Разработка интегрированной системы диагностики и управления процессами обработки на токарных станках с ЧПУ

Проскуряков, Николай Александрович

Технологии и оборудование механической и физико-технической обработки

автореферат диссертации по обработке конструкционных материалов в машиностроении, 05.03.01, диссертация на тему:Разработка интегрированной системы диагностики и управления процессами обработки на токарных станках с ЧПУ

кандидата технических наук: Проскуряков, Николай Александрович
город: Тюмень
год: 2005
специальность ВАК РФ: 05.03.01

Диссертация по обработке конструкционных материалов в машиностроении на тему «Разработка интегрированной системы диагностики и управления процессами обработки на токарных станках с ЧПУ»

Автореферат диссертации по теме "Разработка интегрированной системы диагностики и управления процессами обработки на токарных станках с ЧПУ"

На правах рукописи

ПРОСКУРЯКОВ Николай Александрович

РАЗРАБОТКА ИНТЕГРИРОВАННОЙ СИСТЕМЫ ДИАГНОСТИКИ И УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССАМИ ОБРАБОТКИ НА ТОКАРНЫХ СТАНКАХ С ЧПУ

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

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Тюмень - 2005

Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Тюменский

государственный нефтегазовый университет» (ТюмШГУ)

Научный консультант

Научный руководитель

Официальные оппоненты

Ведущая организация

- доктор технических наук, профессор Утешев Мирабо Хусаинович

кандидат технических наук, доцент Некрасов Юрий Иннокентьевич

- Лауреат государственной премии СССР, доктор технических наук, профессор Мартынов Анатолий Кузмич

- кикмнДЗД 1слШ1ческих наук, доцент Самохвалов Владимир Дмитриевич

ОАО «Тюменский станкостроительный завод»

Защита состоится 23 декабря 2005 г. в 17 00 на заседании диссертационного совета К 212.273.02 при ГОУ ВПО «Тюменский государственный нефтегазовый университет» по адресу: 625000, г. Тюмень, ул. Володарского, 38, ауд. 219. Факс: (3452) 25-08-52

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ТюмГНГУ.

Автореферат разослан Ц "2 ноября 2005 г.

Ученый секретарь __

диссертационного совета И.А.Венедиктова

1йоь-Ч гМ2$м

да«

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Конкурентоспособность современного машиностроительного производства и его продукции определяется гибкостью и технологическими возможностями обеспечения высокого качества изготовления изделий. При этом решающим фактором увеличения эффективности производства становится повышение производительности технологического оборудования и использование технологий, обеспечивающих высокую точность процессов механообработки.

Выборочный анализ состояния технологического оборудования на ряде конверсионных предприятий и на предприятиях нефтегазового машиностроения показывает, что до 70% и более станков с ЧПУ по нормам точности к настоящему времени в значительной мере выработали свой эксплуатационный ресурс и перспективы его восстановления за счет проведения ремонта в обозримом будущем также не имеют достаточного финансово-экономического обеспечения. Выработка эксплуатационного ресурса технологического оборудования предопределяет снижение жесткости технологических систем (ТС) и ухудшение условий эксплуатации режущего инструмента, что в свою очередь приводит к снижению стойкости режущего инструмента, повышенным инструментальным расходам и к снижению эффективности процессов механообработки в целом.

Цель работы. Повышение размерной точности, производительности, качества обработки и эффективности использования режущего инст-| румента в условиях значительной выработки эксплуатационного ресурса и

I снижения производственной точности технологического оборудования при

' точении на станках с программным управлением.

Методы исследования. При выполнении работы использованы методы вычислительной математики, информатики, математического моделирования и программирования, матричного анализа, интерполяции и аппроксимации, математической обработки результатов экспериментов, технологии машиностроения, теории резания. Экспериментальные исследования проведены по оригинальным методикам. Разработанные вычислительные алгоритмы имеют оригинальное авторское содержание.

Научная новизна.

1. Научно обосновано и экспериментально подтверждено выдвину-| тое положение об эффективности технологического обеспечения точности 1 токарной обработки путем комплексной диагностики и управления технологическим оборудованием, переоснащаемым системами программного управления типа РСЫС, в условиях значительной выработки эксплуатационного точностного ресурса металлорежущих станков с ЧПУ.

2. Разработана методика, установки и оригинальные устройства для измерения отклонений геометрической формы, деформаций и перемещений элементов ТС при различных схемах и режимах их нагружения, что

при оснащении токарных с программного управления

БИБЛИОТЕКА СПе •Э

ЛИОТЕКА . ,

типа РСИС позволяет с использованием оригинального программно - аппаратного комплекса регистрировать данные диагностики ТС конкретного технологического оборудования и использовать их для определения величин коррекций, компенсирующих погрешности обработки, при к- на станках с ЧГТУ.

3. Разработана модель обрабатываемости резанием и экспериментальными исследованиями подтверждено, что в процессе точения сложных фасонных деталей на станках с ЧПУ при изменении скорости и глубины резания, подачи инструмента, диаметра обработки, формы сечения срезаемого слоя и изнашивания инструмента программно-аппаратная реализация посредством РСЫС режима управления обработкой, обеспечивающего постоянство контактных напряжений и температур на рабочих поверхностях режущего клина инструмента, обеспечивает также стабильность качества формируемого поверхностного слоя детали и повышение надёжности прогнозирования работоспособности режущего инструмента.

4. Разработана модель интегрированной системы, сочетающей предварительную и оперативную диагностику с управлением процессами точения на металлорежущих станках, переоснащаемых системами ЧПУ типа

а также технологически ориеншрованныи ирограммно-апиарахныи комплекс управления обработкой, сочетание которых позволяет реализовать наиболее полное использование эксплутационного точностного ресурса конкретного технологического оборудования и рациональное использование режущего инструмента при обеспечении стабильности качества и наибольшей для конкретных условий технико-экономической эффективности обработки.

Практическая ценность работы заключается в разработке экспериментальных методов, программно-аппаратного комплекса, а также установок и устройств для повышения эффективности процессов обработки на станках с ЧПУ, в основу которых положены:

- научно-методологическая база в виде комплекса методик определения параметров отклонений от правильной геометрической формы, деформирования, силового и температурного нагружения элементов ТС, а также параметров системы резания в сочетании с системой компьютерной регистрации и обработки экспериментальных данных диагностики применительно к конкретным условиям обработки;

- технологически ориентированный программно-аппаратный комплекс диагностики и управления процессом обработки на станках с ЧПУ, оригинальные программные продукты для управления станками со следящим и шаговым приводами, реализующие при использовании систем программного управления типа РСЫС интерполяцию и оперативный ввод коррекций в траектории движения формообразующего режущего инструмента при точении на станках с ЧПУ, а также разработанный интерфейс оператора станков, оснащаемых системами программного управления типа РСМС;

- модель обрабатываемости резанием применительно к условиям точения на станках с ЧПУ, позволяющая с учетом текущих изменений силовых и температурных нагрузок прогнозировать величины износа режущего инструмента, составляющих сил резания и на этой основе реализовать эффективные алгоритмы управления процессом обработки при рациональном использовании эксплуатационного ресурса инструмента и полном использовании точностного ресурса токарных станков с ЧПУ.

- оригинальные конструкции сборного режущего инструмента повышенной прочности и жесткости для условий обработки на станках с ЧПУ при значительной выработке их эксплуатационного ресурса.

Апробация работы: Основные результаты работы докладывались на 8 научных, научно-практических, региональных, всероссийских и международных конференциях: в 2000 г. на П-й Международной научно-технической конференции «Новые материалы и технологии в машиностроении» в г. Тюмень; в 2002 г. на Областной научно-методической конференции «Информационные технологии» в г. Тюмень; в 2003 г. На Международной научно-технической конференции «Нефть и газ Западной Сибири» в г. Тюмень; в 2003 г. на Ш-й Всероссийской научно-практической конференции «Инновации в машиностроении»в г. Пенза; в 2004 г. на 1Х-й Международной научно-технической конференции «Современные тенденции развития машиностроения и материалов» в г. Пенза.; в 2004 г. на П-й Международной научно-технической конференции «Современные проблемы машиностроения» в Томском политехническом университете; в 2005 г. на 1У-ой Региональной научно-практической конференции «Новые технологии — нефтегазовому региону» в г. Тюмень; в 2005 г. на Ш-ей Всероссийской научно-технической конференции «Проблемы повышения эффективности металлообработки в промышленности на современном этапе» в г. Новосибирск.

Разделы работы выполнялись при поддержке в 2000 году гранта Минобразования РФ, а также в 2002 году и в 2004 году при поддержке грантов Губернатора Тюменской области. В 2001 году и 2003 году выполненные научные разработки отмечены Дипломами победителей региональных конкурсов Тюменской области на лучшую научную работу.

В 2003 году научные и практические разработай были представлены в г. Москва на Всероссийском выставочном центре и отмечены дипломом 1Х-й Международной выставки научно-технических проектов "ЭКСПО-Наука 2003" и медалью "Е81-Мо5ко*г-2003".

Реализация результатов работы. Результаты исследований внедрялись в производство в соответствии с Региональной целевой программой Тюменской области «Развитие предприятий машиностроения и металлообработки на 2001-2005 г.г.».

Разработки диссертации внедрены на предприятиях Тюменской области, а именно: ОАО "Сибнефтемаш", ОАО "Опытный завод Тюмень-

промгеофизика" а также ОАО "Станкосервис". Ряд разработок используется в учебном процессе, а также в курсовом и дипломном проектировании на выпускающих кафедрах машиностроительного профиля.

Публикации: По материалам диссертации опубликована 21 печатная работа, в том числе 2 свидетельства об официальной регистрации программ для ЭВМ и 3 патента на изобретения.

Структура и объем работы: Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, общих выводов и приложений. Работа изложена на страницах 136 машинописного текста, содержит 58 рисунков, 27 таблиц, список литературы из 134 наименований и приложений.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В работе обоснована актуальность темы диссертации, изложена цель исследований и основные положения, выносимые на защиту. Сформулирована научная новизна и практическая ценность работы, приведены данные об апробации и реализации результатов работы. Далее проведен обзор и представлен анализ вопросов оптимизации и управления процессами обработки, обеспечения производственной точности и рациональной эксплуатации технологического оборудования с программным управлением во взаимосвязи с программно-аппаратным обеспечением гибкого автоматизированного машиностроительного производства.

