автореферат диссертации по обработке конструкционных материалов в машиностроении, 05.03.01, диссертация на тему:Разработка адаптивной системы ребростабилизации зоны формосоздания токарного верстака

■ На правам рукогасу

КУТЕШЗ Микола Леонідович

РОЗРОБХ.’ АДАПТИВНОЇ СИСТЕМИ РІЕРОСТЛБІЛІЗАЦІІ Х,Ш ФОРігСУТБ.Л’ИН,. ТОКАРНОГО ВЕРСТАТА

Спеціальність 05.03.01 - Процеси мяхаїич. зі

обробки, верстати та іпструш;ші

АВТОРЕФЕРАТ ' дисертації на здобуття вченого ступеня канлдц^та ї^хні’_-шх на,к

Краматорськ - 199В р.

Дисерггдігю р. ьухпис

Робота виконана в Донбаські державній машинобудівній

- академії

Каукоьий керівник

Офіційні С.ШШНТ»

- доктор технічних каук, професор

Зелік В. П.

кандидат тахнічншг наук, Доцзкт Сердок. 0.0.

- ДОКТОР ЇЄХШ.ЧЯИЯ гаук, професор Зарубицький Є. У., какдздат технічньої наук, Ьасков В. В.

Прозідвд підприємство

Захист відбудеться

КВЗО м. Краматорьск.

.. о//

і9?'ї .т'. на засід ти спеціалізованої вченої Рада К28.01.01 в Ді'чбаськ .й деручзній уашінобудівній академії за адресою: 3-*3913,м. Краматорськ, вул.Шк_діноьл,72,учбовий корпус 3 ,е.іп засідань.

З дисертацією монна ознайомитися у бібліотеці Де ібас;.«зі державної мат згоОудівьої ахадемі’. '

Авторефпрат розісланий у/(2'^ 1996 г.

Вчений секре.ар спеціалізованої Ради . _ /7

К28. 01.01 к. т. н., доцент. Гах В. М.

з -

Загальна характ :ристкка роботи •

Актуальність ' •

Сучасні охошііічні умови, в яках щадотть чеірчнооудівєліні підщмєкства, ВИЗНачаЮТЬ необхідність нє ¡ПРИпОГО иідзк^ення якості вироолекної ирсдущп. Особливе місце в проблемі досягне: чя необхідної точності та продукті зності обробки займїють заходи,спрямовані ка бороіьбу з небажаними дкнамічівгш явищами с,іс'е>'п верстат- інструмент-деталь (ЯІД).

Широка впровадження засобі: автоматизаці і технологічних про-L’fjciu. Сс'злмднкх технологій ставить задачу г ітома гичного управ-лінііч динамічньми похибкам. обробки з латою її обшже-іги та стабілізації. Внаслідок різноманітності у^рч обробки та значного числа випадкивиг та детермінованих факторів, ризьачзітгх параметри відради в зоні рішати. ніССільі 1 $ектгвиім засобом для вирішення поставленої задачі є застосування адалтигніл cacen управління дішамічівасі ітагибкамя обробка.

. Вирішальна рол» динамічної якості верстатів п дальшому шд-вкцешх точності та п>:іодуктйі.яссті обробки вигначає актуальність розглядаємо:1 проблем. '

Метсг Г'оботи є підгинання продуктивності і а то^ості метало-оброоігї на токарних Еерстатах шляхом будуванню адаптивно: "истемл віїЗростаоїлізаіиі •5оіп: фсруоутворення на основі голічастотного управління. складовім вібраци. найбільл значнії аміни ту д, в то на-’ чаючих точність та вібростійкість оброби:. '

Методика дослідження. • ' '

Теоретичні та еуч-зриментальні дослідження базуються на основних »юлоеєнн'-ї динамі. л . верстатів, спактралььо-королячхйного аналізу, теорії обробки інформації, -зори автоматзгчкого управ- • ліїшя, магь.іатичної гатисгаси. При ех- пчричзнтальниз. дослідженнях використовувався спеціальній стенд, який дозволив іде^ти-М.;увати параметри коливань системи ЗІД та досліджувати обладі ііі-іп зібростабілізації зони формоутворення токарного верстату.

Наукова ковкзкг і

1. Вперше розроблена методика прої ¿амнс-апарати) і ідентифікації параметрів кошлань в зоні різання в період обрсЛки ч чра-гувоіпки і:с<с7гціо;арнзсті- вібргціі. Екс-таряментальш. дослідженні юказали, ¡до коливальний процес: г більшості випадків характерр-’у-ЛоСЯ прг'-.у’Шістя декількох складових близька, по знаяешп ампл»-■уд, го;г/ гагіїич одні¿І з них та чоже привести до реального під

І

ВИЗЦЄННЯ ТОЧ..ОСТІ 0<5?0(3к І.

... Розроблена а досліджена, нова методика полі частотного адитивного управління г~юцосоь; .солі зань ;'зни формоутворення, яка побудована на яевпкшому відрізнєнкі із спектрі коливань складових найбільичх амплітуд, а також настройці вибірних; каналів састг -ш управління ка частоти виділеная складові.

