автореферат диссертации по приборостроению, метрологии и информационно-измерительным приборам и системам, 05.11.16, диссертация на тему:Сложная специализированная измерительная система параметров процесса фрезерования

На правах рукописи

ШПАК АНДРЕЙ НИКОЛАЕВИЧ

СЛОЖНАЯ СПЕЦИАЛИЗИРОВАННАЯ ИЗМЕРИТЕЛЬНАЯ СИСТЕМА ПАРАМЕТРОВ ПРОЦЕССА ФРЕЗЕРОВАНИЯ

Специальность: 05.11.16 - Информационно - измерительные и управляющие системы (в машиностроении)

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Волгоград - 2004

Работа выполнена в Волгоградском государственном техническом университете на кафедре «Вычислительная техника».

Научный руководитель:

доктор технических наук,

профессор Муха Юрий Петрович.

Официальные оппоненты:

доктор технических наук,

профессор Шевчук Валерий Петрович.

доктор технических наук,

профессор Сысоев Юрий Семенович.

Ведущее предприятие:

ОАО «Каустик», ООО «Волгоградский

завод электронного машиностроения».

Защита состоится 9 декабря 2004 г. В 10 часов на заседании диссертационного совета К 212.028.01 при Волгоградском государственном техническом университете по адресу 4000131, г. Волгоград, проспект Ленина, 28.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Волгоградского государственного технического университета. Автореферат разослан

Ученый секретарь

диссертационного совета

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. В настоящее время все большее внимание уделяется детальному анализу процесса обработки металла фрезерованием, как наиболее распространенному в машиностроении. Детальный анализ процесса фрезерования позволяет получить технологические характеристики и конфигурацию режущего инструмента. Таким образом, реализуется оптимальный режим обработки материала.

Анализ результатов опубликованных научно-исследовательских работ позволяет сделать вывод о том, что процесс фрезерования является крайне сложным с точки зрения его геометрии, кинематики и динамики. Большая часть работ направлена на статистический анализ результатов большого числа опытов. Создаются специальные стенды, тензометрические установки, в режущий инструмент (РИ) встраиваются датчики с системой съема сигналов. Особую ценность, однако, представляет получение данных о мощности резания непосредственно в производственных условиях в течении самого процесса фрезерования. Поэтому детальный анализ процесса фрезерования возможен только с использованием современных специализированных измерительных средств, построенных на базе адекватного математического аппарата, способного учесть все компоненты процесса. Анализ литературных данных показал отсутствие единой методики анализа процесса фрезерования, позволяющей исследовать компоненты процесса на различных уровнях детализации с необходимой степенью точности.

Цель и задачи работы. Конечной целью диссертационной работы является решение следующих вопросов по разработке сложной специализированной измерительной системы параметров процесса фрезерования в рамках адекватного математического аппарата:

- разработка подхода к проведению анализа структуры процесса фрезерования;

- разработка измерительной системы (ИС) измерения мощности процесса фрезерования;

- разработка методики метрологического анализа ИС;

- разработка методики проведения измерительного эксперимента.

Методы исследования: методы теории множеств, фазового

пространства, теории категорий, структурные методы.

Научная новизна работы заключаются в следующем:

- изложен подход к проведению анализа структуры компонент процесса фрезерования как объекта исследований с точки зрения его представления фазовым пространством состояний;

- обоснована корректность использования математического аппарата теории категорий для представления процесса фрезерования;

- разработан метод представления категорий состояния и силовых проявлений объекта исследований (ОИ), позплгштпищн описывать компоненты процесса различи

- разработана методика метрологического анализа ИС измерения мощности процесса фрезерования.

Практическая ценность работы заключается в том, что:

- разработаны требования к ИС, представляющие собой совокупность требований двух уровней;

- разработана методика проектирования структуры ИС исходя из спецификации требований первого уровня; с учетом спецификации требований второго уровня разработан функциональный состав блоков ИС;

- на основе методики разработана и реализована ИС исследования процесса фрезерования на горизонтальных фрезерных станках типа ГФ2171;

- разработана методика проведения метрологического анализа блоков и межблочных интерфейсов ИС по ее структуре, представленной в категорном виде;

- проведены измерительные эксперименты, по экспериментальным данным построены зависимости технологических параметров процесса фрезерования.

Основные научные положения, выносимые на защиту:

- методика синтеза структурно-аналитической категории ОИ;

- методика проектирования ИС ОИ;

- методика метрологического анализа ИС ОИ комбинированным методом;

- методика проведения измерительных экспериментов;

Достоверность полученных результатов. Достоверность полученных в

диссертации выводов подтверждается приведенными математическими доказательствами, результатами теоретических расчетов, подтверждаемых результатами проведенных метрологических экспериментов, а также результатами практического использования созданной ИИС.

Практическая реализация результатов. Предложенная методика синтеза была применена при проектировании ИС измерения потребляемой мощности. ИС успешно прошла испытания на станочном оборудовании ОАО «Каустик» и ООО «Волгоградский завод электронного машиностроения» марки ГФ 2171. Полученные экспериментальные данные были использованы для исследования процесса фрезерования и получения зависимостей его технологических параметров.

Апробация работы. Основные положения и результаты работы докладывались и обсуждались:

- на IV Межвузовской конференции студентов и молодых ученых Волгоградской области (1-10 декабря 1998 г), г. Волгоград, ВолгГТУ;

- на VI Региональной конференции молодых исследователей Волгоградской области по направлению «Электронные устройства и системы» (13-16 ноября 2002 г), г. Волгоград, ВолгГТУ;

на научных семинарах кафедры ВТ ВолгГТУ, 2000-2004 гг.

Публикации. Материалы диссертации опубликованы в 5 печатных работах, из них три — статьи в центральной печати, два — тезисы докладов региональных конференций.