Развитию этой области знаний применительно к решению задач автоматизации и повышения эффективности процессов механообработки при использовании технологического оборудования, оснащенного системами числового программного управления, посвятили работы отечественные и зарубежные ученые: Армарего Б.С., Балакшин Б.М., Базров В.Ф., Браун Р.Х., Васильев Д.В., Васин С.А., Верещака A.C., Глушко В.В., Грановский Г.И., 1 рубый C.B., Гречишников В.А., Гувер М., Гузеев В.И., Древапь А.Е., Зиммерс Э., Кабалдин Ю.Г., Каминская В.В., Кирсанов C.B., Куфарев Г.Л., Кушнер B.C., Лесли В., Мазеин П.Г., Мартинов Г.М., Мартынов А.К., Ма-талин A.A., Мирное И.Я., Михеев Ю.Е., Митрофанов В.Г., Моргунов А.П., Невельсон М.С., Опитц Г., Подураев В.Н., Ратмиров В.А., Решетов Д.Н., Рыкунов Н.С., Соломенцев Ю.Г., Сосонкин В.Л., Старков В.К., Сулига В.П., Суслов А.Г., Тверской М.М., Шарин Ю.С., Якубов Ф.Я. и др.

Вопросам термомеханики деформирования срезаемого слоя и на-гружения режущего инструмента, оптимизации процессов резания, а также повышению эффективности использования режущего инструмента посвятили свои работы: Безъязычный В.Р., Жуков Ю.Н., Зорев H.H., Короткое А.Н., Лоладзе Т.Н., Макаров А.Д., Остафьев В.А., Петрушин С.И., Полети-ка М.Ф., Промптов А.И., Резников А.Н., Розенберг A.M., Розенберг Ю.А., Талантов Н.В., Силин С.С., Шаламов В.Г., Шустер Л.Ш., Утешев М.Х., Хворостухин Л. А. и др.

К настоящему времени установлены основные закономерности процессов формообразования поверхностей деталей машин при механообработке, разработаны различные алгоритмы управления обработкой на станках с ЧПУ и реализовано управление процессами обработки резанием в режимах стабилизации составляющих сил резания, мощности резания и термоЭДС резания, позволившие ограничивать величины деформаций в технологических системах и повысить размерную стойкость режущего инструмента.

Значительная выработка эксплуатационного точностного ресурса большей части парка станков с ЧПУ, которыми оснащены предприятия отечественного машиностроения, характеризуется прежде всего неравномерностью износа продольных и поперечных направляющих станков, ходовых винтов и ШВП приводов подач, а также снижением жесткости и виброустойчивости ТС станков, что не позволяет достаточно эффективно использовать известные системы адаптивного управления точностью обработки. Системы ЧПУ, которыми оснащены металлообрабатывающие станки, большей частью функционально не приспособлены к изменению непосредственно в процессе обработки управляющих программ с целью их коррекции, что ограничивает возможности оперативного управления процессом обработки.

С учетом изложенного выше при выполнении диссертационной работы поставлены задачи формулирования критерия оптимальности и разработки интегрированной системы, объединяющей диагностику и управление обработкой на токарных станках на базе современной системы ЧПУ типа РСЫС; задачи разработки установок, методик и программно-аппаратного комплекса для предварительной и оперативной диагностики технологических систем, а также устройств для оперативной диагностики процесса резания; задачи разработки конструкций режущего инструмента повышенной прочности, жесткости и работоспособности и проведение исследований эффективности использования интегрированной системы диагностики и управления обработкой на токарных станках с ЧПУ применительно к условиям машиностроительного производства.

При эксплуатации технологического оборудования с значительной выработкой эксплутационного точностного ресурса целью оптимизации является минимизация отклонений от заданных значений точностных параметров (размеров обработки) с обеспечением условия:

Уояя=0=>шт, при (1)

где Jmm - показатель оптимальности; 0 - критерий оптимальности. На основании (1) математическое ожидание показателя оптимальности Jam -»0, представлено в виде

. -Н

=> 0 (2)

где 2^П1абр- суммарный вектор отклонения точностного параметра (размера обработки); - суммарный вектор коррекции точностного параметра (размера обработки); х, z - координаты элемента ТС в рабочем пространстве станка; Pn 6j - технологические составляющие силы нагру-

жения элементов ТС и температура элемента ТС.

Диагностика погрешностей обработки реализована с использованием экспериментальной установки, снабженной оригинальной системой на-гружения элементов ТС. При этом функционирование интегрированной системы диагностики и управления обработкой (ИСДУ) на токарном станке с ЧПУ обеспечивалось системой программного управления типа PCNC (Personal Computer Numerical Control). В ИСДУ с использованием компьютерной регистрации данных реализованы:

- измерение с шагом AZt и АХ, (в узлах сетки рабочего пространства станка) отклонений Ах,(х,Рх), Az,(z,P)y от прямолинейности продольных и поперечных перемещений исполнительного рабочего органа (ИРО) станка (т.е. суппорта) и регистрация этих параметров на жесткий диск PCNC с привязкой к системе программируемых координат XUZ при различных нагрузках и направлениях перемещений;

- измерение с шагом AZj и AXj (в узлах сетки рабочего пространства станка) разницы между показаниями системы индикации перемещений ИРО станка и показаниями контрольной прецизионной системы измерения перемещений мод. ЛИР-531 с определением величин Az/z,PJ, Ах/х,Ру) и регистрация этих параметров на жесткий диск PCNC с привязкой к системе программируемых координат XOZ при различных нагрузках и направлениях перемещений;

- измерение отклонений положения инструментальной револьверной головки в направлениях осей программируемых координат XOZ при ступенчатом изменении системы сил нагружения, эквивалентных технологическим составляющим силы резания с определением Azk(Px,Py), Ax^P^P-J и регистрацией этих параметров на жесткий диск PCNC;

- измерение деформаций и перемещений «типовых» заготовок при их ступенчатом силовом нагружении в направлениях технологических составляющих силы резания с определением Axm(z,Py), Azm(x,PJ и регистрацией этих параметров на жесткий диск PCNC.

Помимо диагностики параметров силового нагружения при выполнении работы с использование тепловизора осуществлялась видеозапись ИК-термограмм элементов ТС, что позволило определять их температурные деформации при различных режимах работы ТС.

В результате диагностики данные вида Ax(z,P) формируются в виде

матриц (кластеров), что позволяет определять параметр в заданной

сетке координат ХОХ рабочего технологического пространства станка с ЧПУ. С учетом зависимости (2) суммарный вектор коррекции погрешности обработки при точении на токарных станках с ЧПУ, приведенный к настроечному размеру (т.е. к середине поля допуска на выдерживаемый размер) формулируется в виде:

1*1 1-1 м

1=1 ы

дгс(х'2>Ю +

м /=1

м (-1 1=1

+ К2ГЧ,В)-М%Дж[.х,г,е1) + г,/•,*,) + +

М 1=1

+ м±й%{х,2,к) + х,2,кг), (3)

1-1 (=1

где- £яот(х,2,£я(дг,г,/»,*,),

(-1 ,*> /»1 м

марные векторы погрешностей обработки, связанные соответственно со станком (включая систему ЧПУ и шпиндельный узел) Я, с инструментальной револьверной головкой Г, с деталью Д, с технологической оснасткой Г и с инструментом И.

Введение в траекторию движения формообразующею режущего инструмента непосредственно в процессе обработки на токарных станках с ЧПУ корректирующих поправок, соответствующих текущим величинам

М^К,{х,обеспечивает компенсацию перечисленных выше по-

грешностей обработки.

Необходимость диагностики погрешностей ТС и внесения оперативных коррекций в траектории движения исполнительных рабочих органов > (ИРО) станков с целью компенсации погрешностей обработки обусловило

формирование (см. рис.1) модели интегрированной системы диагностики и управления (ИСДУ) процессами обработки на токарных станках с ЧПУ.

Для обеспечения необходимого взаимодействия интегрированной системы диагностики и управления с технологическим оборудованием и окружающей производственной средой разработан представленный на рисунках 2,3 комплекс программно-аппаратных средств, формирующих среду для обеспечения выполнения ИСДУ всех задач системы ЧПУ.

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИ ОРИЕНТИРОВАННЫЙ ПРОГРАММНО-АППАРАТНЫЙ КОМПЛЕКС ДИАГНОСТИКИ И УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ ОБРАБОТКИ

МРР

МД

ÜÜ

МПР

-- Л.

ид ППР О УП ткпи ТПСР тзо

Г ИНТЕРФЕЙС ПОЛЬЗОВАТЕЛЯ

КРР с МСР иисд a О мдп

ид

ППР УП ТСЧПУ КТД СУМ

мер дсдтс

МСР

идите

КРР МРР

МПР

на

дх дг лпх

ПП2

- исходны» дгнныв дли разработки управляю щеО проареммы

- постпроцессор разра

бО 1AU OCAvâhC- -rií

ляющеЛ грогра»«**

• управляющая прогрет ме (с коррекцией по

69МИЫМ МИИСД)

- токарныО ста но* с программным упрешпе-MV6M

коррекция траектории деижения инструмента

• сумматор данных УП и КРР

• датчики диагностики системы резания датчики системы диагностики перемет рое ТС

- системе регения

■ текущие параметры системы резания по данным МИИСД

• модель информащюнно-иямеритеяьноС сиете мы диагностики

■ модель системы резания

модель деформаций и перемещений эпемен тое ТС

• коррекция режимое резания

модуль ручного режи и a fi0ñf>rr>í •

• модуль программного режиме работы

модуль диагностики ТС

датчики положения пс осям координат X Z -при*од подач суппорта по осям X Z

• параметры трудоем кости и технологиче осой себестоимости

Рис 1 Модель интегрированной системы диагностики и управления процессами обработки на токарных станках с ЧПУ

В основу разработки программного обеспечения ИСДУ положен принцип мною}ров ль .ж сб^абстки маци* :» модуль-

ный принцип композиции структуры программного обеспечения, что обеспечивает многофункциональность, расширение и модернизацию структуры ИСДУ в процессе ее развития без нарушения работоспособности системы в целом.

