс сигнала напряжения задания, а именно, величина перерегулирования переходного процесса. Это подтверждается тем, что на участке экспериментальной кривой, на котором контурная погрешность остается постоянной при изменении параметров, переходный процесс не имеет перерегулирования. На участке увеличения контурной погрешности увеличивается и величина перерегулирования переходного процесса.

Скачок погрешности в начальный момент обусловлен инерцией исполнительных органов станка. Компенсировать этот скачок можно при выходе на эк-видистанту с некоторой подачей. В работе сравнивался выход на эквидистанту по прямой, имеющей разные углы наклона и дуге (рис.8).

Оптимальной является круговая траектория выхода на эквидистанту без остановки в конце кадра с той же подачей, что и при отработке контролируемой траектории.

Результат действий по исследованию и настройке системы ЧПУ позволил изменить контурную погрешность траектории перемещения исполнительных органов станка с 0,085 мм до 0,060 мм только за счет настройки станочных параметров системы ЧПУ.

В шестой главе описано применение созданного алгоритма диагностики точности токарного станка с ЧПУ, позволяющий, на основе методики определения и компенсации статических и динамических погрешностей и системы диагностики точности токарного станка с ЧПУ, повысить точность траектории исполнительных органов станка.

Система диагностики может быть применена для всех станков кроме тех, у которых датчик положения расположен на суппорте станка. 0,06

0,04

0,02

0

Ю

-0,02 -0,04 -0,06

-0,08

Рис. 8. Компенсация трения покоя в начальный момент времен

1 - выход на эквидистанту по прямой с углом наклона 0°; 2 - выход на эквидистанту по прямой с углом наклона 22°; 3 - выход на эквидистанту по прямой с углом наклона 45°; 4 - выход на эквидистанту по дуге; А - начальный участок траектории при выходе на эквидистанту по прямой, Б - начальный участок траектории при выходе на эквидистанту по дуге

Описанная выше методика диагностики применяется при установке системы ЧПУ на станок. Современные системы ЧПУ являются универсальными, и одна и та же система ЧПУ может быть установлена на токарных станках разных моделей. Причем, станки могут быть оснащены системами управления

различных производителей, требующих для их согласования с системами ЧПУ особых настроек. Кроме того, в процессе эксплуатации происходит изменение состояния, как самого станка, так и его системы управления, и как результат -частичная потеря его точности. В этом случае также требуется корректировка настроек системы ЧПУ.

Диагностика станка должна производиться наладчиками станков с ЧПУ после текущих, внеплановых и капитальных ремонтов.

Экономический эффект от реализации системы диагностики на станке модели 1В340Ф30 получен за счет снижения себестоимости изготовления продукции путем снижения амортизационных отчислений. Ожидаемый экономический эффект составляет 91356,62 тыс. руб. в год.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1. Получена зависимость точности отработки траектории исполнительных органов токарного станка с ЧПУ от погрешностей (статических и динамических), обусловленных его состоянием;

2. Разработана методика, позволяющая определять и компенсировать статические и динамические погрешности, влияющие на точность отработки траектории исполнительных органов токарного станка с ЧПУ;

3. Разработана и создана система диагностики точности токарного станка с ЧПУ, позволяющая проводить экспресс оценку состояния оборудования и оценивать степень влияния статических и динамических погрешностей на контурную погрешность траектории исполнительных органов станка;

4. Разработан алгоритм диагностики точности токарного станка с ЧПУ, позволяющий, на основе методики определения и компенсации статических и динамических погрешностей и системы диагностики точности токарного станка с ЧПУ, повысить точность траектории исполнительных органов станка;

5. Проведена апробация методики определения и компенсации статических и динамических погрешностей, а также системы диагностики точности токарного станка с ЧПУ, подтвердившая их корректность. В ходе реализации данных мероприятий точность токарного станка с ЧПУ была повышена на 30%;

6. Получена экспериментальная зависимость контурной погрешности от дифференциального коэффициента, позволяющая определять оптимальный дифференциальный коэффициент контура положения системы управления приводом;

7. На контурную погрешность оказывает влияние время регулирования переходного процесса, а также величина перерегулирования задающего сигнала контура положения. Причем величина перерегулирования оказывает большее воздействие, чем время регулирования;

8. На величину контурной погрешности траектории исполнительных органов токарного станка с ЧПУ оказывает влияние траектория выхода на эквиди-сганту. Оптимальной является круговая траектория выхода на эквидистанту;

9. В работе решена задача, имеющая существенное значение для автоматизированного производства, и заключающаяся в повышении точности токар-

ных станков с ЧПУ путем модернизации системы управления, в том числе настройки систем ЧПУ.

ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ И РЕЗУЛЬТАТЫ ДИССЕРТАЦИИ ОПУБЛИКОВАНЫ В СЛЕДУЮЩИХ РАБОТАХ:

Публикации в изданиях, рекомендованных ВАК РФ:

1. Федонин, О.Н. Модернизация металлообрабатывающих станков, применяемых в условиях автоматизированного производства / О.Н. Федонин, Д.И. Петрешин, В.А. Хандожко, A.B. Агеенко // Вестник БГТУ, №3 .-Брянск: БГТУ, 2009.- С.57-59.

2. Федонин, О.Н. Повышение эффективности работы токарно- револьверного станка с ЧПУ 1В340Ф30 путем модернизации и настройки его системы управления / О.Н. Федонин, Д.И. Петрешин, В.А. Хандожко, A.B. Агеенко // Вестник БГТУ, №4 .-Брянск: БГТУ, 2010.- С.82-89.

3. Агеенко, A.B. Методика настройки параметров УЧПУ токарных станков для обеспечения заданной точности контура детали / A.B. Агеенко // Фундаментальные и прикладные проблемы техники и технологии, №5. -Орел: Госуниверситет УНПК, 2011,- С.67-73.

4. Агеенко, A.B. Повышение точности токарных станков путем настройки параметров УЧПУ / A.B. Агеенко // Вестник БГТУ, №4 .-Брянск: БГТУ, 2011,-С.10-14.

5. Свидетельство о регистрации электронного ресурса №15576 / О.Н. Федонин, Д.И. Петрешин, В.А. Хандожко, A.B. Агеенко // Объединенный фонд электронных ресурсов «Наука и образование», 2010.

Другие публикации:

6. Агеенко, A.B. Глубокая модернизация токарно-револьверно станка 1В340Ф30 / A.B. Агеенко // Исследования и разработки в области машиностроения, энергетики и управления: материалы X Междунар. межвуз. науч.-техн. конф. студентов, магистрантов и аспирантов (Гомель, 29-30 апр. 2010 г.).-Гомель: ГГТУ им. П.О. Сухого, 2010. - С. 11-14.

7. Федонин, О.Н. Алгоритм модернизации металлообрабатывающих станков на базе устройств ЧПУ серии NC200 / О.Н. Федонин, A.B. Агеенко // Менеджмент качества продукции и услуг: материалы 3-й междунар. науч.-техн. конф. (г. Брянск, 27-28 апр. 2010 г.) в 2 -х т., Т.2 / под ред. O.A. Горленко. -Брянск: БГТУ, 2010. - С. 264 - 266.

8. Агеенко, A.B. Подходы к глубокой модернизации металлорежущих станков с ЧПУ / A.B. Агеенко // Состояние, проблемы и перспективы автоматизации технической подготовки производства на промышленных предприятиях: Материалы Междунар.науч.-пракг.конф. (16-18 ноября.2009 г. г.Брянск) /под ред.В.И.Аверченкова. - Брянск: БГТУ, 2009. - С.129.

9. Федонин, О.Н. Разработка адаптивной системы на основе глубокой модернизации токарно-револьверного станка 1В340Ф30 / О.Н. Федонин, Д.И. Петрешин, В.А. Хандожко, A.B. Агеенко // Сборник трудов XVII международной

научно-технической конференции в г. Севастополь 13-18 сентября 2010 г. Т.З -Донецк: ДонГТУ, 2010,- С.203-205.

10. Хандожко, В.А. Модернизация оборудования с программным управлением на базе современных систем числового программного управления / В.А. Хандожко, A.B. Агеенко // Сборник трудов XVII международной научно-технической конференции в г. Севастополь 13-18 сентября 2010 г. Т.З - Донецк: ДонГТУ, 2010.-С.205-209.