Личный вклад автора. Автором проведен анализ фазового пространства состояний процесса фрезерования, разработаны методики синтеза структурно-аналитической категории ОИ и проектирования ИС ОИ на основе теории категорий и функторов и структурных методов проектирования. Реализована ИС потребляемой мощности и разработана методика ее метрологического анализа. Проведены измерительные эксперименты, подтверждающие достоверность полученных результатов.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы, включающего 107 наименований и приложения. Основная часть работы изложена на 162 страницах машинописного текста. Работа включает 46 рисунков, 58 формул.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении показана актуальность диссертационной работы, определена цель и сформулированы задачи исследования. Указана научная новизна и практическая ценность результатов.

В первом разделе рассмотрено фазовое пространство процесса фрезерования, которое включает в себя многообразие параметров фрез и технологических параметров обработки. Рассматриваются кинематические и геометрические особенности процесса. Динамика процесса фрезерования представлена силой резания, как интегральным показателем, включающим сопротивление пластической деформации металла, деформации изгиба и ломания, и сил трения. Для представления процесса фрезерования в целом необходима его формализация как математической модели динамической системы, основанной на понятии состояния.

Проведен сравнительный обзор по различным методам изучения процесса фрезерования. Показано, что ни один из известных методов не описывает полностью особенности процесса фрезерования.

В число характеристик, доступных для прямого измерения в промышленных условиях непосредственно в процессе обработки входит активная мощность, потребляемая из сети приводом главного движения.

Для формализации процесса фрезерования его параметры были сведены в единое фазовое пространство, представленное как совокупность кинематических, динамических и геометрических параметров процесса. Фазовое пространство X и оператор Т составляют математическую модель динамической системы.

Во втором разделе диссертации были разработаны основные теоретические положения и определения, которые позволили синтезировать структурно - аналитическую модель процесса фрезерования исходя из априорных представлений о законах его функционирования. Предложена

концепция синтеза специализированной информационно - измерительной системы (СИИС) для описания правил функционирования и изменения параметров процесса фрезерования. Представлен адекватный математический аппарат - теория категорий и функторов, с помощью которой возможно представить модель информационных потоков в виде жестко определенной структуры - категории.

Фазовое пространство состояний процесса фрезерования представлено совокупностью базисных множеств. Выделены основные соотношения, связывающие компоненты базисных множеств.

X = {.У^} - множество состояний процесса фрезерования;

- множество выходных сигналов (проявлений процесса

фрезерования);

множество режимов функционирования системы

(технологические параметры процесса обработки);

Т = {Г^} - множество моментов времени функционирования;

V = {К^} - множество законов, описывающих проявления процесса фрезерования.

Элементами множества состояний системы была представлена совокупность мгновенных значений свойств каждого из компонентов, составляющих процесс фрезерования. То есть, моменту времени е Т соответствует элемент множества адекватный точке фазового

пространства состояний процесса фрезерования. Он, в свою очередь, является конечной совокупностью значений свойств компонент, участвующих в процессе фрезерования.Т.е. X, = \х),х* ,...,х"}, где п - количество свойств рассматриваемых компонент, а - компоненты или фазовые переменные. Среди рассматриваемых свойств были выделены координаты пространственного положения режущих кромокРИ- ХФР-хуад = {хфр-х<,\хфр-У{г),х®р-г<'')}, где индекс ъ определяет режущую кромку (зуб) фрезы, и их скоростей хфр-™™ад = {хфр-та(^хфр-™(^хфр-та(2)}. Мгновенные значения передних и задних углов режущих кромок режущего инструмента (РИ) хфр-°Р(г) = {хфр-°(1),хфр-,><!)}, физические свойства их материала (текущие значения температуры, упругой и пластической деформации и т.п.). Выделены характеристики параметров срезаемого слоя, определяющие динамику процесса - хмг-сс(,> = {х'(,),хн*),хнг)} - являющиеся соответственно длиной, шириной и толщиной срезаемого слоя.

На основании результатов исследований фазового пространства ОИ, в качестве наиболее информативного параметра была принята силовая характеристика процесса резания. То есть для каждого рассматриваемого момента времени t¡eT существуют элемент множества Г, е^. Где - количество рассматриваемых классов силовых проявлений

исследуемого процесса. Если рассматривать процесс резания как процесс деформации срезаемого материала и трения РИ об обработанную и срезаемую поверхности, то множество Б представимо двумя фазовыми переменными Г = {ртр,рпл-да11'}. При этом каждая из переменных представляется множеством

соответствующих реакций каждого участка РИ в процессе срезания слоя материала, т.е. К™ = п*(2\...,Гтр,г>}. И Р™ = ^пл.даад^пл.дьцз^

Индекс z определяет конкретную режущую кромку РИ.

Функциональность ОИ была определена правилами его переходов из одного состояния в другое. Множество Q как множество режимов функционирования ОИ определяет элементы множества X в данный момент времени для изначально заданного режима процесса фрезерования заданной детали заданным РИ. Его представили следующим отображением: Силовое проявление состояния процесса резания в каждый момент времени представлено отображением - Определенные компоненты

силовых проявлений, то есть, различные виды деформации, трения были представлены в виде ->// Для + т где ш

количество рассматриваемых компонент силовых проявлений исследуемого процесса. характеристика деформации в процессе фрезерования, а трения.

Для формирования структуры на выделенных базисных множествах был осуществлен переход к категорному представлению фазового пространства состояний процесса фрезерования. С помощью теории категорий представлена модель информационных потоков в виде жестко определенной структуры -категории, объектами которой могут являться элементы различной физической природы, объединенные связями - морфизмами, имеющими структурную природу как и система. Рассмотрены категория состояния объекта измерений и категория силовых проявлений состояния объекта измерений как наиболее информативные структуры процесса фрезерования. Дано определение категориям состояний процесса фрезерования и силовых его проявлений.

Определение 1: Категория S - категорное представление состояния объекта измерений, то есть процесса фрезерования заданным РИ заготовки при определенных технологических параметрах.

Определение 2: Объекты категории 8 - множество совокупностей значений параметров объектов, вовлеченных в процесс фрезерования. То есть

оьсНх,}.