7%-7%

52.

1 - системный блок ИСДУ

2 ■ контроллер магистрали станка

3 - магистраль станка,

4 - контроллер электроавтоматики

станке,

5 - контроллер приводов подач

6 * контроллер датчиков положения

7 ■ модуль аналого-цифрового

преобразователя,

9 - системная шина магистрали станка

Рис 2 Структурная схема управления интегрированной системой диагностики и управления обработкой (ИСДУ) на токарных станках с ЧПУ Платформой конфигурационного ядра ИСДУ является операционная система Windows NT. Для модулей числового программного управления (jVC-приложения), работающих в режиме реального времени, в качестве

операционной системы использована оригинальная система реального времени. Разработанный пакет программного обеспечения ИСДУ защищен официальными свидетельствами о регистрации программ для ЭВМ.

©............ ф ИНГЕРеЕЙС onEetropi uzav

<Z".......... Ф NC лрилв*»>и>

О Windows NT

ПриЛОИМи*

@ PC Лр1/Л0»*яи1

ф NC приложен^

а) б)

Рис 3 Структура а) и состав 6) системного и прикладного программного обеспечения интегрированной системы диагностики и управления обработкой на станке с ЧПУ

Представленная на рисунке 4 интегрированная система диагностики и управления обработкой на токарном станке с ЧПУ, имеет следующие основные функциональные возможности:

1 - окно оператора

2 - функционально• зависимая клавиатура

3 - расширенная аналого-цифровая клавиатура

4 - объектно-независимая клавиатура

5 - алфввитно- цифровая клавиатура системы ЧПУ

6 - пульт оперативного управления

Рис 4 Интегрированная система диагностики и управления обработкой (а) на токарном станке с ЧПУ и системный блок программно-аппаратного обеспечения ИСДУ (б)

- разработка исходной управляющей программы с использованием постпроцессора CAD/CAM;

- предварительная диагностика технологической системы обработки с использованием установки, датчиков и программно-аппаратного комплекса системы диагностики ДСДТС;

- оперативный ввод коррекций в траектории движения формообразующего режущего инструмента, компенсирующий отклонения геометрической формы, деформации и перемещения в ТС с использованием программно-аппаратного комплекса управления процессом точения на станке с ЧПУ;

- оперативная диагностика системы резания с использованием датчиков диагностики системы резания ДДСР, включающих устройства прецизионного измерения термоЭДС резания и мехатронное устройство для

определения коэффициента усадки стружки непосредственно в процессе точения на станке с ЧПУ;

- коррекция режимов резания, обеспечивающая режим постоянства контактных напряжений на рабочих поверхностях режущего инструмента (£=со/»Г) в сочетании с дополнительной коррекцией траектории движения формообразующего режущего инструмента, компенсирующей деформации в ТС, связанные с изменениями размерного износа режущих кромок резцов в процессе резания.

В связи с тем, что величина погрешности обработки, деформаций и перемещений в ТС зависит от величины силы резания Л и ее составляющих Р, разработана оригинальная система измерения составляющих силы резания Р^Ру,Р2 по рассогласованию положения в следящем приводе токарного станка с ЧПУ, схема которой представлена на рис. 5.

ИСДУ - интегрированная

система диагностики и управления; ОСРВ - операционная система реального времени,

1 - токарный станок с ЧПУ;

2 - электродвигатель

привода подачи:

3 - система управления

электродвигателем привода подачи;

4 - аппаратный счетчик

координат;

5 - круговой датчик

положения,

6 - исполнительный

рабочий орган (суппорт! токарного станка, Хт, - конечная координата Хю< цикла интерполяции,

- частота вращения V шпинделя

¡1 - напряжение управления

электропривода, н - напряжение якоря электродвигателя привода подачи, 5 - величине (скорость) подачи суппорта

Рис. 5 Система измерения составляющих силы резания по рассогласованию •

положения в следящих приводах токарного станка с ЧПУ

В соответствии со схемой текущее рассогласование положения Ер в следящем приводе в установившемся режиме слежения определяется зависимостями

£п=П„д - Пфокт - а,Р,+Ь,8,; а, 6, =-1--; еп=№п,РЛ (4)

• К Ка ' 'К

где Пзай Пфакт - задаваемое интерполятором и фактическое изменение положения ИРО станка; кА к„ км, к, кр- коэффициенты преобразования электродвигателя, преобразования привода подач, передачи двигателя по мо-

тродвигателя, преобразования привода подач, передачи двигателя по моменту сопротивления, общий коэффициент преобразования электродвигателя, коэффициент преобразования по силе резания и моменту сопротивления на валу электродвигателя; 5/, - величина (скорость) подачи ИРО (суппорта) станка; Рг составляющая силы резания, а, Ь, - параметры следящего привода, определяемые по данным его предварительной диагностики.

Составляющая Р, силы резания Я в соответствии с зависимостями (4) определяется выражением

Р, = (вп - Ъ^п) /ас, (5)

Таким образом, используя данные предварительной диагностики следящих приводов конкретных токарных станков с ЧПУ, определяются параметры а, Ь, и по ним устанавливается зависимость вида (5), используемая при определении величин текущих погрешностей обработки непосредственно в процессе точения.

Расчет погрешностей точностных параметров обработки и вносимых коррекций в траектории движения формообразующего режущего инструмента в работе производился в соответствии со схемой (см. рис.6), на ко-

1 -1 1 - "Г1" I Г' ' ' - * -"'-«» — V .....

ности перемещений ИРО станка.

A-ffai.fi)

2о г,

Ро &оо Ао1 Аоп

Р/ А/о Ли Лы

Рт Дя 0 4./ Для

а) 6)

Рис в Схема измерения позиционных отклонений продольных перемещений

суппорта токарного станка с ЧПУ (а) и представление табулированной функции Л (б)

В узлах координатной сетки Х02 (см. рис.6 а) в ходе предварительной диагностики экспериментально определяются значения Ач при ступенчато изменяющемся нагружении ИРО станка составляющей силы резания Р, с регистрацией А у на жесткий диск РСЖ!. Зависимости изменения регистрируемых параметров аппроксимируются интерполяционным полиномом 2-го порядка для функций 9(г,Р)

в (г,Р) =а0+а]г+а2Р+а3гР+ а^+азР2. (6)

Зависимость (6) представляют в виде системы уравнений, решение которой получают в виде матрицы числовых значений ао, О]... а¡.

Вычисление текущей погрешности А = /(х^г^Р,) точностного параметра обработки в точке рабочего пространства х„г, производится в соответствии со схемой, представленной на рис.7.

В результате величина текущей коррекции точностного параметра, компенсирующая текущую погрешность обработки определяется выражением:

Рис.7 Схема к расчету А = /(*,; г,

1[А*(г'/>>-_АДг>Р)>при(7) (Х„-Хь)

На основании математической обработки данных диагностики получены в матричной форме модели (кластеры), характеризующие величины составляющих погрешностей обработки. Примеры этих моделей в виде графиков и кластеров представлены на рис.8.

Определение составляющих силы резания Р, непосредственно в процессе точения (см. рис.5) и зависимостей вида (7) позволяет с использованием РСЫС непрерывно в режиме реального времени при точении определять текущие величины суммарного вектора коррекции точностного параметра и оперативно вводить коррекции в траектории движения формообразующего режущего инструмента. При этом формируемый вектор коррекции точностного параметра направлен к середине поля допуска на выдерживаемый размер, что обеспечивает группирование в этой зоне выдерживаемых размеров деталей при сокращении их среднеквадратического отклонения от настроечного размера.

Наряду с коррекцией точностных параметров ИСДУ позволяет регулировать режимы обработки при использовании датчиков параметров системы резания. Для получения информации об изменении текущих параметров деформаций срезаемого слоя и температуры резания при термомеханическом нагружении режущего инструмента в процессе обработки на токарных станках с ЧПУ разработаны защищенные патентами на изобретения оригинальное мехатронное устройство, позволяющее определять текущую величину коэффициента усадки стружки непосредственно в процессе резания, а также устройство для прецизиционного измерения термо-ЭДС резания.

В общем случае наибольшая размерная точность обработки обеспечивается при минимальных деформациях в ТС, которые зависят от величины силы резания Л и ее составляющих Рх, Ру, Рг. В работе на основе анализа термомеханических процессов в зоне резания получена математическая модель определения элементов режимов резания, соответствующих

а)

Km'

f 0 0 000»

'"] 0 0011

V.0002?

0 QOlOt 0 0012« О 0 00207 0 00542 < 0 00414 О 00039 О 0.00*0) о 00*43 i

\ 0 04X1« 0 001?t 0 00(9 5 0 00«9 0 0009 • 0 00425 0 0040$ 0.00J7« 000J2S 0 0011 » 0 00711 0 00747 0 00657 0 004S 0 00119 > 9ЛШ9 0 0099 0009 ООО«! 00045

в)

С OOOIli 000162 040243 0 00232 ocoiai 000169 ОиО,. Ь О С J С "j ООО» 0027 0.00X24 0404)2 040414 ОООЭМ 0 00375 000216 О ООН?! 00011 000477 О 00041 О00675 0 00774 0 00711 0 00594 О 00513 О 00171 j OOtttSOOOTU 000№ 040« 0«mi041B3 0«»»i 00072 О ООН sj

О 040)62 0401» 040J7 ОДОГ» 040225 040234 о 00162 040 > 0400» 040333 040423 0403(7 040477 0 00461 040432 040216 040126 0 001« 040603 О40711 040731 040*4« 0407*3 040693 0 40313 0 40171 Vo 00315 040747 040155 0410*9 О ОНИ 041107 040954 0 40774 0 0036у

Рис. 8 Модели позиционных отклонений *£п„(х,г,Р,) (а), £п„(х.г,Р,Не), от прямоли-

м ы

нвОности перемещение суппорта станка соответственно в направлениях осей 2 иХ при его нагружении составляющими силы резания Ру и Р„, в также позиционных отклонений перемещений суппорта связаны

ных с погрешностями отсчетов перемещений в системе ЧПУ

минимальной удельной силе резания Ryd mtn при точении.