І. Для реалізації вказаної методики розрослена та 'досліджена бог токана-тьіл счстема вібростабіл±г аціі на. базі мікро ЕОМ, яка використовує елоктрогідраши яли вібратор яу вкконаьтай мека-Ш5м. Система мг.є нові моелирості адаптивної амішітудно частотної настройки іанапів уііраЕЛ(чня. ■

-1. ¿перше досидетна. методика управління в частій області складовими коли : ань .¿сни формоутворення,які містять в сс 51 швидкі те повільні шстЕДіонарн'-.сті. З цією мзтом *.а?роблено ряд методів,

• голоьіпп. з яких базується на фор^узанні ..еруючего ьллив/,функціонал: ’іо залежного від положення ланкі: кінематичного механізму.

5. В результаті тео^ гігг их досліджень ефективності системи , віоростабілі''ап,іі на уатем?тичн й моделі одержані оптимальні параметри регулювали ланки 'зворотного зв‘язку.

Обгрунтованість та певність наукових полизшнь, висновків Та. рекомендацій визчачається застосуванням сучасної вимії^вальної апаратури, яка ві,;поЕ]дає '^иозам невдачі інформації з непогідною тс шістю; застосвашіялі сучасних изтодів математичної ста: істики та планування експерименті*.

Практігчнг цінність. .

Ь годі досл-дкзіш розроблені .-а яиготс милі вимірювальний комплекс діагностики фук-чіонального стану верстатів токгУюі групи, ciiJTeua 'адаптивного у равління на баї і шкро ЕОМ .шіу ІВМ386/387, електпогідровлглчіаш виратор, на основі якого побу Д-'зані ебл днанн~ мікроп'рем-^е-гь інструмент та віброзбудшік , верхньої частиш» '-упор.у токарного верстата. Розроблено пгде^т пр;псладнкх діатог тичікг та упр еляючих програм.

Рві-іизація ’іезулататів роботи.

Розроблені обладнання віброста’ілізації гіш формоутворення та виирюьгльш<і комплекс диклАичнші: досліджень на базі мікро ЕОМ впров?чкені, відповідно,на Друмсівському мишнобудівельному ’заводі та в НД’ високих j.=uip^t и. Слов'яі :ька.Крііі цього не. ДМЗ використовується нетодака та "рограмлі засоби оцінювання технічного стану , токарних верстгтів; в Слов'янськім Т,ДІВН викормстовуєтся облад-

і

наїзч контролю зусилля пашиш ^озривноі КР2С, а і ілої. . ¿тодіка та програмне З5і'«-Зп0чеігп для динамічного аналізу стага еле-мс-лтів високовольтних ліній іа підстанцій. Економічний єф%.т ЬІД ЕПрО”ЗД-.їєшіл оОхідигігня Вібрсстаоїлі ацп становите Е.-ЗА431.378 кри'рік прі. достішіьс^і'-завш.; штанги устаткування.

Апробація роботи.

Основні полонешп та результг.ти дисе"тац.-.й:.!ої роботи доповідались на їїзуковд-тєи'ічнія р.ок|>8рещі:"Нові \’ехкопогі ї та с::сто-\си обробгл її >!ал!інобудуЕзиіЦ",Г'їЕгстогіиа,, 1034 р ; на міжнародній каукоко-.с-хнічкііі козферлцп "ПрогресіїЕнг. тг"кіка і технологія *ашнобудівкицгьа",Сішастстоль, 1£и35 і.: ка 6-ій міннг-.родкій нау-ково-тгж;*лкін кскусрг-щії "пагдяність ріяучо’'о інструменту та огітимівація тЄг-;слогі'лл.ч' сіістви", Краматорськ, ..53а р.; на об'є-дшнс.і іьуковсм семінарі кафедр "Мз- г хрізальш взрстатл та ' інструмент;;", "Авто:^т::зшіі Еироб’шчнкх процесів , "Тегкологія ма-

- іг.шобудуваііКя''Дснбастл.сї державно. машинобудівної академії, 1995р.

. Основні реаулл.тс.т.'і досл.дтень опубліковані в п.ос.;і друкованих ройотаг, здані одна ;гяв:гч. на з«с.х„д.

Структура й об’.^т роботі!.

^ксортгціи складається із вступу, 5 розділів з в::сі ;Гхами, та загальні:* висновків по роботі, ьиндадонюг ка 130 сторінках гг-сгпюіьісного тексту, 63 ¡¿алсниїв,? таблиць, сшіГ.ок літ&^а.ур:: з 70 наїиекув їш. , а такої. С додатків. •

ЗіЧст робот» '

У вступі обгрунтовг а актуальність робот::, п^иводена ..аракте-рксткка, її спрямованість і наукова "ззвизна. Сформульована лаг з. дослідеєлкг та оског'іі полг-гокнл роботч.

Пор-дш розділ прло.лчсіші аналізу систем -а народів підл:-цгкня динамічної якост" верстатів. '' .

В теїшічній літературі внвчечім динамічний яаіщ, удосконалення динамічної якос411 верстати1, розробленій) відповідних систем та обладнань гірдсзячено значле кільхіс.ь робіт. ПроБ.днкмя'в Д-ній' галузі є роботи В. 0. Кудіниза, 3. ь. Іїуш., В. М. Гюд>р~єва, В. ¡3. Критської, Б. М. Еазрсва., 0. С. Ііринікова, Д. М. рсшетова,3.1, Горхпкіна, роботи закордонних дослідних!ч Іжмура Т., Т. Р. Комстока, а також робі ти, зв'язані з віброзаллсшага слстомгик талих авторів, гк М. Д Геккіи, Б. Г. Єіьгзов і др. ' •

' - 6 -

Найбільш ефект: зними з них £ замкнуті систем аітснатичного '•птиліиня.