11. Федонин, О.Н. Способ повышения эффективности работы токарных станков с ЧПУ / О.Н. Федонин, A.B. Агеенко // Модернизация машиностроительного комплекса России на научных основах технологии машиностроения (ТМ-2011): Сб. тр. 3-й междунар. Науч.-техн. конф., г. Брянск, 19-20 мая 2011 г./ Под общ. ред. А.Г. Суслова. - Брянск: Десяточка, 2011. - С.349.

12. Федонин, О.Н. К вопросу об определении передаточной функции следящего электропривода подач станка с ЧПУ / О.Н. Федонин, Д.И. Петрешин, В.А. Хандожко, A.B. Агеенко // Машиностроение и техносфера XXI века// Сб. тр. XVIII Межд. науч. - техн. конф. в г. Севастополь 12-17 сентября 2011 г. В 4-х томах. - Донецк: ДонНТУ, 2011. Т.З. - С.252.

Подписано в печать 20.12.2011г. Формат 60x84 1/16 Бумага офсетная. Офсетная печать. Усл. - изд. л. 1,2 Тираж 120 экз. Заказ 321 Бесплатно.

Издательство Брянского государственного технического университета 241035, г. Брянск, бульвар 50-летия Октября, 7. Телефон 58-82-49 Лаборатория оперативной типографии БГТУ, ул. Институтская, 16.

61 12-5/1602

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

БРЯНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

АГЕЕНКО АЛЕКСЕЙ ВЛАДИМИРОВИЧ

ПОВЫШЕНИЕ ТОЧНОСТИ ТОКАРНЫХ СТАНКОВ С ЧПУ ЗА СЧЕТ МОДЕРНИЗАЦИИ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ

Специальность: 05.02.07 - «Технология и оборудование механической и

физико-технической обработки» 05.13.06 - «Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами (в машиностроении)»

высшего профессионального образования

На правах рукописи

Диссертация

на соискание ученой степени кандидата технических наук

Научный руководитель -д.т.н., доц. Федонин О.Н. Научный консультант -д.т.н., доц. Петрешин Д.И.

Брянск 2012

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

стр.

ВВЕДЕНИЕ...................................................................................5

ГЛАВА 1. АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ ВОПРОСА ПОВЫШЕНИЯ ТОЧНОСТИ ТОКАРНЫХ СТАНКОВ С ЧПУ........................................................10

1.1. Обеспечение геометрической точности деталей машин, обрабатываемых на токарных станках с ЧПУ..............................................................10

1.2. Анализ погрешностей токарных станков с ЧПУ, влияющих на точность обработки....................................................................................15

1.2.1. Статические погрешности токарного станка с ЧПУ........................15

1.2.2. Динамическая точность токарного станка с ЧПУ............................21

1.3. Анализ способов повышения точности токарных станков с ЧПУ.........31

Выводы, цель и задачи исследований.................................................42

ГЛАВА 2. МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ....................45

2.1. Структурная схема исследований.................................................45

2.2. Методика проведения теоретических исследований..........................47

2.3. Методика проведения экспериментальных исследований...................48

2.3.1. Экспериментальная установка...................................................48

2.3.2. Контрольно-измерительные приборы..........................................56

ГЛАВА 3. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ МЕТОДИКИ ДИАГНОСТИКИ ТОЧНОСТИ ТОКАРНОГО СТАНКА С ЧПУ........................................71

3.1. Определение влияния погрешностей, обусловленных состоянием токарного станка с ЧПУ, на контурную погрешность траектории перемещения исполнительных органов станка......................................71

3.2. Влияние погрешностей токарного станка с ЧПУ на точность позиционирования привода подач......................................................82

3.3. Алгоритм диагностики точности токарного станка с ЧПУ...................87

3.4. Определение коэффициента к, учитывающего погрешности станка.........................................................................................92

3.5. Методика определения динамических составляющих контурной погрешности.................................................................................94

3.5.1. Определение погрешности аппроксимации траектории перемещения исполнительных органов станка........................................................94

3.5.2. Определение параметров регулятора положения системы управления..................................................................................96

3.6. Методика повышения точности динамических составляющих контурной погрешности путем компенсации станочных параметров.......................101