На основе подходов, разработанных проф. С.С. Силиным, в работе представлена математическая модель обрабатываемости резанием (с учетом влияния изменяющейся при точении фаски износа А по задней грани инструмента), адекватность которой подтверждается сравнением с данными проф. А.Д. Макарова, а также при сравнении с экспериментальными данными (см. рис. 9), полученными в ходе экспериментальных исследований процесса точения жаропрочных сплавов ХН77ТЮР и ХН56РМТЮВД (режим Еио, £о, во, qm = const при J^O). Предложенная модель обрабатываемости резанием (8) позволяет реализовать оперативные коррекции режимов резания (по соотношению скоростей резания V и толщина среза a) на основе измерения перед каждым проходом резца (посредством использования датчика касания) радиального износа и фаски износа режущего инструмента при точении. При этом дополнительно в траектории движения режущего инструмента вводятся текущие коррекции АХ, AZ, компенсирующие размерный износ режущего лезвия. Использование ИСДУ в сочетании с датчиками параметров системы резания позволяет при точении выдерживать режимы 0=const, £=const, Pt=const и др., что обеспечивает реализацию режимов резания, соответст-

вующих различным критериям оптимальности режимов обработки.

C,w

_(с°жа)

cos у у

qN+q? -Д

cosy

(8)

где У,в, а,Ь . скорость резания; твипервтура резания; толщина и ширина среза;

£ коэффициент усадки стружки при точении;

е> - коэффициент температуропроводности обрабатываемого материала;

(с0 хр0) - удельная объемная теплоемкость обрабатываемого материала;

Сум - постоянные величины для данной пары материалов »инструмент- деталь»;

ч'г - Касательные контактные напряжение на фаске износа по задней грани резца

Проведенные в работе исследования распределения по участкам обработанных поверхностей деталей глубины h и степени N наклепа поверхностного слоя (см. рис.10 а) показали, что режим - const, обеспечивающий постоянство при резании величин нормальных и касательных контактных напряжений на рабочих поверхностях режущего инструмента, обеспечивает также стабильность параметров качества формируемых поверхностей деталей при сокращении рассеяния параметров h и N в процессе точения деталей на токарных станках с ЧПУ, оснащенных интегрированной системой диагностики и управления обработкой. г*'

I 20 I

хтмтп9

XH77WP

Як (

по

^ a2

1 v

005

хжмлш / ^ const

£,=const

600

W BOO 900 VOO IS 20 25

Тетераарарехмя 'С Скароая, резании V.n/мш

a) Д - no AUHxapoty □-люди*m O-nxht 6) Рис. 9. Зависимости контактных нагрузок (qN) и деформаций срезаемого слоя (Q

от температуры резания 0(a) и сочетаний толщин среза а и скоростей резания V (в) при точении сплавов ХН77ТЮР и ХН56ВМТЮ-ВД е режиме = const

В результате проведенных исследований и внедрения результатов диссертационной работы в производство установлено, что использование интегрированной системы диагностики и управления обработкой на токарных станках с ЧПУ позволяет повысить производительность обработки в 1,3-1,8 раза, повысить экономически целесообразную размерную точность обработки до 2-х квалитетов ISO, повысить стабильность обеспечения параметров качества поверхностного слоя деталей по глубине и степени наклепа в 2,5-3 раза и снизить трудоемкость обработки на 34-48 %.

Суммарный экономический эффект от внедрения результатов исследований, подтвержденный актами внедрения в производство, составил свыше ГбОО'ООО рублей.

"О/, а) • заводской вариант обработки

изменение среднеквадратичных отклонении глубины И и степени наклепа N по участкам обрабатываемых поверхностей при точении

Н вариант обработки с использование» ИСДУ

1 - производительность /см*'/мин ]

2 технологическая себестоимость [руб J

3 - инструментальные расходы ¡руб ]

4 - размерная точность [ 2 кеалитета ISO ]

5 - трудоемкость мин J [ Рис 10 Обеспечение стабильности параметров качества обрабатываемых поверхностей

деталей при точении (а) и технико - экономические показатели эффективности обработки (б) на станках с ЧПУ, оснащенных ИСДУ

Таким образом, на основе проведенных в диссертационной работе исследований показано, что интегрированные системы диагностики и управления обработкой на токарных станках с ЧПУ являются действенным средством повышения эффективности процессов механообработки в современном автоматизированном производстве, обеспечивая его гибкость и конкурентоспособность в условиях рыночной экономики.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

1. Научно обоснована и экспериментально подтверждена эффективность использования интегрированных систем диагностики и управления для повышения точности и производительности механообработки на токарных станках с ЧПУ в условиях значительной выработки их точностного эксплуатационного ресурса.

2. Разработаны оригинальные методики, установки и технологически ориентированный программно-аппаратный комплекс диагностики и управления обработкой, а также интерфейс оператора токарного станка с ЧПУ, оснащенного системой программного управления типа РСЫС, реализующие диагностику ТС и системы резания, коррекцию траекторий движения формообразующего режущего инструмента, компенсирующую деформации и перемещения элементов ТС, а также реализацию коррекций режимов резания при точении на станках с ЧПУ.

3. Разработаны специальные программы управления шаговым и следящим приводами, реализующие по данным диагностики ТС при использо-

вании систем программного управления типа PCNC интерполяцию и оперативный ввод коррекций в траектории движения исполнительных рабочих органов станков со смещением в режиме реального времени режущей кромки инструмента к середине поля допуска на выдерживаемый размер, что с учетом параметров конкретных ТС обеспечивает повышение точности обработай и группирование выдерживаемых размеров в этой зоне при точении на станках с ЧПУ.

4. Предложенная математическая модель обрабатываемости резанием применительно к условиям точения на станках с ЧПУ позволяет с учетом изменения текущих деформационных, силовых и температурных параметров поддерживать постоянство величин контактных напряжений и температур на рабочих поверхностях инструмента, стабильность качества формируемого поверхностного слоя при повышении надёжности прогнозирования эксплуатационного ресурса режущего инструмента. При этом использование ИСДУ обеспечивает возможность ввода дополнительных коррекций траекторий движения формообразующего режущего инструмента, компенсирующих текущие изменения составляющих силы резания

5. Разработаны оригинальные устройства для оперативной диагностики системы резания и оригинальные конструкции сборного режущего инструмента повышенной прочности и работоспособности, использование которых повышает эффективность обработки на токарных станках с ЧПУ при значительной выработке их эксплуатационного ресурса.

6. Интегрированные системы диагностики и управления в сочетании с программно-аппаратным комплексом обработки на токарных станках с ЧПУ и интерфейсом оператора при сравнительно небольших затратах на реновации и переоснащение станков системами программного управления типа PCNC позволяют формировать на предприятиях базы данных диагностики с целью эффективной загрузки и эксплуатации станочного парка в условиях производства, а также реализовать наиболее полное использование эксплуатационного точностного ресурса технологического оборудования и рациональное использование режущего инструмента при обеспечении стабильности качества и наибольшей для конкретных условий технико-экономической эффективности обработки.

ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ДИССЕРТАЦИИ ОПУБЛИКОВАНЫ В РАБОТАХ

1. Долгушин В.В., Проскуряков H.A.,Трифонов В.Б. Повышение технологических возможностей станков с ЧПУ // Новые материалы и технологии в машиностроении: Тезисы докладов междуиар. науч.-технич. конф.-Тюмень: ТюмГНГУ, 2000. - С. 18 - 19.

2. Некрасов Ю.И., Проскуряков H.A., Раемгулов Р.Н. Разработка компьютерных технологий управления системами ЧПУ металлообрабатывающих станков // Информационные технологии: Матер, облает, науч.- технич. конф.-Тюмень: ТюмГНГУ, 2002. - С. 157 - 161.

3. Проскуряков H.A., Шаходанов Ю.И., Полуйков С.С., Некрасов Р.Ю. Использование ПЭВМ для круговой интерполяции сложных траекторий движения формообразующего инстумента на станках с ЧПУ // Нефть и газ Западной Сибири: Матер, межд. науч.-техн. конф. - Тюмень: ТюмГНГУ, 2003. - С. 40 - 42.

4. Проскуряков H.A., Смовж А.И., Стулень A.A., Некрасов Р.Ю. Интерполяция и оперативная коррекция от ПЭВМ движения исполнительных рабочих органов станков с ЧПУ // Нефть и газ Западной Сибири: Матер, междунар. науч.-технич. конф.- Тюмень: ТюмГНГУ, 2003. - С. 42 - 43.

5. Некрасов Ю.И., Проскуряков H.A. Расширение технологических возможностей станков с ЧПУ при их сопряжении с ПЭВМ // Инновации в машиностроении: Сб. статей 1П Всероссийской науч.-пракг. конф,- Пенза: Пензенский государственный университет, 2003. - С. 50 - 53.

6. Некрасов Ю.И., Проскуряков H.A. Разработка алгоритма управления от PCNC контурной следящей системой приводов станка с ЧПУ// Современные тенденции развития транспортного машиностроения и материалов: Сб. статей IX Междунар. науч.-технич. конф. - Пенза: Пензенский государственный университет, 2004. - С. 151-155.

7. Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ №

2003611797 Россия. Программа для управления станком с шаговым приводом / Некрасов Ю.И., Проскуряков H.A. (Россия).Реестр программ, г.Москва. Заявл. 16.06.2003.3арегисгр.28.07.2003, RU.

8. Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ №

2003611798 Россия. Программа для управления станком со следящим приводом / Некрасов Ю.И., Пооскуряков H.A. (Россия).Реестр программ, г Москва Заявл 16.06.2003.3арегистр.28.07.2003, RU.

9. Проскуряков H.A., Стулень A.A., Некрасов Р.Ю., Полуйков С.С. Повышение точности и качества изготовления деталей нефтегазового оборудования при управлении от ПЭВМ их обработкой на станках с ЧПУ// IX Междунар. выставка «ЭКСПО-Наука 2003»-Тюмень: ТюмГНГУ. -2004. - 6 с.

10. Некрасов Ю.И., Проскуряков H.A. Интерполяция перемещений формообразующего инструмента и коррекция его траектории при обработке на станках с ЧПУ // Современные тенденции развития машиностроения и материалов: Сб. статей IX Междунар. науч.-технич. конф. - Пенза: Пензенский государственный университет, 2004. - С. 149 - 151.