Автоматичні системи улразг'нш параметрами динамічної якості, верстатів. іа і базуоться на використанні стабі ШзаЦіІ відносного положення інструменту та оброб^зяакої деталі шляхом вібраційних мікроперслщень інструменту, є найбида ефективними. При цьому вя-мір'-тнй сі-лил підлягав підсиле.лш та смутові<1 фігьтрзди на частоті потенційно нестійкої форми, аыпл.' туда якої на богато біль-ие складовгх і вдих час-от. Далі о^ерганий сигнал регулюють по амплітуді та фазі.індашгить та подають ка п'єзоелектричний вібратор такім чішс'і, ш.об закріплений до нього ’зізець робив гореьицлшд близкі г-1 амплітуді, але протилежні ш капр&жу віщірхгаємш коливанням. "кстеж реал* 30BL.il для вдпчцків рсзточураин і поздов-

2ШОГО хОЧІННЯ.

гсіпаними недоліками, які знижують егектизиість таких систем, є присуг іс: , фіка ¿акої частотної настройки ланцюга зворотного зв'язку і можливість упранчіння тільки однією «актовою коливань,

ч і,.,ому випадку не враховується полічастотний та нестаціонарний характер вібраційного процесу в зоні формоутворення.

Н' підставі вщевиклагэного булл вж?начеі„ такі задача цього дослідження: •

- розробить методику безперервної о видалення із спектру ".ол-ванг складових,шйіільш впливових на точність обробки, а також дальаої' настройки одочастотких каналів с-стчлі управління на ці складові;

- розробити та провести дослідження адаптивної системи Иброота-біліааіпі зони форчоутгореїшя, яка враховує зміну частотних характеристик віСраи.И і дозволяв управляти процесом коливань по кількох найбілна эначншг складових спектру;

- виявити характер впливу обладнання на вібростійкість верстата та показчики TJЧH]ocтl обробки в залежності від зміни режимів різання та параметріз ззоротного зв'язку сис.еми управління;

- розробити методику уункцігчування, ін$срнаційне та програмне забезпечена системи у:равління для реалізації методів компьлса-ції нестаціонарних складових коливального процесу.

Др/тйі* розділ присвячено аналізу коливань в зоні фориоутво-° рення токарних верстатів і фак. зрів, які викликають ці коливаїшя.

ДиЛ досііідзєі"« д-намічівпс процесів в зоні форпутвореш..! використовувався виміковальний комплекс на базі мікро-ЕОМ типа 1ВМ336,'387/0X40. Завдяки адаптивного •^правління коефіцієнтом по-

сял9..'нч і нульового рівкя гчмірвзагьного тракту стярхі.-ю чбіль-іммча чфадтяяності Вішрлзалької системи у віТОіДкаа наявністі зкачнлх нестгоцснарностой коливального процесу ч касовій області, їглоч.оссілквостю комплексу є тстосугг ш* цютзэлеу.тркчноги дат-такь кута лово; оту, яял.* ¿гссористовується для управління пріодо« квантуванні вхідного скли. 7. Ц-ій принцип попадено з основу нового мэтоду апаратного >праглііЕін прооэсом т.эрэт.жишюспк-р'чьного норэтвортам, ф'гчяаіои.злчто залехчого гід шлогошія (кута повороту) лан:::: кінематичного механізму.

Еусгергменкиапі росядатчя ксмшваяь зоїл <Ьоі.лоу72ореішя ттровсдаллсь дач верстатів ¿1<В2 і 2ЄЗ.

Ллзліо сгкітралн'ого розподілу амплітуд коливань з соні рі-сажч провод; "ve.. двома способам:: ііа ослові дакп-. ьшронерівисоті прсфьлэ обробленої де-алі ‘ мзтсдоы .Язшсеридшя ммірявгнь відносної вібрації рівця й ааютоЕки з допомогою сеітловслокорого ■ -н^ротзорггачг ж?гмііг,?;;ь, 'захріпльгіого на рівці.

Порівііяиьпий аналіз значєьи велі'чіш мікронер' вностей ^эталэЛ та анлштуя слекграпы.юх .?ар,...ктер;?ст,'ч ггсказа» na ir значно роз-20ДН9;січ. Цс зв'язано з птасут’цстп ззізмі.ичастоткія г.олпвгіїь оупор-ттої rpyrr f сорвднг слглег-пія амплітуда 3-4 ¡лап, ідр:п::^і:ї2ї;ія .t-j1:: з дспочогол тт>ут*н?т--яг crocoí: в сисппоі. гкгллі ір,дгсс;і.

Колхвалітац процес в 00111 формоутгоргізх хзртжтогдзусться присутністю хількоя пастоппг» скл_до2цл сумі рі сіх по своїь ачшц-т/догм огалепим. складем моаіа. щдносгя до п-рамэгріпмрг,

г,;у'м ка’іглтор^-а стабільність прі.аміні роглу.ів оиро£т<и,каирізглад, дгт верстата ÍK52 на істотах 55-EL Гц,160-.7Q Гп і 210-230 Ги а алілі тудамч 2-3 1-2112 ккм, г ідповіно. Олкак, схлздсзі власних

ф/)рМ КОЛИВЗНЬ С ДОМІЧуктіСІ Ш’ЦЛЯ SI.1Z умов обройс*. .