3.6.1. Компенсация геометрической неточности станка.........................101

3.6.2. Компенсация погрешности аппроксимации траектории перемещения исполнительных органов станка......................................................105

3.6.3. Компенсация погрешности, обусловленной дрейфом нуля электропривода подач...................................................................108

3.6.4. Компенсация погрешности, обусловленной наличием трения покоя.. 111

3.6.5. Компенсация погрешности, обусловленной настройкой контура положения.................................................................................114

3.7. Обоснование выбора варианта ремонта (замены) узлов токарного станка

с ЧПУ и его предпочтимость...........................................................117

Основные выводы по третьей главе...................................................119

ГЛАВА 4. РАЗРАБОТКА СИСТЕМЫ ДИАГНОСТИКИ ТОЧНОСТИ ТОКАРНОГО СТАЖА С ЧПУ.......................................................120

4.1. Назначение системы диагностики точности токарного станка с ЧПУ и требования, предъявляемые к ней....................................................120

4.2. Общий вид схемы системы диагностики.......................................122

4.3. Выбор источника информации...................................................127

4.4. Персональная ЭВМ (ПЭВМ) как устройство диагностики.................128

4.5. Выбор устройства согласования.................................................129

ГЛАВА 5. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ СИСТЕМЫ ДИАГНОСТИКИ ТОЧНОСТИ ТОКАРНОГО СТАНКА С ЧПУ...............135

5.1. Определение статических составляющих контурной погрешности траектории перемещения исполнительных органов токарно - револьверного станка с ЧПУ..............................................................................136

5.2. Определение необходимости повышения точности токарно -револьверного станка с ЧПУ...........................................................138

5.3. Определение динамических составляющих контурной погрешности траектории перемещения исполнительных органов токарно - револьверного станка с ЧПУ..............................................................................140

5.4. Настройка контура положения системы управления токарно -револьверного станка с ЧПУ...........................................................142

5.5. Компенсация составляющих контурной погрешности траектории перемещения исполнительных органов токарно - револьверного станка с

ЧПУ..........................................................................................150

Основные выводы по пятой главе......................................................156

ГЛАВА 6. РЕАЛИЗАЦИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ И РАСЧЕТ ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКИВНОСТИ..........................................157

6.1. Применение системы диагностики точности токарного станка с ЧПУ.. 157

6.2. Расчет ожидаемого экономического эффекта от использования системы

диагностики точности токарного станка с ЧПУ....................................160

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ..........................................163

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ...............................................................165

ВВЕДЕНИЕ

Анализ станочного парка предприятий Российской Федерации показывает, что большинство токарных станков с числовым программным управлением (ЧПУ) - это станки 80-х г. выпуска, имеющие как физический, так и моральный износ, снижающий их точность. Кроме того, в процессе эксплуатации токарного станка с ЧПУ происходит изменение его состояния, и как результат - частичная потеря его точности.

Если физический износ механической части можно устранить проведением капитального ремонта, включающего восстановление направляющих, замену деталей шпиндельного узла, ходовой части приводов и т.д., то моральный и физический износ систем управления можно устранить только модернизацией, включающей замену системы ЧПУ, системы управления приводами подач, датчиков обратной связи.

Для обеспечения заданной точности токарного станка с ЧПУ после проведения капитального ремонта необходимо определять его статические и динамические погрешности (такие как зазоры в механических передачах, погрешность, обусловленную наличием трения покоя, накопленную погрешность ходового винта и другие).

Данные погрешности могут быть полностью или частично скомпенсированы системой ЧПУ, так как современные системы ЧПУ обладают большим набором станочных параметров, позволяющих компенсировать статические и уменьшить динамические погрешности станка и его системы управления, при модернизации. Однако, как показал анализ литературы, в настоящее время нет единой методики по определению и компенсации статических и динамических погрешностей для обеспечения заданной точности токарного станка с ЧПУ после модернизации.

Поэтому повышение точности токарных станков с ЧПУ за счет модернизации системы управления и настройки станочных параметров

системы ЧПУ с целью компенсации статических и динамических погрешностей станка является актуальной задачей.

Целью работы является повышение точности токарных станков с ЧПУ за счет настройки или модернизации их систем управления.