И. Некрасов Ю.И., Проскуряков H.A. Реализация управления от PCNC. следящим приводом станка с ЧПУ // Современные тенденции развития машиностроения и материалов: Сб. статей IX Междунар. науч.-технич. конф. - Пенза: Пензенский государственный университет, 2004. - С. 155 - 158.

12. Проскуряков H.A., Барбышев Б.В., Смирнов A.B., Некрасов Р.Ю. Оперативная коррекция траекторий перемещений формообразующего режущего инструмента при обработке на станках с ЧПУ // Актуальные вопросы промышленности и прикладных наук: Сб. статей Международной науч.-технич. конф. -Ульяновск: Ульяновский гос. техн. ун.-т, 2004. - С. 168 - 171.

13. Проскуряков H.A., Смирнов A.B., Барбышев Б.В., Некрасов Р.Ю. Расширение возможностей программного управления обработкой на станках с ЧПУ // Актуальные вопросы промышленности и прикладных наук: Сб. статей Междунар. науч.-технич. конф. - Ульяновск: Ульяновский государственный технический университет, 2004. - С. 172 - 175.

14. Некрасов Ю.И., Проскуряков H.A. Структура программного обеспечения интегрированной системы диагностики и управления обработкой на токарных станках с ЧПУ // Современные проблемы машиностроения: Сб. статей П-й

>23 8 35 2006

Междунар. науч.-технич. конф. - Томск: Томский политехи, университет, лгппп

-С. 521-524. ¿Э 788

15. Некрасов ЮН., Проскуряков НА., Утешев М.Х. Модель инте

ванной системы диагностики и управления процессами обработки на ток^.__

станках с ЧПУ // Современные проблемы машиностроения: Сб. статей П-й Междунар. науч.-технич. конф. - Томск: Томский политехнический университет, 2004.-С. 528-532.

16. Некрасов ЮЛ, Смовж А.И., Проскуряков НА. Диагностика технологической системы обработки на токарных станках с программным управлением // Современные проблемы машиностроения: Сб. статей П-й Междунар. науч.-технич. конф. - Томск: Томский политехи, университет, 2004. - С. 532 - 535.

17. Проскуряков Н.А., Некрасов Р.Ю., Аверин А.В. Разработка интегрированной системы диагностики и управления обработкой на станках с ЧПУ// Новые технологии - нефтегазовому региону: Матер. 4-ой региональной нау4.-практ. конф. - Тюмень: ТюмГНГУ. - 2005. - С. 13 -14.

18. Некрасов Ю.И., Проскуряков НА, Карбышев Б.В. Повышение эффективности металлообработки на станках с числовым программным управлением // Проблемы повышения эффективности металлообработки в промышленности на современном этапе: Тез. докл. 3-ей Всероссийской науч.-пракгич. конф. - Новосибирск; Изд-во НГУ. - 2005. - С. 6 -10.

19. Некрасов Ю.И., Проскуряков НА. Сборный инструмент // Патент ' №2240207 на изобретение. Заявка № 2003101147, зарегистрировано в государственном реестре изобретений РФ 20.11.2004, бюл.32,1Ш.

20. Некрасов Ю.И., Новоселов В.В., Проскуряков Н.А. Сборный инструмент // Патент № 2235622 на изобретение. Заявка № 2003110951, зарегистрировано в государственном реестре изобретений РФ 10.09.2004, бюл.25,1Ш.

21. Проскуряков НА. Устройство и способ определения коэффициента усадки стружки // Патент № 2244608 на изобретение. Заявка № 2003117275/28, зарегистрировано в государственном реестре изобретений РФ 20.01.2005, бюл.2, 1Ш.

Подписано к печати .Л HiOf Бум. писч.№1

3am№¿1&F Уч.-изд. л.

Формат 60x84 '/16 Усл. печ. л. 4;f

Отпечатано на RISO GR 3750 Тираж 100. экз.

Издательство «Нефтегазовый университет»

Госушрствсиного обрюоитеяыюго учрежден«« «ысшего профессионального обриомнк*

«Тюменский государственный нефтегазовый университет» 625000, Тюмень, ул. Володарского, 38

Отдел опержтиыюй полиграфии наялспстм Лефктош! университет» 625039, Тюмень, уж. Кмеасш, 52

Оглавление автор диссертации — кандидата технических наук Проскуряков, Николай Александрович

ВВЕДЕНИЕ

1. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ОБРАБОТКИ НА СТАНКАХ С ПРОГРАММНЫМ УПРАВЛЕНИЕМ И РАБОТОСПОСОБНОСТЬ РЕЖУЩЕГО ИНСТРУМЕНТА ПРИ ВЫРАБОТКЕ ЭКСПЛУАТАЦИОННОГО РЕСУРСА И ИЗНОСЕ СТАНКОВ С ЧПУ.

СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ.

1.1. Проблемы обеспечения размерной точности обработки и работоспособности режущего инструмента в современном механообрабатывающем производстве при выработке эксплуатационного ресурса и износе станков с ЧПУ.

1.2. Проблемы оптимизации процесса резания, критерии оптимальности, системы и параметры регулирования, управление обработкой на токарных станках с ЧПУ.

1.3. Системы программного управления, информационно-измерительные системы и их эффективность при обработке на станках с ЧПУ.

1.4. Проблемы, состояние вопроса и задачи исследования.

2. МОДЕЛЬ И ПРОГРАММНО-АППАРАТНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ИНТЕГРИРОВАННОЙ СИСТЕМЫ ДИАГНОСТИКИ И УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССАМИ ОБРАБОТКИ НА ТОКАРНЫХ СТАНКАХ С ЧПУ.

2.1. Формулирование задачи оптимального управления точностью обработки на токарном станке с ЧПУ.

2.2. Модель интегрированной системы диагностики и управления процессами обработки на токарных станках с

2.3. Структура программного обеспечения интегрированной системы диагностики и управления процессами обработки на токарных станках с ЧПУ

2.4. Формирование программно-аппаратного комплекса интегрированной системы диагностики и управления обработкой на токарных станках с ЧПУ

2.5. Выводы по разделу.

ИССЛЕДОВАНИЕ ОТКЛОНЕНИЙ ГЕОМЕТРИЧЕСКОЙ ФОРМЫ, ДЕФОРМАЦИЙ И ПЕРЕМЕЩЕНИЙ ЭЛЕМЕНТОВ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ СИСТЕМ И ИХ ДИАГНОСТИКА ПРИ ОБРАБОТКЕ НА ТОКАРНЫХ СТАНКАХ С ЧПУ.

3.1. Установки и аппаратура для диагностики отклонений формы, деформаций и перемещений в технологических системах с шаговым и следящим приводом подач токарных станков с ЧПУ.

3.2. Исследование отклонений от прямолинейности перемещений исполнительных рабочих станков с ЧПУ и погрешностей отсчета координат при изменении нагрузок в технологических системах.

3.3. Деформации и перемещения элементов технологических систем станков с ЧПУ при их силовом и температурном нагружении.

3.4. Математическая модель погрешностей и определение величины коррекции траектории движения формообразующего режущего инструмента при обработке на токарных станках с программным управлением.

3.5. Выводы по разделу.

СИСТЕМА РЕЗАНИЯ И ОПЕРАТИВНАЯ ДИАГНОСТИКА НАГРУЖЕНИЯ РЕЖУЩЕГО ИНСТРУМЕНТА В ПРОЦЕССЕ ОБРАБОТКИ НА ТОКАРНЫХ СТАНКАХ С ЧПУ.

4.1. Формулирование критерия оптимальности и модель взаимосвязи параметров системы резания при обработке на токарных станках с ЧПУ.

4.2. Определение составляющих силы резания по рассогласованию положения в следящем приводе станка с ЧПУ.

4.3. Оперативная коррекция траекторий движения формообразующего режущего инструмента, компенсирующая погрешности обработки на токарных станках с программным управлением.

4.4. Устройства для оперативной диагностики режимов силового и температурного нагружения режущего инструмента. Компенсация износа режущего инструмента при размерной обработке на токарных станках с ЧПУ.

4.5. Выводы по разделу.

ПОВЫШЕНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ

ОБРАБОТКИ И РАБОТОСПОСОБНОСТИ РЕЖУЩЕГО

ИНСТРУМЕНТА ПРИ ТОЧЕНИИ НА ТОКАРНЫХ СТАНКАХ

С ЧПУ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ИНТЕГРИРОВАННЫХ

СИСТЕМ ДИАГНОСТИКИ И УПРАВЛЕНИЯ.

5.1. Интерфейс оператора интегрированной системы диагностики и управления от PCNC процессами обработки на токарных станках с ЧПУ.

5.2. Повышение качества обработки и размерной точности формообразования деталей точением при использовании интегрированных систем диагностики и управления от PCNC процессами обработки на токарных станках с ЧПУ.

5.3. Повышение эффективности эксплуатации и использование оригинальных конструкций сборного инструмента повышенной работоспособности при обработке на токарных станках с ЧПУ.

5.4. Снижение трудоемкости, повышение производительности и технико-экономической эффективности использования технологического оборудования при его реновации и переоснащении интегрированными системами диагностики и управления обработкой на токарных станках с ЧПУ.

5.5. Выводы по разделу.

Введение 2005 год, диссертация по обработке конструкционных материалов в машиностроении, Проскуряков, Николай Александрович

Конкурентоспособность современного многономенклатурного машиностроительного производства и его продукции определяется гибкостью и технологическими возможностями обеспечения высокого качества изготовления изделий, которое чаще всего в решающей мере обеспечивается точностью процессов механообработки при повышении эффективности производства за счет наращивания производительности технологического оборудования.

В условиях нарастающего старения основных производственных фондов и, прежде всего механообрабатывающего оборудования, при остром дефиците инвестиций в их обновление возникает проблема поддержания и более того -увеличения производственной точности и производительности металлорежущих станков и в том числе наиболее технологически эффективных - станков с числовым программным управлением. Выборочный анализ состояния технологического оборудования на ряде конверсионных предприятий и на предприятиях нефтегазового машиностроения показывает, что до 80% и более станков с ЧПУ по нормам точности к настоящему времени выработали свой эксплуатационный ресурс и возможности его восстановления за счет проведения ремонта в обозримом будущем также не имеют достаточного финансово-экономического обеспечения.