Аналіз круглого л вияе із значні р гтоіре.-шя миттьового cnoic--рагалого ровлсділу від ос?редне:гої сцт-'и ггроцгл/, 1,0 також лід-тв^рзуе про наявність е.^кдх.л кестаціонгркостей кохизань, • •

Ir.2JA"_F?3JL4I прт-сзячоко роз^оОці бргатоі'.знзтгшої сестєісі вз^ростзоілівації всл: ^ормоутгсрж-д та ііот'мзжя адаптаїїтої частотчоі :гасгрсй.л влсіржж каналів систеж управління на ста- ' лоьі -naó і льгот хсілпуд. •

Розглянуті дга варіанти структурної гсбудозг системи,які доз- ■ зскяють досягти ¿-ferry вібр сгоОіпізгції sojs: фермоугворекта.

Д0_Г70р^0Г; 1 1 l-f’X і;1ЕХ’СИТЬСЯ( УЛЯ. lí а) ) метод ДІИ?>ЧЧ1ЮГО Л'.ТОВОі'О

вгиь.зу ся р‘р,іі?гр."Уач ї ргдізльисм ііапрйхку (тут У -прредаточн..

функція (ПФ) процоссу різання; Wenc-lII> ЕЇЇС аерстата;У33-ГО контура з ,ор^т::е~о зь-язку-.W -ПФ поретворкшача; Vc^-Ik< системи управління; Wj^-ПФ підсишадг noTyr4iCTi;Wv -ПФ вібратора). При цьому добиваються стабілізації а5о абсолютного, або відносного.................... ... — —

з заготовкою положення різц... Сигналом, на. основі якого проводиться управлінням пібропр'їсг.орокьї різцетримача v рлдіальлом кшгяучу. Дігпці гаріант (б) бузуєїься ііа утроренні примусового руху 1НСЇ4.’’Г-мо: "у ь рздіальном кап-рямку, “33L забезпечується

ВІбр^КОМі^ОНСоЦІЯ ЙОл'О

відносного полог^ннл із оДІ отовиоіс.

Розроблзна методика полі .а’-тотної вібростабі-лізаціі,ггка справедлива для дзон Еаріантір вкяо-наьізі '"лсїеьйі.

Система вібростабілізаціимал 2) на приладі віброгасіл/ного обладнання рхзгетржача містить сіброзбудкик .І,ккк2 черор оле::т-ронезіаі.ічняі ддна: жетр 2, d‘єднаній ? с :ноьою 3,чатчик вібропри-схсрашгг А, і'стгяозланлй на '■снові,попередні підсклсвачі 5 і 6,са входи язк, відповідно,шдхлтаен.' елагл'ромегані'с-'тя динамометр 2 і датчші вібропркскоренкя 4,підсштюв'р« потужності У.ка.Еантазнгккяу яг‘¡то' s сбптка їЧброзбудчика і. (Joto імпульсний дат,тик кута поео роту вгтіу 3, а тгло'з бл к '/правління 9. FcsïasvBauîH робочою осі впливу віброзбудниха і єйек.ивнгч осей еимігіозення динамометра 2 1 датчіхі 4 ви*кг>аетьил паралельним і-едіаньному напрямку.

Блок управління 9 вмігде джізгка одіїочастотних каналів, кількість яких »ose бути різний і з-алехить від кількості складо-ррІ ' б::е вкради. які підлягають гь~інню,прийому оди*! з каналів,згідно функцісгальші сх>.:та-:.9р!лнй,місті?"ь с^шчастоткий б^ок формування .уіф.гвляк.'хгс сигналу tO,a lizsi (другліі г дальші) канаж складакть-. ся з послідовнг ввіикноних уїлі^їувач?' із. одночастотного олоку фор-

Мал. 1. Структурні с-оми динамічних системи дп варіантів включення системи віброотабіліз&ці*

мувани упг !."л.тм;'то с::\ тлу, і)ідг:озі;'."с, 11,12 для ,другого і ІЗ, 14 для сстїньсго каналу .

ЕЛ' ки фсртг/зис-ія уп-равлгг~'Чот'о сигналу епсор-ЧТ^Х КЗІП.И2 І~?ЧТИЧНІ М12 ССбОЯ, Прі-ЦТіО¡¿у ког.ККІІ з

;г'.л :<істі:ть,наі^:і:игід, бл^гс 10 послі "ор: з з'єд-н:"!і ¡’ідг’мудк £ 15 та ,

Л-гпв:ій 13 регулятор:, лК.1 !/.ікгл> ущав.ля-т входи,

'■ • сднзлі. з втіходглїїі опттг-яізатоуа 21- вх.д яхого с уполавтчам для ес:.сго и:цтастоткого блоху Со^-кузачня уптазлж-чої'о сигналу Л підклоченяй до вїі-2Пду п''П9?о;1:П>ого лідсі:-

.ГГОРЛ.’ІСІ 5. Г 'І''СТ~.Г СТЧО-

*г-.сто Г’'Г іп ■?ор'у-

''Гиіу) г;\ -

лгггу пі ;;о

суматора 24, і'.-.гід л:'~го з’г,і іл*мД з чгодсг підси-лор'ла потукністі 7.

1,3 Зід.ітяов с’обл/зістю блока управління с и."чотя- Мал. 2.функціональна с ?у.а сксто-

стчїзіз б.'і’ока оптемізьції . м;і вібіистабілізації

частотної настройки иана-.- .