Для достижения этой цели необходимо было решить следующие задачи:

1. Установить зависимость точности отработки траектории исполнительных органов токарного станка с ЧПУ от погрешностей (статических и динамических), обусловленных его состоянием;

2. Разработать методику, позволяющую определять и компенсировать статические и динамические погрешности, влияющие на точность отработки траектории исполнительных органов токарного станка с ЧПУ;

3. Разработать и создать систему диагностики точности токарного станка с ЧПУ, позволяющую проводить экспресс оценку состояния оборудования и оценивать степень влияния статических и динамических погрешностей на контурную погрешность траектории исполнительных органов станка;

4. Разработать алгоритм диагностики точности токарного станка с ЧПУ, позволяющий, на основе методики определения и компенсации статических и динамических погрешностей и системы диагностики точности токарного станка с ЧПУ, повысить точность отработки траектории исполнительных органов станка;

5. Провести апробацию методики определения и компенсации статических и динамических погрешностей, а также системы диагностики точности токарного станка с ЧПУ.

Методика исследований. При выполнении работы использовались научные основы теории точности металлорежущих станков, теории

технологии машиностроения, теории технической диагностики, теории автоматического управления, теории автоматизированного электропривода. Экспериментальные исследования проводились с использованием разработанной системы диагностики точности токарного станка с ЧПУ и ЭВМ.

Основные положения диссертации, выносимые на защиту.

1. Зависимость точности отработки траектории исполнительных органов токарного станка с ЧПУ от погрешностей (статических и динамических), обусловленных его состоянием;

2. Методика, позволяющая определять и компенсировать статические и динамические погрешности, влияющие на точность отработки траектории исполнительных органов токарного станка с ЧПУ;

3. Система диагностики точности токарного станка с ЧПУ, позволяющая проводить экспресс оценку состояния оборудования и оценивать степень влияния статических и динамических погрешностей на контурную погрешность траектории исполнительных органов станка;

4. Алгоритм диагностики точности токарного станка с ЧПУ, позволяющий, на основе методики определения и компенсации статических и динамических погрешностей и системы диагностики точности токарного станка с ЧПУ, повысить точность отработки траектории исполнительных органов станка.

Научная новизна:

1. Получена зависимость точности отработки траектории исполнительных органов токарного станка с ЧПУ от погрешностей (статических и динамических), обусловленных его состоянием;

2. Разработан алгоритм диагностики точности токарного станка с ЧПУ, позволяющий на основе методики определения и компенсации статических и

динамических погрешностей и системы диагностики точности токарного станка с ЧПУ, повысить точность траектории исполнительных органов.

Практическая значимость.

1. Получена зависимость, позволяющая прогнозировать состояние токарных станков с ЧПУ, путем определения контурной погрешности траектории исполнительных органов станка;

2. Разработана методика, позволяющая определять и компенсировать статические и динамические погрешности, влияющие на точность отработки траектории исполнительных органов токарного станка с ЧПУ;

3. Создана система диагностики точности токарного станка с ЧПУ, позволяющая проводить экспресс оценку текущего и фактического состояния оборудования и оценивать степень влияния статических и динамических погрешностей на контурную погрешность траектории исполнительных органов станка;

4. Разработана программа упраления вспомогательным оборудованием токарного станка с ЧПУ (программа логики станка).

Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались и обсуждались на заседаниях кафедры «Автоматизированные технологические системы» ФГБОУ ВПО «БГТУ», на научных конференциях профессорско - преподавательского состава ФГБОУ ВПО «БГТУ» в 2008 -2011 гг.; всероссийской молодежной научной конференции «Мавлютовские чтения» (г. Уфа, 2008 г.), международной научно-практической конференции «Состояние, проблемы и перспективы автоматизации технической подготовки производства на промышленных предприятиях» (г. Брянск, 2009 г.), X международной межвузовской научно - технической конференции студентов, магистрантов и аспирантов «Исследования и разработки в области машиностроения, энергетики и управления» (г. Гомель, 2010 г.), на международном молодежном форуме «Инновации 2010. Современное состояние и перспективы развития инновационной экономики» (г. Брянск, 2010 г.), на международной научно - технической конференции

«Машиностроение и техносфера XXI века» (г. Севастополь, 2010-2011 гг.), на международной научно - технической конференции «Модернизация машиностроительного комплекса России на научных основах технологии машиностроения» (г. Брянск, 2011 г.).