Попытки реализации в производственных условиях повышения точности обработки на станках с ЧПУ путем введения в управляющие программы пре-дискажений траекторий движения формообразующего режущего инструмента с целью компенсации погрешностей, возникающих в технологических системах (ТС), на практике необходимой технологической эффективности, как правило, не обеспечивают. При этом большая часть находящихся в эксплуатации систем программного управления функционально не позволяет с целью компенсации погрешностей вводить в режиме реального времени в управляющие программы оперативную коррекцию перемещений исполнительных рабочих органов непосредственно в процессе обработки на станках с ЧПУ.

Выработка эксплуатационного ресурса технологического оборудования предопределяет снижение жесткости ТС и ухудшение условий эксплуатации режущего инструмента, что в свою очередь приводит к снижению размерной стойкости резцов, осыпанию и выкрашиванию режущих кромок, макросколам и разрушению режущей части твердосплавного инструмента, повышенным потерям по браку и простоям станков с программным управлением, снижению эффективности процессов механообработки в целом.

Цель работы. Повышение размерной точности, производительности, качества обработки и эффективности использования режущего инструмента в условиях выработки эксплуатационного ресурса и снижения производственной точности технологического оборудования при точении на станках с программным управлением.

Задачи исследования.

1. Формулирование критерия оптимизации и разработка модели интегрированной системы, объединяющей диагностику и управление обработкой на токарных станках, оснащаемых специализированной системой ЧПУ типа PCNC.

2. Разработка установки, методики и программно-аппаратного комплекса для предварительной и оперативной диагностики технологических систем, исследование отклонений геометрической формы, деформации и перемещений элементов ТС при их нагружении, а также разработка системы ввода оперативных коррекций в траектории движения формообразующего режущего инструмента, компенсирующих погрешности, возникающие в процессе обработки на токарных станках с ЧПУ.

3. Реализация с использованием интегрированной системы диагностики и управления (ИСДУ) оперативной диагностики процессов нагружения режущего инструмента, а также коррекции режимов резания с целью обеспечения регламентированного ресурса работоспособности инструмента при специфических изменениях скорости и глубины резания, подачи инструмента, диаметра обработки и параметров сечения срезаемого слоя в процессе точения на токарных станках с программным управлением.

4. Разработка конструкций режущего инструмента повышенной прочности, жесткости и работоспособности для условий обработки на станках с ЧПУ при выработке их эксплуатационного ресурса, снижении жесткости технологических систем станков.

5. Проведение исследований и оценка технологической эффективности ввода коррекций в траектории перемещений формообразующего режущего инструмента с целью повышения его работоспособности при обеспечении точности обработки в процессе точения с использованием интегрированной системы диагностики и управления обработкой на токарных станках с ЧПУ.

Методы исследования. При выполнении работы использованы методы вычислительной математики и аналитической геометрии, информатики, математического моделирования и программирования, матричного анализа, интерполяции и аппроксимации, математической обработки результатов экспериментов, технологии машиностроения, теории резания. Экспериментальные исследования проведены по оригинальным методикам. Разработанные вычислительные алгоритмы имеют оригинальное авторское содержание.

Автор защищает:

- положение о повышении технологической эффективности обработки при использовании интегрированных систем диагностики и управления точением на токарных станках с программным управлением;

- методику систем нагружения и измерения отклонений геометрической формы, деформаций и перемещений элементов технологических систем обработки на токарных станках с ЧПУ в сочетании с использованием программно-аппаратного комплекса регистрации и обработки данных диагностики токарных станков при их оснащении системами программного управления типа PCNC;

- технологически ориентированный программно-аппаратный комплекс управления обработкой на токарных станках с ЧПУ, реализующий для повышения точности обработки оперативную коррекцию траекторий движения исполнительных рабочих органов станков, компенсирующую погрешности, а также управление режимами резания с обеспечением рационального силового и температурного нагружения режущего инструмента при изменении входных параметров системы резания;

- методику и программную реализацию определения при точении составляющих силы резания по данным измерения величин рассогласования задаваемых и фактически отрабатываемых координат в следящих приводах станков с ЧПУ;

- оригинальные конструкции сборного режущего инструмента повышенной работоспособности для условий обработки на токарных станках с ЧПУ;

- модель обрабатываемости резанием, а также силового и температурного нагружения режущего инструмента при точении сложных фасонных деталей на токарных станках с ЧПУ во взаимосвязи с изнашиванием и работоспособностью режущего инструмента.

Научная новизна работы:

- Научно обосновано и экспериментально подтверждено выдвинутое положение об эффективности технологического обеспечения точности токарной обработки путем комплексной диагностики и управления технологическим оборудованием, переоснащаемым системами программного управления типа PCNC, в условиях значительной выработки эксплуатационного точностного ресурса металлорежущих станков с ЧПУ.

- Разработана модель диагностики, методики, установки и оригинальные устройства для измерения отклонений геометрической формы, деформаций и перемещений элементов ТС при различных схемах и режимах их нагружения, что при оснащении токарных станков системами программного управления типа PCNC позволяет с использованием оригинального программно-аппаратного комплекса регистрировать данные диагностики ТС конкретного технологического оборудования и использовать их для определения величин компенсирующих коррекций при управления процессами обработки на станках с ЧПУ.

- Разработана модель обрабатываемости резанием и взаимосвязи параметров системы резания и экспериментальными исследованиями подтверждено, что в процессе точения сложных фасонных деталей на станках с ЧПУ при изменении скорости и глубины резания, подачи инструмента, диаметра обработки, формы сечения срезаемого слоя и изменении износа инструмента программно-аппаратная реализация посредством PCNC режима управления обработкой, обеспечивающего постоянство контактных напряжений и температур на рабочих поверхностях инструмента, обеспечивает также стабильность качества формируемого поверхностного слоя детали и повышение надёжности прогнозирования работоспособности режущего инструмента.

- Разработана модель интегрированной системы, сочетающей предварительную и оперативную диагностику с управлением процессами точения на металлорежущих станках, переоснащаемых системами ЧПУ типа PCNC, а также технологически ориентированный программно-аппаратный комплекс диагностики и управления процессами обработки, комплексное использование которых позволяет реализовать наиболее полное использование эксплутационного точностного ресурса конкретного технологического оборудования и рациональное использование режущего инструмента при обеспечении стабильности качества и наибольшей для конкретных условий технико-экономической эффективности обработки.

Практическая ценность работы заключается в разработке экспериментально-теоретического и программно-аппаратного комплексов, а также установок и устройств для повышения эффективности процессов обработки на станках с ЧПУ, в основу которых положены:

- технологически ориентированный программно-аппаратный комплекс диагностики и управления процессом обработки на станках с ЧПУ, оригинальные программные продукты для управления станками со следящим и шаговым приводами, реализующие при использовании систем программного управления типа PCNC интерполяцию и оперативный ввод коррекций в траектории движения формообразующего режущего инструмента при точении на станках с ЧПУ, а также разработанный интерфейс оператора станков, оснащаемых системами программного управления типа PCNC;

- модель обрабатываемости резанием применительно к условиям точения на станках с ЧПУ, позволяющая с учетом текущих изменений силовых и температурных нагрузок прогнозировать величины износа режущего инструмента и составляющих сил резания и на этой основе реализовать эффективные алгоритмы управления процессом резания при рациональном использовании эксплуатационного ресурса инструмента и полном использовании точностного ресурса токарных станков с ЧПУ.

- оригинальные конструкции сборного режущего инструмента повышенной прочности, жесткости и надежности для условий обработки на станках с ЧПУ при большой выработке их эксплуатационного ресурса.

Апробация работы: Основные результаты работы докладывались на научных, научно-практических, региональных, всероссийских и международных конференциях: Международной научно-технической конференции «Новые материалы и технологии в машиностроении». Тюмень: ТюмГНГУ, 2000 г.; Областной научно-методической конференции «Информационные технологии». Тюмень: ТюмГНГУ, 2002 г.; Международной научно-технической конференции «Нефть и газ Западной Сибири». Тюмень: ТюмГНГУ, 2003 г.; III Всероссийской научно-практической конференции «Инновации в машиностроении». Пенза:

Пензенский государственный университет, 2003 г.; IX Международной научно-технической конференции «Современные тенденции развития транспортного машиностроения и материалов». Пенза: Пензенский государственный университет, 2004 г.; II Международной научно-технической конференции «Современные проблемы машиностроения». Томск: Томский политехнический университет, 2004 г.

Разделы работы выполнялись при поддержке грантов Минобразования РФ (2000 г.) и грантов Губернатора Тюменской области (2002 г., 2004 г.).

В 2001г. и 2003 г. выполненные научные разработки отмечены Дипломами победителей региональных конкурсов Тюменской области на лучшую научную работу.

В 2003 г. научные и практические разработки были представлены на Всероссийском выставочном центре в г. Москва и отмечены дипломами IX-й Международной выставки научно-технических проектов "ЭКСПО-Наука 2003" и медалями "ESI-Moskow-2003".

Реализация результатов работы. Результаты исследований внедрялись в производство в соответствии с региональной целевой программой Тюменской области "Развитие предприятий машиностроения и металлообработки на 20012005 г.".

Разработки диссертации внедрены на предприятиях Тюменской области, а именно: ОАО "Сибнефтемаш", ОАО "Опытный завод Тюменьпромгеофизика" а также ОАО "Станкосервис" с общим экономическим эффектом более 1.600.000 руб. Разработки диссертации внедрены и используются в учебном процессе, в том числе в курсовом и дипломном проектировании на выпускающих кафедрах машиностроительного профиля.

Публикации: По материалам диссертации опубликована 21 печатная работа, в том числе 2 свидетельства об официальной регистрации программ для ЭВМ и 3 патента на изобретение.

Структура и объем работы: Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, общих выводов и приложений. Работа изложена на 148 страницах машинописного текста, содержит 30 рисунков, 2 таблицы, список литературы из 135 наименований и приложений.