ліз 2В,' яхій іііспі7т в собі с/иатор 2’’, с двома вкодгіл т:.і.д:сл:г-:о'-ея: по в'іїцдів попередні:: пічсг'ивачів 5 і ‘о,та к^хдо'.ї, ь'^дтп-з послідовно п№о,,сісоя: блохою обллслошгл ¿>ї__:<ціі 23, блоком обчлслошіл сгоктральної функції 29,олохом фо^гувляш коефіцієнтів частотної ’іастро^хи ЗО^прггеому останній з них мас вязоди, 5'с,-д?яні з пзрегм: вход?у.к умко'їувачів 11,13. Елокл 23,29,30 мають управ-ллгчі згодо, легкому утавлякпі входи блоків 2Р і ЗО вві ж. ;:-іі ;;о згхеду додаткового дільюгка 31, вхід ячого спільно з управлл^-”^; згоцо’.і бло:іа 28 з'єднаний з даічиком кута повороту вала 3. Гпо;і Управління таксу містлть блок визначеная частоті, обертання валі

25,вхід якого а'сдако з да'.’-ич^м кута поворот/ гала. í.;,а г.'ихід ' підісгтоот до E3TJ/J’ 5«ока. 10 тс. ікеж влсдам уивсуу'гчіз 3 ±, 13 виборчих кг шіів.

Головнім! пологеигічч у-птоцикі фуиучіонуріш»": систем: влЗро-стабілізааіі є такі. -*

На. сенові су.зі с;;г ■елі:« пібрспрі:скорр:-:ня різцитримача та лбропідсилзвача, д »чого iü оторс*т? зіорсоСуділгкй 1 ;а різцетримач, знаходиться сигнал, гпхиорч-1 госсллтх-.сну вюргційпому зусиллю джерела віораці.'.. У блоці 23 sa кояокогот) корадяціЛко спектрального Піретг-орєкня цього с;л'‘';лтту,якик ілгкскїє. ься під уп-разлінн.ііі іяг/льснот^ сигналу гіц дгітЧіііїз ? кута noropoTy tua (еліндслл, вала. пр.іаорп :<ар?тхп), знаходиться спектр у відносьих одхници осі частот. Вгділя.-:ться вtдіючії частоти складе міх лсш-иапь нзд.Илш значки: ашшітуд, виходячу з яют обчисляються ксе-фііді-■•-тії частотної настроїм виборчих каналів 'истекя /празлімь-. Іаісоа вимірагться значення дійсної частоті: обертання вала, ¿ зля-їоьі поіяісгеїшя ць:го значення на коефіцієнти члстотилі настройки (¿армуються цукрозі с;птгг.гп;>іг?ог.орціі',ні частоти : ьзділзішх

складових. Тата- процес настройки проводиться г^ріодичко відносно кута позолоту зала.

Ютодом єхстрочаліного рогулаїакня на сскові сілналгу ’сорот-ного згязг.у Еідбуваегься Çopu> .» лне» упраслмчого сигтгк: окремо о ь KCi.iu'jy од;;о-;згтотному кагалі. Вихідні слг«л' усіх одьоч-\стот-12Г.; оЛОкії; л дходять до атлсґогого су^а'гг'у *‘Л, піі(г.кл:оі.ач2. соту «неп і д-ілі у.2 оа:огку Уібг.-ізбудіпю і,xucSoan-o-rysHoro »фи русі якоря iíioi.üaзусигл.» j.imw по туді і пре лгч^міг по напрямку конгратакгг сюпдияач дюрааіі. • ,

to шдстмі д^слідтснь, проведених г розд. 2 спроектовано та Ь’/готоіїлеш ех'ктрогідраслічний вібратор, на. базі якого зяготопле-ні тброгоуджк "а оЄіллдїш~-я зЮрщійіпк уі^рслєгл.чіцікь, иідпо-відно,для дцох варіантів системи віброст_5ілїсаціі. ог^дзні дос-лідтєнн.. статичкої та динашчтаї характеристик вібратора пог:азалл, цо елективний ч.-стотнні діапазон вібратора і/ае кордони С-300 Гц, даьиіцчг зї діапазон силового впливу обметений 200 II.

З ¿:зтс;о оптімізаци стр"ктурі: та заоегітїч.дінл достатньої ивгдаодії системи управління обладка-ж гідростабілізації -s сни фор:/.оутіюрстЕ!я побудогаїю на. базі мікро-ЕОМ.Констр'.'іл'ивпо Сїі'.'Л'йі.а скллдаьться з послідовно ийііі'кнвіоа irony ііерпткорек-і'-і.улрзіз^и'іо.' ЕСИ Стіпа ЛіМ32Б/357ЛУ<40), та ('локу упіч-і-пік«. l*;-jii.s.i,a.r.%ra

■ - И - . -частіпіа аналог.'тгэ. в:іш рювальїїому кядпексу роз. 2. ¿лок уп;>авлп..г'л має буфзркій регістр та цї:*ро-е-плогоеігй перетворсвлл, вихід якого с спілі;вім вигадом систем; управлікн.;- і далі підключається до шдсгиочача іютузністі.

Структуїло система упрг лінн,т. владнана на основі тгоограмстя ' модулів. Всі обчислювальні процеси яілсонугться гз рекурзнпгм алгоритмам. наименьша розрядність дашх обмежується необхідністю забезпечення точчості управління.

Головним принципом 'програмної орі’акизац.и є товедення процесу введення 'вхідіг.и та виводі' вихідних даних управляючого сгггна-лу за допомогою сяпша апаратної\і шг*Рі*_-5И, якзй ф рмустьс.і фоіоімпульснду датчиком кута повороту коктролзосмого зала.