Определение 3: Морфизмы категории - правила перехода между объектами категории или состояниями процесса фрезерования с течением

е

времени. Морфизмы характеризуются отображениями а(Х„Х1Ш):Х(-+.Щот

Определена операция композиции отображений. Проверена ассоциативность операции композиции морфизмов. В процессе композиции был

получен полный закон протекания процесса фрезерования - от изменений входных параметров происходят изменения выходных параметров:

<3:Нот5(Х|0, Х„)хНот8(Х11,Х,2)х...хНот^(Ха, Хв4.|)х...хНош5(Хв.,, Х,„)

На рис. 1 приведен пример структуры категории для п состояний и двух свойств объектов, объединенных в структуру одного уровня, то есть для самого простого случая - процесса фрезерования режущим инструментом, описываемом свойством х1, и обрабатываемой детали, описываемой свойством х^ Для анализа процесса фрезерования данная структура будет являться базовой категорией состояния ОИ.

Рассмотрение множества силовых проявлений исследуемого объекта также проведено в рамках теории категорий. Доказано, что элементы этого множества также представимы в виде категории Я .Данная категория, по определению ее возникновения является проекцией категории состояний ОИ в пространство силовых проявлений. То есть каждому переходу из одного состояния ОИ в другое, или каждой паре объектов категории 5 соответствует силовое проявление этого перехода или ненулевой объект категории Я. На рис. 1 показано, что категории 5 и Я связаны функторным отображением.

В данном случае рассматривается два класса силового представления состояния ОИ - и ^, соответствующие характеристикам процесса деформации ) и трения ).

Введенные понятия категории состояния и категории силовых

проявлений объекта исследований явились базой для более подробного рассмотрения как структуры объектов, участвующих в процессе фрезерования, так и явлений, сопровождающих этот процесс. Для получения развернутой категорной структуры было введено понятие подкатегории и операция расширения категории.

Для формального обозначения операции декомпозиции был введен оператор расширения категории Е. Результатом применения этой операции к категории является совокупность подкатегорий, удовлетворяющих условию:

- отображения, ставящие в соответствие объектам подкатегорий объекты исходной категории биективны.

В общем виде уравнение декомпозиции выгладит так:

(2)

То есть для рассмотренной выше категории

(3)

Рис. 1 Категории объектов и силовых представлений процессов фрезерования.

- категория состояния РИ (5)

категория состояния детали (6)

Продолжая декомпозицию объектов подкатегории состояния РИ переходим к следующим этапам ее разбиения. Конечным этапом декомпозиции является переход к аналитическому описанию объектов и морфизмов подкатегории.

Результатом декомпозиции будет являться структура взаимодействующих объектов при фрезеровании, представленная на рис. 2.

Все приведенные рассуждения относительно категории состояния процесса фрезерования S в полной мере справедливы и для категории силовых проявлений процесса фрезерования - категории К В работе представлен

процесс декомпозиции категории силовых проявлений процесса фрезерования, в результате которой появилась структура процессов фрезерования (Рис. 3).

Рис. 2. Структура взаимодействующих объектов при фрезеровании.

Рис. 3. Структура процессов при фрезеровании.

Таким образом, получена методика синтеза структурно - аналитической категории процесса фрезерования на основании детального анализа базисных множеств параметров исследуемого процесса как компонент фазового пространства состояний.

В третьем разделе предложена методика синтеза аппаратной части специализированной информационно-измерительной системы процесса фрезерования. В соответствии с этапами проектирования, требования к ИС были представлены в виде двух уровней. В качестве задачи, решаемой в рамках данной работы проведено проектирование ИС измерения общей потребляемой мощности приводом главного движения. Получена базовая структура измерительных трактов ИС, позволяющая производить измерения входных сигналов и осуществлять необходимые преобразования для получения нормализованной числовой формы измеряемого сигнала. Структура ИС представлена на рис. 4.

Следующим этапом проектирования было проектирование выделенных структурных блоков с учетом требований второго уровня.

В процессе выбора оптимального варианта реализации из общего пространства реализаций данного блока, был предложен следующий алгоритм действий:

- выявить спецификацию ограничений - требований к реализации данного блока

- найти перечень возможных реализаций данного блока как пересечение общего множества вариантов реализаций подобных блоков с учетом выявленных ограничений

- провести ранжирование оставшихся вариантов (оптимизацию) в соответствии с параметрами оптимизации (дополнительными целями оптимизации - цена, степень надежности, простота реализации и т.п.)

- выбрать вариант реализации и внести ограничения и требования к реализации других блоков системы, если есть таковые.

На основании полной информации о составе выделенных множеств, соответствующих категорной диаграмме структуры ИС был синтезирован аналитический аппаратный состав блоков преобразования.

Результатом аналитического синтеза является принципиальная схема будущей измерительной системы. На основе анализа ее свойств, который в общем случае, производится на последнем этапе проектирования системы, и требований технического задания, выносится решение о результате проектирования.

Разработанная ИС позволяет производить измерение динамических параметров процесса фрезерования с использованием адекватного структурного представления состояний ОИ.

Внешний вид ИС представлен на рис. 5.

Рис 5 Внешний вид ИС.

В четвертом разделе рассматривается общий подход к определению метрологических характеристик синтезированной СИИС, а также описывается методика проведения измерительного эксперимента и приводятся его результаты

В соответствии со структурой СИИС, представленной на рис.4, уравнение измерений в обобщенной операторной форме было представимо в виде

,пк

^ттгрф "ОПТО "АЦП

Д.

г е 1 3

{я/ } - {я"„1сРф копто К-лцп Кп ^ },.1 е 1 3

2'9 _ Р<

Л,

(7)

V интерф ОПТО ]

В данной работе применен расчетно-экспериментальный метод, при котором с помощью метрологического эксперимента установлены характеристики измерительных модулей, а метрологический анализ составленных из этих модулей измерительных цепей выполнен на расчетной основе

Полная погрешность измерений измерительной системой складывалась из погрешностей измерений ее функциональных блоков и временных задержек, связанных с затратами времени на обработку измерительной информации

=^ФБ +&ИФБ (8)

Погрешности функциональных блоков соответствовали результатам, полученным при постоянном входном воздействии в установившемся режиме

(без учета инерционности средств измерений). Погрешности интерфейсов ФБ обусловлены изменением входного воздействия на интервале измерений и инерционностью измерительных средств.