Заключение диссертация на тему "Разработка интегрированной системы диагностики и управления процессами обработки на токарных станках с ЧПУ"

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

2. Разработаны оригинальные методики, установки и технологически ориентированный программно-аппаратный комплекс диагностики и управления обработкой, а также интерфейс оператора токарного станка с ЧПУ, оснащенного системой программного управления типа PCNC, реализующие диагностику ТС и системы резания, коррекцию траекторий движения формообразующего режущего инструмента, компенсирующую деформации и перемещения элементов ТС, а также реализацию коррекций режимов резания при точении на станках с ЧПУ.

3. Разработаны специальные программы управления шаговым и следящим приводами, реализующие по данным диагностики ТС при использовании систем программного управления типа PCNC интерполяцию и оперативный ввод коррекций в траектории движения исполнительных рабочих органов станков со смещением в режиме реального времени режущей кромки инструмента к середине поля допуска на выдерживаемый размер, что с учетом параметров конкретных ТС обеспечивает повышение точности обработки и группирование выдерживаемых размеров в этой зоне при точении на станках с ЧПУ.

Библиография Проскуряков, Николай Александрович, диссертация по теме Технологии и оборудование механической и физико-технической обработки

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

2. Адлер Ю.П., Маркова Е.В., Грановский Ю.В. Планирование эксперимента при поиске оптимальных условий.- М.: Наука, 1976.- 279с.

3. Амрахов И.Г., Голоденко Б.А., Сысоев В.В. Структурное моделирование технологических систем механической обработки деталей. Информационные технологии и системы.- Воронеж: Межд. акад. информатизации Воронеж, отд., № 1- 1996.- С. 79-82.

4. Амрахов И.Г., Сысоев В.В. Системная модель представления устойчивости в процессе механической обработки деталей.- "Вестник машиностроения", № 11-1998.- С. 49-52.

5. Армарего И.Д., Браун Р.Х. Обработка металлов резанием.- М.: Машиностроение, 1977.-325с.

6. Базров Б.М. Адаптивное управление станками.- М.: Знание, 1975.- 57с.

7. Базров Б.М. Технологические основы проектирования самопод-настраивающихся станков.- М.: Машиностроение, 1977.- 217с.

8. Байков В.Д., Вашкевич С.Н. Решение траекторных задач в микропроцессорных системах ЧПУ. // Под ред. В.Б. Смолова.- Л.: Машиностроение, 1986.- 106с.

9. Безлепкин В.В. Эксплуатация технологических машин: Учебное пособие.- М.: Изд-во "Станкин", 1996.- 241с.

10. Бобров В.Ф. Основы теории резания металлов. М., "Машиностроение", 1975, 344с.

11. Вальков В.Н. Контроль в ГАП. Л.: Машиностроение, 1986, 232с.

12. Васильев Д.В., Чуич В.Г. Системы автоматического регулирования и управления.- М.: Высшая школа, 1967.- 417с.

13. Васильев Д.Т. Силы на режущих поверхностях инструмента. "Станки иинструмент", 1954, № 4, с.31-33.

14. Великанов К.М., Новожилов В.И. Экономичные режимы резания металлов. М., "Машиностроение", 1972, 120с.

15. Волгин Л.И. Линейные электрические преобразователи для измерительных приборов и систем.- М.: Советское радио, 1971.- 332с.

16. Грановский Г.И. О стойкости инструмента как исходном параметре для расчета режимов резания. "Вестник машиностроения", 1965, № 8, с.59-64.

17. Грувер М., Зиммерс Э. САПР и автоматизация производства. М: Мир, 1987.- 528с.

18. Гырдынов Г.П., Молочник В.И., Гольдштейн А.И. Проектирование постпроцессоров для оборудования гибких производственных систем. -Л.: Машиностроение, Ленингр. отд-ние, 1988. 232с.

19. Даниелян A.M. Теплота и износ инструментов в процессе резания. М., Машгиз, 1954, 276с.

20. Долгушин В.В., Проскуряков Н.А.,Трифонов В.Б. Повышение технологических возможностей станков с ЧПУ. // Новые материалы и технологии в машиностроении: Тезисы докладов междунар. науч.-технич. конф.-Тюмень: ТюмГНГУ. 2000.- С. 18-19.

21. Жданов А. Операционные системы реального времени.- PC WEEK/RE, № 8 (182)-1998.- С.17-18.

22. Зорев Н.Н. Вопросы механики процесса резания металлов. М., Машгиз, 1956, 367с.

23. Зорев Н.Н. О взаимозависимости процессов в зоне стружкообразованияи в зоне контакта передней поверхности инструмент.- "Вестник машиностроения", 1963, № 12, с.42-50.

24. Использование станков с программным управлением. // Под ред. В. Лесли.- М.: Машиностроение, 1976.- 421с.

25. Кабалдин Ю.Г., Биленко С.В. Использование методов нелинейной динамики при управлении станками с ЧПУ. // "Вестник машиностроения", № 3-2003.-С.38-41.

26. Кабалдин Ю.Г., Биленко С.В. Построение перспективных систем управления металлорежущими станками на основе самоорганизации и принципов искусственного интеллекта. // "Вестник машиностроения", № 62002.- С.59-65.

27. Кабалдин Ю.Г., Биленко С.В. Управление динамическими свойствами технологических систем на основе нейросетевых моделей. // "Вестник машиностроения", № 7-2002.- С.38-41.

28. Каминская В.В. Направления развития адаптивных систем управления для станков с ЧПУ.- "Станки и инструмент", № 3-1973.- С.2-4.

29. Каяшев А.И., Митрофанов В.Г., Схиртладзе А.Г. Методы адаптации при управлении автоматизированными станочными системами.- М.: Машиностроение, 1995.- 240с.

30. Клушин М.И., Аносов Г.В. Определение стойкости режущих инструментов, обеспечивающей получение максимально возможной прибыли и производительности общественного труда. "Вестник машиностроения", 1970, № 6, с.74-76.

31. Колесов И.М., Кузнецов A.M., Червяков Л.М. Автоматическое управление в пространстве точностью при торцевом фрезеровании на многошпиндельных станках. // "Вестник машиностроения", 1979, № 1. С.51-55.

32. Колыбенко Е.Н., Колесникова Л.В. Подход к информационному отображению технологической системы производства. // "Вестник машиностроения", № 12-2002.- С.47-52.

33. Комиссаров В.И., Леонтьев В.И. Точность, производительность и надежность в системе проектирования технологических процессов.- М.: Машиностроение, 1985.-224с.

34. Кондашевский В.В., Лотце В. Активный контроль размеров деталей на металлорежущих станках / Пер. с нем. Омск: Зап.-Сиб. изд-во, 1976. 431с.

35. Константинов О .Я., Анухин В.И., Макарова Т.А. Вопросы точности обработки деталей на гибком токарном модуле. Л.: ЛДНТП, 1987.- 24с.

36. Корсаков B.C. Точность механической обработки.- М.: Машгиз, 1961.-379с.

37. Корытин A.M., Шапарев Н.К. Оптимизация управления металлорежущими станками. М., "Машиностроение", 1974, 200с.

38. Коутс Р., Влейминк И. Интерфейс " человек компьютер": Пер. с англ. -М.: Мир, 1990.-501с.

39. Кривошей В.М., Юрьев В.Л. Экономика оптимального резания труднообрабатываемых материалов на станках с ЧПУ.- Сб. "Вопросы оптимального резания", вып.1.- Уфа, 1976.- С.71-79.

40. Кузнецов В.Г. Приводы станков с токарным управлением. М.: Машиностроение, 1983. - 248с.

41. Кушнер B.C., Губкин Н.И., Браилов И.Г. Физические основы определения режимов резания и оптимальных параметров режущего инструмента для токарных станков с ЧПУ. В сб. Повышение эффективности эксплуатации станков с ЧПУ. Курган, НТО Машпром, 1978, с.62-67.

42. Лысенко Э.В. Проектирование автоматизированных систем управления технологическими процессами. М.: Радио и связь, 1987.- 272с.

43. Лоладзе Т.Н. Износ режущего инструмента. М., Машгиз, 1958, 355с.

44. Макаров А.Д. Оптимизация процессов резания. М., "Машиностроение", 1976, 276с.

45. Мартинов Г.М. Открытая система ЧПУ на базе общей магистрали. // "Автомобильная промышленность", № 4-1997.- С.31-34.

46. Мартынов А.К. Гибкие производственные системы механообработки в единичном и мелкосерийном производстве деталей точной механики. -Томск: ТГУ, 1986 -320с.

47. Маталин А.А. Точность механической обработки и проектирование технологических процессов.- Л.: Машиностроение, 1970.- 320с.

48. Математическая статистика в технологии машиностроения. Солонин И.С. М., «Машиностроение», 1972, 216с.

49. Математический анализ точности механической обработки деталей. Колкер Я.Д. «Техшка», 1976, 200с.

50. Матвеев М.Г. Моделирование информационных потоков технологического объекта управления.// Математическое моделирование технологических систем.- Воронеж: ВГТА, 1995.- С.34-41.

51. Михайлов О.П., Орлова Р.Т., Пальцев А.В. Современный электропривод станков с ЧПУ и промышленных роботов; под ред. Б.И. Черепанова.- М.: Высш. шк., 1989,- 111с.

52. Медведев Д.Д. Точность обработки в мелкосерийном производстве. М., «Машиностроение», 1973, 120с.

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

54. Молчанов Г.Н. Повышение эффективности обработки на станках с ЧПУ.- М.: Машиностроение, 1979.- 204с.

55. Невельсон М.С. Автоматическое управление точностью металлообработки.- JL: Машиностроение, 1973.- 176с.

56. Невельсон М.С. Анализ точности механической обработки с целью выбора типа корректирующей системы.- Кн. "Передовая технология и автоматизация управления процессами обработки деталей машин".- JL, 1970,- С.309-317.

57. Некрасов Ю.И., Проскуряков Н.А., Раемгулов Р.Н. Разработка компьютерных технологий управления системами ЧПУ металлообрабатывающих станков. // Информационные технологии: Матер, облает, науч.- тех-нич. конф.-Тюмень: ТюмГНГУ. 2002.- С. 157-161.