У четвертому розділі розроблені теоретична обгрунтування та математичка иодеяь лроцгсу поті *асто-. .того вібі-згасіши для обох sapianriB посудові! сисіами вібростабілізаци зони форчоутвогянкя. Дішамічна система верстата э рахунком пряішшзЕ оомепень модули-єтьс.. дифоронціальшаї рівнянням Т-го порядк". "

5ТІДКС, висновків В. 0. Кудіиова динам11_я. система, верстата є Еадтагекой ‘іроцессм різаіїня С мал. і), пі і цо гогорлть зворотняя ЗВ‘ЯПК в контурі Werc.

^злітігчпв оцінх^ання ефективності•використання системи Did . ростаб.< лізати пре ’одилось на основі разрахунка відносних коефіцієнтів вібростійкості по :буриючему впливу £Пи верстата _т та процесу різання Yу окремо для двох варіантів реалізгціі систєуті.

ПРі цьому л_ (Mj ■ , (м)

° КГ(со) - —^------- ; кг( и) = —^------- ,

* А (со) 1 . A,,(u)

* J

дэ " и),/цг Cw) - гізіліт цій значення віораци в зоні р<занн'т

■ зз зз .. "

ЩИ ввімкнутому ЗЕОрОТНОЧУ зв'язку, відповідно, втаиккані ■ їурзннян

ЕПС верста—' та процесу різання на частото w;

А^Сы), АуСи) - то з прл вимкнутому зворотному зв'язку.

Вкгзані амплітудні значені: г обчясл. іться на основі: .

- передаточной функції системи по збуреній ЕПС верстата l ві~:о-

ріістанкж/ зворотного зв'язку дгя двох варіантів вібрестабілізацп

WJW)

Wfiij(0) -----------------------------------;

* ~ WenCiJ“),(WS81<JU,’+Wnp(jBi)

.а з по збуренню процрса р:заккя

^пс( № • V

у ( ІСО) « ---

Уі і - чеп;<і«).(»д3іиИ)^щи«»

''еПС'-^'5 '^ЛО^

V,, (Ліс) -------------------- ,

Уг 1 - (»зза« ^ *»епг( ^ ' V -1и) )

Шретворокія проЕоді-г'сь на осної : програмних ¡засобів паквтд КАТКСМ). Внаслідок розрахунків установлено, ідо зворотшй зв'язок для першого варіанта ввімкнення обладнання віб; остабілізації (мал. ЙС?1) повтаег буттт від'єці-м відносно діфервпціруючої змінної - р,це ев'язелО з тим, що в області низьких частот від 0 до 20-30 Гц при иаялс значеннях коефіцієнта посилення поротного зв'язку (від 1 до 20) система втрачге с/ійкісти для обох видів збурюючої , вптаву.

Другая варіант ьвшшеннг зворотного зв'язку, ржодячл з приведеної методики англізу,є найбільш прийнятним а відзнаку від и практично і реалізації,яка запорозучс значне зиггєнкя горе кості ШС з використанням обпгдааїшя мікропереищень. Точу останнє клие-еііть віг’ористати тільки в умовах чксової обробки.

В робот ', показано,¡цо управління одночасно кільк.;ма складовими коливань дозволяє збільшити та тільки вібростійкість, але й підввдші точність токарної обробки.

П'ЯТИЙ ТОоДІЛ роботи пріевтчено ЄКСП-: рИМОНТЯЛЬНЕМ Д0СЛ1Д29Н* ням ефективност системі управління і всього обладнаная в цілому.

Екпіерамєнтальнійі аналіз системи уь^азління пре звівся на спеці ель- . ;установці,яка дозволяє контролювати точність регулювання сш-наліБ,„одульоваиюс по амплітуді (ЛМ) та частоті (ЧМ).

Доелдк.ння системи вібростабілізації зони формоутверен'м для процесу .газдоввгнього точ л”ія проводились з використанням нових методів управління коливаннями,які приведені в табтиці і. При цьому використовувались окремі методи та їх комбінації ь залежності від параметрів складових коливань, кчі підлягають гасіння." Еві "КІСТЬ СУ ЗМОКЬПУЄТЬСЯ ВІДПОВІДНО 3 ПОСЛІДОВНІ СТЮ ПрИВеЦСЦК МОТОД.' В. -

Таблиця 1.

Методі: управління системі віЗтостгоілізації зони ' формоутворення токарного верстата

No

п/п

Назва метода управлінні

Нетод детермінованого управління ч^рез заздалегідь визначену

функцію коливань Метод

етод травліі.іія на осниві <рунк-ц_і перзгідного процес/ в еі-

Л0^Н^СТІ ОД ВІ-^Дсі з01гр8НЧЯ Метед ЬЧПЗрЗДПук^ОІ І'С'рСКГ''рОВГЛ амплітуди при компенсації АМ сісгад:ш;'-3 вібрації ■

Метод з’'Г.еррлуукчеі коре:сгит.)езкт: фазс ітрл компенсації ЧМ складо-їія вібгаціі

Матсд адаптивної частотної наст-роік'і кшЗішкх каналів СУ на складов. найбільших амплітуд спектр; коливань Метод коректирозіш частот. .01 настройки із залежності лд взає-моро: .взування вузлів вег'тата Ме'.од на"тр~йки вибігших каналів СУ на зла.лі модальні частоти ЕіІС врчстата