Суммарная составляющая погрешности результата измерения напряжения для одного канала складывалась из погрешности измерения напряжения в измерительном преобразователе и погрешности измерения напряжения в АЦП.

На основании проведенных измерительных экспериментов погрешность измерения ФБ одного ИК не превышает 0,09% измеряемой величины.

Основным параметрам интерфейса, которые влияют на метрологические характеристики всей системы в целом, является временная задержка Т.

т=ут

¿-I щ

к= 1

(9)

Для ее определения был рассчитан весь путь измерительной информации в ИС. Была рассмотрена структура каждого блока СИИС в виде трех последовательно соединенных блоков — входного интерфейса, выходного интерфейса и непосредственно блока обработки.

Полученная временная диаграмма задержки измерительного сигнала представлена на рис. 6.

Рис. 6 Временная диаграмма задержки измерительного сигнала на ИС Таким образом получен ряд уравнений, характеризующих задержку измеряемого сигнала в одном канале ИС. Задержка между регистрацией сигнала блоком и регистрацией положения привода главного движения

и будет составлять искомую величину.

Л' = ЛС™ + + ЛС.рф + ЛС1 + (10)

М = 60 л5 + 500/15 + 60(15 + 350и? = 970и5

Рассчитанная временная задержка сигнала учитывается на этапе обработки измерительной информации, нивелируя внесенные ею искажения.

Экспериментальная часть данной работы основана на серии измерительных экспериментов, проведенных в промышленных условиях на оборудовании предприятий ОАО «Каустик» и ООО «Волгоградский завод электронного машиностроения».

Целью проведения эксперимента были:

• сбор экспериментальных данных на различных режимах работы фрезерного станка

• проверка работоспособности измерительного оборудования в производственных условиях

• выявление зависимости измеряемого сигнала от режима работы станка

Следуя вышеописанным целям проведения эксперимента, определялся

режим работы измерительного оборудования — полная передача потока информации о мощности в подсистему хранения и обработки данных (ПК) в числовом виде. Были выбраны режимы работы станочного оборудования, которые составляют более 80% всех выполняемых работ. В качестве станочного оборудования использовался горизонтальный фрезерный станок Горьковского завода - ГФ2171. Данный станок оснащен системой ЧПУ японской фирмы FANUC. Диаграммы мгновенных значений мощности процесса фрезерования в течение одного оборота РИ для указанных скоростей фрезерования представлен на (рис. 7).

Моц**ость 250 оо/мин

Моц^ость 315 об/мин

кВт

5

кВт

5 г

2

0

3

4

0

50 100 150 200 250"

О

50 100 150 200 250

Рис. 7 Диаграммы мощности

Дополнительные расчетные значения параметров процесса фрезерования для первой серии опытов приведены в таблице 1.

Таблица I

Расчетные значения параметров процесса фрезерования

Скорость РИ, об/мин

Среднее значение мощности, кВт

Общая затраченная энергия на оборот, кВт*мс

Время одного оборота РИ,

Объем срезанного металла,

3

мм

8=250 об/мин

2,664

669,450

250

14,850

8=315 об/мин

1,941

370,776

190

11,286

8=400 об/мин

1,366

205,928

150

8,910

Полученные средние значения мощности, затрачиваемой на процесс фрезерования соответствуют справочным данным. Также подтверждается факт падения затрачиваемой мощности при снижении числа оборотов РИ и сохранении остальных технологических параметров Это объясняется пропорциональным увеличением подачи на зуб РИ (срезаемого слоя). Функция затраченной мощности на один оборот фрезы имеет большую крутизну, чем среднее значение мощности еще и за счет возрастания времени фрезерования и, как следствие объема срезаемого материала.

Вторая серия опытов представляла собой процесс фрезерования паза фасонной полукруглой выпуклой фрезой. Фрезерование пазов является также распространенной ответственной операцией, осуществляемой на станках с ЧПУ данного типа.

Полученные результаты, являясь функцией времени, представляют адекватное значение затрачиваемой на процесс обработки мощности в каждый момент времени, позволяя оценивать силовую характеристику процесса, и тем самым, отражая состояние РИ в каждый момент времени. При проведении анализа получаемых данных в масштабе реального времени несложно отследить момент резкого возрастания потребляемой мощности, и классифицировать данное состояние РИ как переход в зону катастрофического износа.

Полученные экспериментальные данные также позволяют выявить зависимости средней затрачиваемой на процесс фрезерования мощности от скорости резания (числа оборотов РИ) иными словами подобрать оптимальный режим обработки. На рис. 8 представлены графики изменения мощности фрезерования для различных режимов и технологических параметров процесса.

Диаграмма мощное

. гг.. . Т|1Г|11111Г ^...... |*"'"'*1ТТ1г1||| 'III

~Коичмаяфр*м Р кВт! ~^мсо>«ифрая Р «Вт]

МИШ«

Ш г ■ щЕЪ

рярг «у***5** -'.г к"/ • - ^^^^т-^^тятя^те^щ^*0^

«йегЯВясйЕ

90 100 150 гм 250 ООО 350 400 450

Рис. 8 Диаграмма мощности РИ.

Рассмотрим другие проекции изменения сигнала мощности на изменение технологических параметров Среди основных характеристик процесса фрезерования выделяют зависимость мощности от толщины срезаемого слоя. Толщина срезаемого слоя будет различной для разных участков РИ. Так, при работе одного зуба дисковой фрезы диаграмма толщины срезаемого слоя показана на рис. 9

Рис. 9 Толщина срезаемого слоя и зависимость мощности резания от нее.

С помощью данного измерительного инструмента также возможно проведение исследований модели резания. В отличие от аналогичных экспериментов для процесса точения, полученные модели будут включать всю специфику обработки фрезерованием.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ

1. Процесс фрезерования формализованно представлен в виде математической модели динамической системы, основанной на понятии состояния. Совокупность состояний представлено фазовым пространством состояний.