58. Новиков Ю.В. Функциональные модули контрольно-измерительных систем на базе микроЭВМ. // Микропроцессорные средства и системы, №3-1990.-С. 75-77.

59. Новиков Ю.В. Универсальный параллельный интерфейс для модульных микропроцессорных систем измерения, контроля и управления. // Микропроцессорные средства и системы, № 6-1989.- С.71-76.

60. Нортон П. Программно-аппаратная организация IBM PC: Пер. с англ.-М.: Радио и связь, 1991.- 416с.

61. Некрасов Ю.И., Воронов B.C. Технико-экономическая эффективностьрежимов обработки на токарных станках с ЧПУ.- Тезисы докладов республиканской конференции "Проблемы освоения ресурсов Западной Сибири", Тюмень, ТИИ, 1979, с.174-175.

62. Овчинников В.В., Рыбкин И.И. Техническая база интерфейсов локальных вычислительных сетей.- М.: Радио и связь, 1989.- 272с.

63. Опитц Г. Современная техника производства (состояние и тенденции).-М.: Машиностроение, 1975.- 280с.

64. Остафьев В.А. Исследование динамической прочности и создание приборов для изучения процесса разрушения режущей части инструмента. Автореферат диссертации. Киев, КПИ, 1973, 42с.

65. Остафьев В.А. Расчет динамической прочности режущей части инструмента. М., "Машиностроение", 1979, 168с.

66. Охоцимский Д.Е., Платонов А.К., Кургушев Е.И., Ярошевский B.C. Цифровая контурная следящая система для робототехнических устройств. В кн.: Микропроцессорные системы для робототехники.- М.: Наука, 1984.- С.37-48.

67. Панфилова Н.Ю. Организация использования станков с программным управлением и их эффективность.- В сб. "Повышение эффективности эксплуатации станков с ЧПУ".- Курган: НТО Машпром, 1978.- С.7-12.

68. Повышение эффективности эксплуатации станков с ЧПУ. Тезисы докладов зональной научно-технической конференции. Под ред. Шарина Ю.С., Сединкина Л.М. Курган, НТО Машпром, 1978, 107с.

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

70. Подураев В.Н. Резание труднообрабатываемых материалов. М., "Высшая школа", 1974, 590с.

71. Полетика М.Ф. Контактные нагрузки на режущих поверхностях инструмента. М., "Машиностроение", 1969, 150с.

72. Проников А.С. Программный метод испытания металлорежущих станков. М., "Машиностроение", 1985, 288с.

73. Ратмиров В.А., Чурин И.Н., Шмутер C.J1. Повышение точности и производительности станков с программным управлением. М.: Машиностроение, 1970.- 343 с.

74. Решетов Д.Н., Каминская В.В., Левин А.И., Портман В.Т. Современные направления развития станковедения.- "Станки и инструмент", № 61977.- С.4-9.

75. Развитие науки о резании металлов. Коллектив авторов. М., "Машиностроение", 1964, 415с.

76. Силин С.С. Автоматическое управление процессами резания. "Станки и инструмент", 1971, № 1, с.13-15.

77. Силин С.С. Метод подобия при резании материалов. М., "Машиностроение", 1979, 152с.

78. Солод В.И., Глушко В.В., Гегелов Г.Г. Автоматическое управление режимами резания металлов. М., "Машиностроение", 1979, 157с.

79. Соломенцев Ю.М. Оптимизация операций технологического процесса обработки деталей. В кн. Адаптивное управление станками. Под ред. Ба-лакшина, М., "Машиностроение", 1973, с.382-423.

80. Сулига В.И., Глушко В.В. Системы автоматического управления резанием. Донецк, Изд-во "Донбасс", 1973, 128с.

81. Соломенцев Ю.М., Сосонкин В.Л. Управление гибкими производственными системами.- М.: Машиностроение, 1988.- 352с.

82. Соломенцев Ю.М., Сосонкин В.Л., Мартинов Г.М. Построение персональных систем ЧПУ (PCNC) по типу открытых систем управления.// Информационные технологии и вычислительные системы, № 8-1997.-С.68-76.

83. Сопряжение датчиков и устройств ввода данных с компьютерами IBM PC: Пер. с англ. // Под ред. У. Томпкинса, Дж.Уэбстера. М.: Мир, 1992.- 592с.

84. Сосонкин В.JI. Задачи числового программного управления и их архитектурная реализация в устройствах ЧПУ. // "Станки и инструмент", № 10-1980.-С.39-41.

85. Сосонкин В.Л. Концепция системы ЧПУ на основе персонального компьютера (PCNC). // "Станки и инструмент", № 11-1990.- С.9-14.

86. Сосонкин В.Л., Мартинов Г.М. Концепция системы ЧПУ типа PCNC с открытой архитектурой. // "Станки и инструмент", № 5-1998. С. 7-15.

87. Сосонкин В.Л., Мартинов Г.М. Принципы построения систем ЧПУ с открытой архитектурой. // "Приборы и системы управления", № 8-1996.- С. 18-21.

88. Сосонкин В.Л., Мартинов Г.М. Современные представления об архитектуре систем ЧПУ класса PCNC. // "Автоматизация проектирования", № 3(9)-1998.- С.35-39.

89. Сосонкин В.Л., Тилеш В. Представление о процессорном устройстве числового программного управления оборудованием как виртуального вычислителя. // "Машиноведение", № 6-1981.- С.50-57.

90. Старков В.К. Технологические методы повышения надежности отработки на станках с ЧПУ. М.: Машиностроение, 1984.- 120с.

91. Стародубов B.C. Точность металлорежущих станков с ЧПУ и способы ее повышения. // "Вестник машиностроения", № 5-2000.- С.36-40.

92. Сулига В.И., Глушко В.В. Системы автоматического управления резанием.- Донецк: Издательство "Донбасс", 1973.- 128с.

93. Тверской М.М. Автоматическая оптимизация режима резания при обработке инструментом малой прочности.- "Станки и инструмент", 1974, № 10, с.10-12.

94. Утешев М.Х., Некрасов Ю.И., Артамонов Е.В. Топографическая установка для исследования напряженно-деформированного состояния режущей части инструмента.- "Станки и инструмент", № 6, 1978, с.38-39.

95. Уильяме Г.Б. Отладка микропроцессорных систем: Пер. с англ. B.JI. Григорьева // Под ред. В.В. Сташина.- М.: Энергоатомиздат, 1988.- 253с.

96. Хухлаев Е. Операционные системы реального времени и Windows NT. // "Открытые системы", № 5-1997.- С.48-51.

97. Хает Г.Л. Прочность режущего инструмента. М., "Машиностроение", 1975, 166с.

98. Шарин Ю.С., Лысак В.В., Смольников О.А. Автоматизация программирования обработки на станках с ЧПУ.- Курган: НТО Машпром, 1978.-С.17-21.

99. Шарин Ю.С. Обработка деталей на станках с ЧПУ.-М.: Машиностроение, 1983.-117с.

100. Экономическая эффективность станков с числовым управлением. // Под ред. П.С.Мирошникова.- Киев: Наукова думка, 1976.- 174с.

101. Юркевич В.В. Податливость токарного станка мод. 16К20П.// "Вестник машиностроения", № 8-2002.- С.47-51.

102. Въчков С.Г. Производительност, точност на обработка и надежност на металлорежещите машин.- София: Държавно издательство «Техшка»,1980.- 244с.

103. Le Brusque R.- "Werkzeugauswahl bei NC- Drehmaschinen. Werkstatt und Betrieb", 1973, 106, № 9, 655-659.

104. Poch H., Hecher N.- Technologische und okonomische Betrachtungen zum Einsats der DFS 400 NC mit ACEMA- "Fertigungstechnik und Betrieb", 1973, 23, № 1,13-18.

105. Wiebach H.G.- Einfiihrung in die Scnitt weroptimierung- "VDI-Z", 1978, 120, № 18, 825-829.

106. Boothroyd G. Temperatures in Ortogonal Metal Cutting. - "Proc. Inst. Mech. Eng.", London, v.177, 1963, p.144-152.

107. Centner R.M., Idelsohn I.M.- Adaptive Controller for a Metal Cutting Process.- "IEEE Transaction on Application and Industry", 1964, vol. 83, № 72, p.154-161.

108. Chao B.T., Trigger K.I. Cutting temperatures and metalcutting of the ASME. - "Iornal of Enginieerung for Industry", 1959, v.81, Ser.B., № 2, p. 861-866.

109. Eberle I. Voraussetzungen, Stand und Ausblick beim Werkzeug fur NC -Werkzeugmachinen - "Machinenmarkt", 1973, 79,№68, 1477-1480.

110. Felten K. Entwicklung einer numerisch gesteuerten NC - Drehferti-gungszelle - "Technisches Zentralblatt fur praktische Metalbearbeitung". Ig. 71, № 10, p.8-11.

111. Le Brusque R.- "Werkzeugauswahl bei NC- Drehmaschinen. Werkstatt und Betrieb", 1973, 106, № 9, 655-659.

112. Perkelharing A.I.- The exit failure in interrupted cutting. "CIRP Ann.", 1978, 27, № 1,5-10.

113. Poch H., Hecher N.- Technologische und okonomische Betrachtungen zum Einsats der DFS 400 NC mit ACEMA- "Fertigungstechnik und Betrieb", 1973, 23, № 1, 13-18.

114. Spirito Francesco Analisi dello stato di tensione in un untensile monotagliente mediante il metodo degli element! finite. Macchine, 1977, 32, № 78, 57-63.

115. Takeyama H., Usui E.- The effect of tool-chip contacts area in metal machining.- "Transactions of ASME", 1958, v.80, № 5, 114-118.

116. Wiebach H.G.- Einfuhrung in die Scnitt weroptimierung- "VDI-Z", 1978, 120, № 18, 825-829.

117. Zorev N.N., Uteschew M.Ch., Senjukow W.A., Institut Zniitmachs, Moskau,-Untersuchung der Kontaktspannungen auf den Arbeitsflachen des Werkzeugs mit einer Schneidenabrundung.- Annals of the CIRP., vol. 20/1, 1971, p.2.

Похожие работы

Обработка конструкционных материалов в машиностроении
05.03.00