Додатк за п; гранка методика

Не одчка Бизначеннл функції коливань

Методик? обчислення параметри управляючого СІПТШІГ/ Мэтодяча. иізначенн глріоду упра. -лпиїсго сагчалу Методика обчислювання зсуву Лази коні, піше" tода коливань Кетодика апаратного управління пері-сдои кеан:/ванна

Методика виділення нэдальюа чясют

- ОСНОВНІ ВЇ'ТіІОЗКК ПО РОБОТІ

1. Порі ігезч^і апалнз уетод'з та засобів підвшгчня дянаніч-,г.ої якості іорстагіч поіса-ав,_,о наїїб' кьп з^вктийнсь« засооом є шг-корнстаькя аящ..еіг.рг автоматятаих систем, пркнціиі управління якля полягає в ь-діленш .j спехіру відносної вібрації інс- рументу тг заготовці методом смугового ^'льтрувашія стаціонарної складової тінйбільиоі, погонційно нестійкої í;op!í" коливань, рьі/улазаняі підсилення та ¿ази в ж .¡ці згорошого зз'лзку. Такі систві : значно збільиушь зюростійкість та ",о\ іість динамічної системі для тієї форчи коливань, па яічу во^іі настроєні.

2. Експериментальні дослідження ісодлгаг’ь в зоні рорио-твореп-

нп показала, qo коливальний процес в більшості випадків гаракдорізується наявністю кількох ^.¿ладовій, близьких по значенню амілі’, /д. Тсь./ гасіння одіьі з ігт£ па uosie привести до : гібільл ефективного збільшення точності осробки. .

3. Розроблена «отодича аналізу нестаціонарній складових колн-ьЧнь зони .іормоутворення на основі аііаратгді демодуляції частот-ш-аодульозанних коливань шляхом тактування процесу ¡ирзляціїшо-

, - 14 -

спектрального перетворення іьлульсами від дагчзпса кута поюроту вала, Лнлліз тсчкості ?харатї.ог-і rgroarnia денсдуляоя еішїіз лого перовату ;ерэд прогрс-ікі'..

4. Аналіз кслизгнь і.-гзкггзітв, г;о значної вплив кг точні сгі. ос-poiMüí чинять коливання рєрх'.іьсі час.їий супорту, '¡¡нісзаїхгні минном зоурмссі елементів пркн ду каретки. Taja хо.гаїзаїкл с. пгхличко -ігхтотко та гч-татіту. но модулы.га'зг -и.

6. ІЧіуглбпеїи. та досліджена методика пслічастотного адготкв-ного управління іцзоцосоь! коливань эоег дормоуткореїшя, основа’‘а на Ce:-rjjiÄ>)b,:oM впди;9нчі 5 спектру коливань складові найбільших лгалітуд, настройці Яслапіз оиетепи упраалііпш на виділенні .хла-Д0В1 та ¿МІІЛітудИО-фаУСіБ^ГО регулювання по критерію їіШІКуму рбзущтарігічях коливань. Пол дьок ущгтлячкк сигнал формують в 3ûj:t'2i.û„-Ti від пункції полсгення ланки кінематичного механізму.

6. Розройлуьа та виготовлена. богатоканалып система BlúpocTf-Оілізації зоюі формоутворення токарного верстату на базі м^хро-Ш!. Систола маи ..оеі можливості адаптивної аиашітудно-частотної ііастроики каналів управління. Як виконавчої механизм ь.ікористано спеціально розросленкЛ та досліджені сіектрот ідраьлкчкий вібратор, якиг має -з^активни? ч-..jtothjüí диапазон до *100 І^,ді..ишчни2 диа*»азсн силового вплив/ до Я00 Н.

7. Розроблена та досліджена на ¡¿ОМ катематичн.. мод.ль процес-;» різання з використанням системи в.юростабіліза ді. Газрахуг-.и показали, івд зе ..ротний зв'азох для перлого варіанту ьвіикненнд о0:зд-нання р'бростабілізаци повинек ó/ти від-єшнм.прн цьому рекомендований діап.?йн коефіцієнта підсіленнл звороїшге Ьіі'язку С100--БСО]. Використання зворотного зв'язку згідно другого варіанту структурної організації доз вол-з абільаитх відносний коефіцієнт стійкості робочої області для обох видів .збурюючого в плл в у, пропори і опального гі гзостанніо коефіцієнта іидсильхінд ланки зворотного зв'язку та куту фазового зсуву -JS0." Рек.імецдованіїїі -и^пазон коефіцієнта гпдсилєіги зворотного зв'язку даного варіанта У. - 5.

8. РозроОле -;гЯ та виготовлений ор/гі малыши экслерж>.!онтагьний СТЄКД ДіЛІІД~9ННЯ зфехтизкості системи управління Дії комшн'а-ци циклічне частотно та амг. а^удно модульованих колхезні.

9. Розроблені та досліджені м«то,чии: амплітудної та фазогої корекції с’іпигу управління для адаптивного віброг х:шня циклічно частотно й анплітудно модульованих складових холнвань. Установлено, хр система забезпечуй єфіктизш управління не кшм'е кіз: чо-

(Г

■ - 15 -

тїрма складовими,які рг.стгпг зан< в хіочому діапазоні частот,причому, лри значенні девіації частот ¡««іькге 10% индекс частотної модуляції не лязтче 1,5. Экспериментален! дослідження доведении способи, вібростабілізацп показали спільно пі' ~гИЕ;он_.л точності обробки та змєїішєнкн веліпши мікронерівкості ігоофида деталі не мекьпе чим в 1,8 ^гзи,зниження віброа:сткБііс :иі зони формоу-іворен-ня на складовий власних ферм не меіггла чк ь 2 рази.