2. Фазовое пространство состояний процесса фрезерования представлено совокупностью базисных множеств. Детально рассмотрены компоненты этих множеств. Выделены основные соотношения связывающие компоненты базисных множеств.

3. Рассмотрены категория состояния объекта измерений и категория силовых проявлений состояния объекта измерений как наиболее информативные структуры процесса фрезерования. Связь между категориями представления состояния системы и силовыми проявлениями процесса в этом состоянии связаны функторными отображениями.

4. Разработана методика проектирования ИС ОИ на основе требований синтезированной категории силовых проявлений ОИ.

5. Разработана методика расчета полной погрешности комбинированным методом на основании категорной структуры ИС.

6. Проведен эксперимент, в результате которого установлена зависимость между типом обрабатывающего инструмента и результатами измерений.

Список работ, опубликованных по теме диссертации

1. Новицкий, А.С. Система исследования периодических сигналов в промышленности на основе метода вейвлет-анализа /А.С. Новицкий, А.Н. Шпак //Успехи современной радиоэлектроники. - 2002. - №8. - С.59-62.

2. Шпак, А.Н. Проектирование измерительной системы стенда для исследования процесса червячного зубофрезерования /А.Н. Шпак //Контроль. Диагностика. - 2002. - №12. - С.41-45.

3. Муха, Ю.П. Измерительные системы контроля состояния режущего инструмента /Ю.П. Муха, А.Н. Шпак //Физическая метрология. Вестник Поволжского отд. метрологической академии России. - 2004. -№5. - С.55-57.

4. Шпак, А.Н. Применение современных микроконтроллеров в измерительно - вычислительных и управляющих системах /А.Н. Шпак, Ю.П. Муха //VI Региональная конф. молодых исследователей Волгоградской обл.: тез. докл. - Волгоград, 2001. - С. 186-188.

5. Шпак, А.Н. Система сопряжения ПК IBM PC и фрезерного станка с ЧПУ /А.Н. Шпак, Ю.П. Муха //IV Межвузов, конф. студентов и молодых ученых Волгоградской обл.: тез. докл. - Волгоград, 1998. - С. 219-221.

Подписано в печать 2 .1104г. Заказ 816 . Тираж 100. Усл.-печ. л. 1.0. Формат 60x84 1/16. Печать офсетная.

РПК «Политехник» Волгоградского государственного технического университета 400131, Волгоград, ул. Советская, 35

»22772

120

Перечень сокращений, условных обозначений, символов, терминов.

ВВЕДЕНИЕ.

1. Обзор методов и средств определения параметров процесса фрезерования. Фазовое пространство процесса фрезерования.

1.1 Обзор методов исследований и средств измерений в области анализа процесса фрезерования и свойств режущего инструмента.

1.2 Анализ фазового пространства процесса лезвийной обработки металла.

1.2.1 Выбор фазовых переменных фазового пространства фрезерного станка.

1.2.2 Анализ кинематической и геометрической компонент фазового пространства процесса фрезерования.

1.2.3 Анализ динамической компоненты фазового пространства процесса фрезерования.

1.2.4 Состав фазового пространства процесса фрезерования.

1.3 Постановка задачи.

ВЫВОДЫ ПО

2. Синтез категорией модели информационных потоков объекта измерений.

2.1 Системный подход к проектированию ИИС.

2.2 Базисные множества фазовых переменных ОИ.

2.2.1 Множество состояний ОИ.

2.2.2 Множество силовых проявлений ОИ.

2.3 Категорное представление базисных множеств параметров ОИ.

2.4 Категорное представление базисных множеств силовых проявлений параметров ОИ.

2.5 Структурно - аналитическая категория.

ВЫВОДЫ ПО

3. Категорный синтез измерительной системы.

3.1 Структурный синтез измерительной системы.

3.1.1 Представления о сложных специализированных ИС.

3.1.2 Структурные методы проектирования ИС.

3.1.3 Структура ИС ИТПФ.

3.2 Требования к ИС потребляемой мощности.

3.3 Синтез структуры ИС потребляемой мощности.

3.4 Аналитический синтез структуры блоков ИС потребляемой мощности.

ВЫВОДЫ ПО

4. Метрологический анализ и метрологические характеристики ИС состояния процесса фрезерования.

4.1 Уравнение измерений в операторной форме.

4.2 Метрологический анализ характеристик ИС.

4.2.1 Определение погрешности измерения ФБ.

4.2.2 Определение погрешности временной согласованности измерений.

4.2.3 Определение динамической погрешности измерения.

4.3 Описание измерительного эксперимента. ВЫВОДЫ ПО

Актуальность темы. Во многих отраслях промышленности, которые связаны с производством или использованием режущего обрабатывающего инструмента, актуально необходим детальный анализ процесса обработки для получения таких важных характеристик как, например, оптимальные геометрические формы режущей кромки при разработке новых видов режущего инструмента, качество его изготовления, технологические режимы резания и.т.п. Актуальность данного анализа тем более обоснована потребностью в новых эффективных методах оценки состояния и анализа процесса работы производственного режущего инструмента для интенсификации и оптимизации процесса резания.

Существующие на сегодня методы измерения различных параметров процесса обработки металла связаны с набором экспериментальных данных и составлением нормированных карт, использование которых позволяет с некоторой достоверностью назначать режимы обработки, приближающиеся к оптимальным. Износ режущего инструмента определяют измерением его геометрических параметров. Развитие теории ограничивается сложностью многопараметрических функций процесса резания.

Для увеличения эффективности процесса фрезерования и повышения надежности режущего инструмента за последнее время проведено большое число исследований, которые относятся и к теории резания металлов, и к определению оптимальных параметров фрезерования. Однако эти исследования затрагивают лишь частные стороны данного процесса. Например, построенные математические модели процесса фрезерования не описывают функционирование полного спектра параметров процесса как системы, основу составляет лишь часть моделируемых параметров. Статистические методы жестко привязаны к конфигурации фрез и свойствам обрабатываемого материала. Измерительные системы анализа силовых характеристик процесса на основе тензометрических датчиков значительно ограничивают функциональные возможности оборудования, и находят применение лишь в лабораторных условиях.