Практические разработки по данной теме отмечены почетной грамотой победителя программы «Участник Молодежного Научно-Инновационного Конкурса» («У.М.Н.И.К.») Фонда содействия развитию малых форм предприятий в научно-технической сфере, дипломом II степени в конкурсе на лучшую научную работу аспирантов и молодых ученых по естественным, техническим и гуманитарным наукам в вузах Брянской области «Современные научные достижения. Брянск - 2010».

Публикации. По теме диссертационной работы опубликовано 12 печатных работ, из них 5 - в журналах из перечня ВАК РФ, рекомендованного для опубликования результатов диссертационных работ. Отдельные результаты исследований вошли в отчет по НИОКР №7685р/11215-(15) «Разработка проекта модернизации токарно-револьверного станка модели 1В340Ф30 и программного обеспечения для осуществления его функционирования» в рамках программы «У.М.Н.И.К.» (Брянск, 2010-2012 гг.) и отчет по ГК № 14.740.11.0324 «Разработка научных положений и отработка методики настройки параметров системы управления токарных станков с ЧПУ для их диагностики и повышения точности» в рамках ФЦП «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009-2013 гг.

По теме работы получено свидетельство о регистрации электронного ресурса в Объединенном Фонде электронных ресурсов «Наука и образование».

ГЛАВА 1. АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ ВОПРОСА ПОВЫШЕНИЯ ТОЧНОСТИ ТОКАРНЫХ СТАНКОВ С ЧПУ

1.1. Обеспечение геометрической точности деталей машин, обрабатываемых на токарных станках с ЧПУ

Технологическое обеспечение эксплуатационных свойств деталей машин и их соединений неразрывно связано с обеспечением геометрической точности деталей [68].

Анализ литературных источников [14; 39; 40; 62; 63; 67; 86] показывает, что наиболее сложными в изготовлении являются детали, имеющие криволинейные рабочие поверхности.

Получистовая и чистовая обработка деталей машин, как правило, осуществляется механическими методами [39; 62; 63; 83]. К этим методам относятся [39]: лезвийная обработка (точение, растачивание, подрезка торца, строгание и фрезерование); алмазно-абразивная обработка; отделочно-упрочняющая обработка поверхностным пластическим деформированием.

Исследованию влияния состояния металлорежущего станка на точность обработки посвящены работы Балакшина Б.С., Базрова Б.М., Дальского A.M., Кудинова В.А., Решетова Д.Н., Заковоротного В.Л., Суслова А.Г., Федорова В.П., Агафонова В.В., Ивахненко А.Г., Аверченкова В.И., Флека М.Б. и других.

Геометрическая точность деталей машин определяется точностью размеров, точностью формы и расположения поверхностей детали.

Анализ работ этих ученых [1; 9; 10; 34; 65; 69; 84; 85] позволяет выделить погрешности, влияющие на геометрическую точность детали. К ним относятся:

1. Погрешность установки заготовки, состоящая из: погрешности базирования, возникающей в результате несовпадения технологической и измерительной баз; погрешности закрепления, возникающей в результате

приложения сил закрепления; погрешности приспособления £пр, зависящей от точности изготовления приспособлений, износа их опорных элементов и от погрешности установки приспособлений на станках.

2. Погрешность настройки станка.

3. Погрешность, вызванная размерным износом режущих инструментов.

4. Погрешность, вызванная упругими перемещениями, возникающими вследствие воздействующих на металлорежущий станок сил резания.

5. Погрешность, вызванная тепловыми деформациями технологической системы.

6. Погрешность, вызванная остаточными напряжениями в деталях за счет искажения технологических баз и нарушения их относительного расположения.

7. Погрешность, обусловленная геометрической неточностью станка вследствие геометрических погрешностей, таких как погрешности изготовления и установки станков, износа его узлов (износ направляющих, пары винт - гайка), а также кинематических погрешностей, включающих погрешность позиционирования продольного и поперечного суппортов, погрешность отработки коррекции.

Для того чтобы деталь удовлетворяла требованию по точности, суммарная погрешность �