10. Де>:ові випрос/вання системи вібростабілізаші, проведені на Цругасі£Сьчому маизг^оді лрл оброс'ці .цетэш типу пток на спера-ц'ї точіння з одночасної1 обкаткой роликаі.аі, д^воюти пічвш^.ти продуктивність обробки в 2-2.5 рази пр'ї зб?рігакні та навіть по-Л1ЛПЄКНІ ТОЧНОСТІ Обробки. ЗКОПСМІЧНЯй Є^"КТ від впровадження здобуде 634431378 крб/рік.

Осножі. подозрения дисертації надруковані в роботах:

1. Кутепов Н. 1. .Шрам J. Е. ,3елик В. П. Дуальное ; правлі-нло виброактивностью токарных станков. //Нози.э технологии и системы обработки в машиностроении. Тезисы докладов научно-тезническоі конференции. Донэг^с: ДонГТУ, 199-4. -С. Г".

2. Кутепоз Л. Л.,Голенек..и И. А. .Зелик В. П. Автоматизированная скстем’' диагностики гшшдельных узлов станков токарной группы. // Тезисы докладов Межцунар. научно-технп. конференции: Прс. рессивная

•техникь. к технология маииностроения. - Донецк: Де ТТ", 19-35. г 141.

3. Кугепов J. Л. Адаптивная система вибростабилизации зоны формообразования токарного станка. //Тезисы докладов ьюждунар. ф-ау^но- /ехнич. конференции: Прогрествняя ть^ігиха ті технологам- мага-костросния. - Донецк; ДонГТУ, 1995. -С. 141.

4. Кутегов Н.Л. Влияние приводов т лсарныу станков на характер нгэстап'юьарности колебаний в зоне формообразования- / Тезисі, докладе з 6-ой междучар. научз’о-тр’снич. конференции: Еадекность режущего инструче'тг и оптимизация технологически систем. -Крамато. ск: • ДГМА, 1995. -С. 53.

5. Кутепов Н. Л., Зелк. В. П. ,Г. лосенин т' А. Диагностический ГОМППеКС экспресс оценки тех®. ІЄСКОГО СОСТОЯНИЯ металл^РЄТГ5« "'танков/ Донбас.гос.мапиностроит.академия.-Краматорск, 1SS5.-lin. -Библиогр. : 3 назв. -Рус. -Деп. в ГНТБ Украины 13.06.95, Nol 48'’-Ук95.

о. Кутепов Н. Л. .Зьлик В. П., Голі :ешш И. А. Виброгасящео устройство. Заявка на изобретение N095041504, 4.04.95, ИКИ G1EG16/03.

- - IE - ■

t .

Аннотация / >

Кут’иоп H. Л. Ралгу^бэтка эдггпчвкой систем вибростэ.билнэгцч.. ini формоос.аэоггкял тс гарного станка.Диссертация ка г.онг.х^чие уч*эиой ст->гюни качтадатг. тстнпччсщиг глук го специальности 02.03.01-ироцоссь: мсханзгческой обработки, станки а инструменты, Донбасская государстЕе;.тая m^shshoctj: ителькая академия, Краыаторск, 1996 г.

Злплыдптся исслед вы?\л процесса ькбростабилизааик зоны ферко-обраЗования токарного станка н ыытодика поличгстоткого управления состагпягщкмл виорацил наиболее ьначктельных*ам1шггуд. Эхспериме"-тальнда ксследогапкя отшеитепшго коэффициента устойчивости систему ГИД на воэму:ц-?нкя упругой системы и процесса рьзакля под^веткдаат ьффектипюсть применения систол! вибростаЛялизации. Установлено, что управление,функционально зависимое от по-ояекия звена кинематического мяхгишэп, является наиболее эффективным для гашения составляющие колебаний нестационарных во временной области. Осуществлен проыьш-jKKHoe внедрение системы вибростаеншизацил и измерительно-диагностических средств.

' Annotation

Kutepov N.L.The adaptive system elaboration rar the vibrostabi-iitalien of "haping zone of X; the. Thesis to competition fc* a candidate degree or the sociality 05.03. 01-the processes or mechanical troatraer.t,machinery aлd tools,Dontass ¡state Machineb"Udi g Academy/./ "-aaiatorsk, 1996 year.

There are :efendod the researches or tho process of vibrcsta-bniration of shaping гопе or laths and the msthoc of polyfreoue.icy control for \.hp biggest amplitude vibration components. The experiments have been executed for exploration of relative vibrostaijillty coefficient of the treatment lath*1 system under the elastic tool system and cuttir.j process influence, .he exploration confirm the application vibrosta^uizatioti system efficiency.lt is determined that t .o functional dependent on location rnechai.ism control <s the most effective manner to weak nonstacionary vibration components of turn, interval.The industrial introduction has carried out tor the vibro-stabmzat ^n system and measurement-diagnostic means. .

Кпючов! с. зва: динажчна система, Б1бращя, адаптивна ‘

система, зона формоутворення, пол1часто.-не вЮгюгасния^/^^/х^

Псдп. я печать 06. 02. SG г. Формат 60x84/32. Бумага типографская.

Уел печ. л. о,е Тира* юс эк:- Заказ К вот -

Ратап, arr^UM, Краматорск, ул.'ШкадшюЕа, 72.