Анализ результатов опубликованных научно-исследовательских работ позволяет сделать вывод о том, что процесс фрезерования является крайне сложным с точки зрения его геометрии, кинематики и динамики. Детальный анализ процесса фрезерования возможен только с использованием современных измерительных средств.

Измерительные средства позволяют получить представление о свойствах окружающих нас объектов. Они являются промежуточными звеньями, преобразующими информацию об объектах к виду, который мы способны воспринимать. Измерительные системы находят применение абсолютно во всех направлениях промышленности, науки и техники. Современные измерительные средства - информационно - измерительные системы (ИИС), представляют собой совокупность функционально объединенных измерительных, вычислительных и других вспомогательных средств, служащих для получения измерительной информации, ее преобразования, обработки с целью представления потребителю в требуемом виде, либо автоматического осуществления логических функций контроля, диагностики, идентификации.

Одно из центральных мест в теории проектирования измерительных систем занимает разработка методик построения ИС контроля состояния сложных объектов. Сложность такой задачи обусловлена многообразием технических состояний объекта и значительной степенью неопределенности их изменения. Для отдельных типов объектов разработаны модельные конструкции, позволяющие производить диагностику состояния объектов контроля (ОК) заданной сложности при условии полной аналитической определенности траектории их поведения. Принципиально важным, однако, является создание модели, отражающей общие основы построения и содержания математического описания объектов контроля произвольной природы.

Современные представления о проектировании сложных измерительно - вычислительных комплексов и систем основываются на сформированных в 80-е годы теоретических работах Иванова В.Н., Орнатского П.П., Крауса М и других исследователей. Предпосылкой появления этого направления измерительных систем (ИС) явилось бурное развитие процессорных измерительных систем, которые в отличие от своих предшественников имели в своем составе средства оперативного изменения алгоритма работы - перепрограммируемую память. Кроме того, измерительные процедуры стало возможным задавать в числовой форме в виде программы обработки измерительных данных.

Развитие вычислительной техники в настоящее время привело к тому, что наличие блока обработки измерительных данных в числовой форме на основе какого либо из классов процессоров является практически необходимым условием для зачисления измерительной системы в класс ИИС. Развитие теоретических исследований позволило выявить спецификацию требований для отнесения того или иного измерительного устройства к классу ИИС. Среди них можно отметить различные возможности изменения алгоритма измерений, как на основе априорной информации об объекте измерения, так и в процессе выполнения измерительной процедуры на основе предварительного анализа входных параметров. Сюда также относятся возможности самотестирования измерительных каналов и алгоритмов, для которых в настоящее время разработаны и утверждены международные стандарты и интерфейсы (например JTAG). Выбор параметров и/или алгоритма измерения может производиться как до непосредственного осуществления измерительной процедуры путем непосредственного выбора на основе априорных знаний, так и во время ее выполнения, подразумевая наличие в измерительной системе средств управления базами измерительных знаний.

Среди дополнительных требований можно выделить возможности связанные с использованием слабо формализованных, нечетких, экспертных знаний о предметной области (системы управления основанные на Fuzzy Logic), и средствах управления ими на основе теории принятия решений, с использованием аппарата нейронных сетей и т.п.

Методики проектирования измерительных систем находятся в процессе постоянного совершенствования. Среди наиболее перспективных направлений можно выделить ИИС с перестраиваемой аппаратной структурой как цифровых так и аналоговых измерительных каналов, использование баз измерительных процедур, более формализованное представление результатов измерений.

В проектировании ИИС существует несколько направлений. Это структурный, аналитический и структурно-аналитический методы проектирования. Вопросами создания методов синтеза и оптимизации систем занимались такие известные ученые, как: Бусленко Н.П., Шастова Г.А., Цветков Э.И., Муха Ю.П., Новоселов О.Н., Королева И.Ю. и др. Но существующие до сих пор ИИС использовались в основном для контроля состояния измеряемой системы, имеющей строго ограниченный набор параметров. Т.е. ИИС осуществляла функции контроля и управления каким-либо процессом (управление процессом адсорбции-десорбции, полетом самолета и.т.д.)

Анализ литературных данных показал отсутствие единой методики анализа процесса фрезерования, позволяющей исследовать компоненты процесса на различных уровнях детализации с необходимой степенью точности. Создание такой методики стало возможным при использовании сложной информационно-измерительной системы.

Цель и задачи работы. Конечной целью диссертационной работы является решение следующих вопросов по разработке методики проектирования сложной специализированной измерительной системы параметров процесса фрезерования в рамках адекватного математического аппарата:

- разработка подхода к проведению анализа структуры процесса фрезерования с точки зрения его представления фазовым пространством состояний;

- обоснование корректности использования математического аппарата теории категорий для представления процесса фрезерования;

- разработка метода представления категорий состояния и силовых проявлений процесса фрезерования;

- рассмотрение категориий состояния процесса фрезерования и силовых его проявлений как наиболее информативных отображений структуры процесса фрезерования;

- определение связи между категориями представления состояния системы и силовыми проявлениями процесса;

- разработка требований к ИС;

- разработка методики проектирования структуры ИС исходя из спецификации требований различных уровней;

- разработка специализированной измерительной системы процесса фрезерования;

- проведение измерительных экспериментов, показывающих адекватность измерительной системы процессу фрезерования.

Методы исследования; методы теории множеств, фазового пространства, теории категорий, структурные методы.

Новые научные результы работы заключаются в следующем:

- изложен подход к проведению анализа структуры компонент процесса фрезерования как объекта измерений с точки зрения его представления фазовым пространством состояний;

- обоснована корректность использования математического аппарата теории категорий для представления процесса фрезерования;

- разработан метод представления категорий состояния и силовых проявлений процесса фрезерования, позволяющий универсальным образом описывать компоненты процесса различной природы;

- рассмотрены категория состояния процесса фрезерования и категория силовых его проявлений как наиболее информативные структуры процесса фрезерования;

- связь между категориями представления состояния системы и силовыми проявлениями процесса в этом состоянии связаны функторными отображениями.

Практическая ценность работы заключается в том, что: ч, - разработаны требования к ИС, представляющие собой совокупность требований двух уровней;

- разработана методика проектирования структуры ИС исходя из спецификации требований первого уровня; с учетом спецификации требований второго уровня разработан функциональный состав блоков ИС;

- на основе методики разработана и реализована ИС исследования процесса фрезерования на горизонтальных фрезерных станках типа ГФ2171;

- разработана методика проведения метрологического анализа блоков и межблочных интерфейсов ИС по ее структуре, представленной в категорном виде;

- на основании проведенных измерительных экспериментов показана адекватность измеряемых параметров процессу фрезерования.

Основные положения выносимые на защиту:

- методика синтеза структурно-аналитической категории процесса фрезерования

- методика проектирования ИС процесса фрезерования

- методика метрологическиго анализа ИС комбинированным методом

Апробация работы. Основные положения и результаты работы докладывались и обсуждались:

- на IV Межвузовской конференции студентов и молодых ученых Волгоградской области (1-10 декабря 1998 г), г. Волгоград, ВолгГТУ;

- на VI Региональной конференции молодых исследователей Волгоградской области по направлению «Электронные устройства и системы» (13-16 ноября 2002 г), г. Волгоград, ВолгГТУ;

- на научных семинарах кафедры ВТ ВолгГТУ, 2000-2004 гг.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 5 печатных работ

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы, включающего 107 наименований.

В первой главе проводится анализ фазового пространства процесса лезвийной обработки металла, в частности, фрезерования, которое включает в себя многообразие фрез различной конструкции, применение разнообразных способов фрезерования и использование различных параметров обработки. Рассматриваются кинетические и геометрические особенности процесса. Динамика процесса фрезерования представлена силой резания, которая является проявлением сопротивления пластической деформации металла, деформации изгиба и ломания, и сил трения. Показано, что теоретическое уравнение силы резания для строгального резца является многомерной неупорядоченной зависимостью множества компонентов как объектов фрезерования, так и процессов, протекающих при обработке металла. Для представления процесса фрезерования в целом необходима его формализация как математической модели динамической системы, основанной на понятии состояния.

Проведен сравнительный обзор по различным методам изучения процесса фрезерования. Показано, что ни один из методов не описывает полностью особенности процесса фрезерования .

Проведенный анализ априорных представлений о процессе фрезерования позволяет сделать вывод о том, что задачам оценки процесса фрезерования и состояния инструмента в наибольшей степени отвечает оперативная информация о значениях динамических характеристик процесса резания.

В число характеристик, доступных для прямого измерения в промышленных условиях непосредственно в процессе обработки входит активная мощность потребляемая из сети приводом главного движения. Объединение всех характеристик процесса — геометрических, кинематических и динамических в связанную структуру позволит объединить результаты исследований различных процессов, сопровождающих процесс фрезерования. Это можно осуществить с помощью ИИС.

Для формализации процесса фрезерования в целом эту сложную многопараметрическую зависимость можно представить в виде фазового пространства представленного как совокупность кинематической, динамических и геометрических параметров процесса. Фазовое пространство X и оператор Т составляют математическую модель динамической системы.

В второй главе для описания правил функционирования и параметров процесса фрезерования и проектирования сложных специализированных ИС представлен адекватный математический аппарат (теория категорий и функторов) С ее помощью можно представить модель информационных потоков в виде жестко определенной структуры - категории.

Представлены базисные множества, описывающие процесс, дано категорное представления процесса фрезерования и силовые его проявления. В качестве объектов категории принято множество совокупностей значений сил, задействованных в процессе фрезерования. Морфизмы -переходы, образующие траекторию изменения значений силовых проявлений в соответствии с изменениями состояния ОК. Доказана связь этих категорий функторным отображением с дополнительно определенными свойствами гомоморфности.

Предложенный способ представления процесса фрезерования в виде структуры категорий позволил подойти к рассмотрению процесса формализовано с различных сторон с разной степенью детализации и изучению соответствующих свойств процесса фрезерования.

В третьей главе дается описание процесса разработки измерительной системы. Требования к разрабатываемой И С представлены в виде двух уровней. Первый - определяет совокупность структурных параметров измерительных каналов. В них определены принципы преобразования измеряемой величины в результат измерений. Второй - ряд метрологических характеристик блоков измерительной цепи. Структуру И С представляли в категорной форме. В соответствии с предъявленными требованиями выделены подсистемы измерения питающего напряжения, потребляемого тока и подсистемы синхронизации — определения положения привода главного движения.

Показано, что ИС состоит из трех измерительных каналов измерения напряжения, трех ИК измерения тока и одного синхронизирующего ИК, определяющего положение привода главного движения.

В четвертой главе проведен метрологический анализ ИС с целью определения соответствия погрешностей, возникающих в ходе измерений и подсистем и блоков ИС, осуществляющих соответствующие необходимые преобразования измеряемой величины и разработана методика проведения метрологического анализа структуры ИС.

После реализации ИС были проведены эксперименты с целью сбора экспериментальных данных на различных режимах работы фрезерного станка, проверена работоспособность измерительного оборудования в производственных условиях, выявлены зависимости измеряемого сигнала от режима работы станка.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ

1. Разработан метод представления процесса фрезерования в виде математической модели динамической системы, основанной на понятии состояния. Совокупность состояний представлено фазовым пространством состояний.

2. Фазовое пространство состояний процесса фрезерования представлено совокупностью базисных множеств. Выделены основные соотношения, связывающие компоненты базисных множеств.

3. Введены понятия категории состояния объекта измерений и категории силовых проявлений как наиболее информативные структуры процесса фрезерования. Связь между категориями представлена функторным отображением.

4. Разработана методика проектирования ИС ОИ на основе требований синтезированной категории силовых проявлений ОИ.

5. На основании категорного представления структуры ИС с учетом спецификации требований разработан функциональный состав блоков ИС.

6. Проведен аналитический синтез структуры блоков ИС. Реализована ИС.

7. Разработана методика метрологического анализа ИС комбинированным методом на основании категорной структуры ИС.

8. Проведен эксперимент, в результате которого установлена зависимость между типом обрабатывающего инструмента и результатами измерений.

9. На основании полученных экспериментальных данных показана их адекватность исследуемому процессу фрезерования для дисковой и концевой фрез.

1. Авдеюк, О.А. Категориальный подход к синтезу системных функций измерительного интерфейса /О.А. Авдеюк //Информационные технологии в науке, проектировании и производстве: тез. докл. всероссийской НТК-Нижний Новгород, 2000.-Ч.1. С. 22.

2. Авдеюк, О.А. Структурный метод проектирования аппаратного состава сложной информационно измерительной системы с заданными метрологическими характеристиками: дис. . канд. техн. наук /О.А. Авдеюк; ВолгГТУ- Волгоград, 2001. - 180с.

3. Антонович, В. М. Иерархическая организация передачи информации в нейронной телемедицинской информационно-измерительной сети. /В.М. Антонович, Ю.П. Муха //Биомедицинские технологии и радиоэлектроника. -2003.-№4.-С. 57-59.

4. Аршинов, В.А. Резание металлов и режущий инструмент /В.А. Аршинов, Г.А. Алексеев. М.: Машиностроение, 1976. - 439с.

5. Блюмберг, В.А. Справочник фрезеровщика /В.А. Блюмберг, Е.И. Зазерский. М.: Машиностроение, 1984. — 288 с.

6. Блюмберг, В.А. Пути повышения производительности при фрезеровании /В.А. Блюмберг. М.: Машиностроение, 1964. — Вып.8. —316с.

7. Бобров, В.Ф. Основы теории резания металлов /В.Ф. Бобров. — М.: Машиностроение, 1975. 344 с.

8. Брусакова, И. А. Достоверность результатов метрологического анализа: учеб пособие /И.А. Брусакова, Э.И. Цветков. СПб.: Изд-во СПбГЭТУ "ЛЭТИ", 2001.-120 с.

9. Букур, И. Введение в теорию категорий и функторов: пер. с англ. /И. Букур, А. Деляну. М.: Мир, 1972. -218с.

10. Бусленко, Н. П. Моделирование сложных систем /Н.П. Бусленко. -М.: Наука, 1978.-400 с.

11. Бычков, М. Современные электронные компоненты для электропривода /М. Бычков, Т. Ремизевич // Электронные компоненты. — 2002. -№6. С.85-90.

12. Вестник Метрологической Академии Северо-западного отделения. Вып. 1-6. Санкт-П.: Изд-во ВНИИМ им. Менделеева, 1998 - 2000.

13. Власов, С.Н. Устройство, наладка и обслуживание металлообрабатывающих станков и автоматических линий /С.Н. Власов, Г.М. Годович, Б.И. Черпаков. М.: Машиностроение, 1983. - 439с.

14. Герасимов, В.П. Электротехника /В.П. Герасимов. М.: Высшая школа, 1986.-458с.

15. Голдблатт, Р. Топосы. Категорный анализ логики /Р. Голдблатт. -М.: Мир, 1983.-494с.

16. ГОСТ 8437-81. Государственная система обеспечения единства измерений. Системы информационно-измерительные. Метрологическое обеспечение. Основные положения. -М., 1981. -20с.

17. ГОСТ 25672-83. Обработка резанием. Термины, определения и обозначения общих понятий. -М., 1983. -22с.

18. ГОСТ 9324-80. Фрезы червячные чистовые однозаходные для цилиндрических зубчатых колес с эвольвентным профилем. Технические условия. -М., 1980. -31с.

19. Грановский, Г.И. Резание металлов /Г.И. Грановский, В.Г. Грановский. М.: Высшая школа, 1985. - 304 с.

20. Гузенков, П.Г. Детали машин: учеб. для вузов /П.Г. Гузенков. 4-ое изд., испр. - М.: Высшая школа, 1986. - 359 с.

21. Еид Муса. Потенциальная точность измерительных автоматов /Еид Муса, Э.И. Цветков. СПб.: СЗО МА, 1999. - 80 с.

22. Жупанов, И.Ф. Исследование зубофрезерования колес с малыми числами зубьев червячными фрезами с прогрессивной схемой резания: дис. . канд. техн. наук/И.Ф. Жупанов; ВПИ. — Волгоград, 1978. -132с.

23. Журавлев, С.А. Основы фрезерования и режимы резания /С.А. Журавлев, А.Ш. Шифрин. — Д.: Машиностроение, 1964. 150 с.

24. Журавлин, Л.Г. Методы электрических измерений /Л.Г. Журавлин, М. Мариненко, Е.И. Семенов; под ред. Э.И. Цветкова. Л.: Энергоатомиздат, 1990.-310с.

25. Каверкин, И. Я. Анализ и синтез измерительных систем /И.Я. Каверкин, Э.И. Цветков. Л.: Энергия, 1974. — 156 с.

26. Калабеков, Б. А. Микропроцессоры и их применение в системах передачи и обработки сигналов /Б.А. Калабеков. М.: Радио и связь, 1988. — 368 с.

27. Коган, Г.И. Повышение производительности зубофрезерных станков /Г.И. Коган. М.: Машгиз, 1949. - 244 с.

28. Королева, И.Ю. Разработка и исследование структурно-аналитического метода проектирования систем управления и измерения: дис. . канд. техн. наук/И.Ю. Королева; ВолгГТУ —Волгоград, 2002. —180с.

29. Королева, И.Ю. Общий алгоритм структурно-аналитического проектирования /И.Ю. Королева, Ю.П. Муха //Вопросы физической метрологии: вестник Поволжского отделения метрологической академии России. Волгоград, 2001. - С. 23-30.

30. Косовский, В. Л. Справочник молодого фрезеровщика /В. Л. Косовский. — М.: Высшая школа, 1985. — 240 с.

31. Краус, М. Измерительные информационные системы: пер. с нем. /М. Краус, Э. Вошни; под ред. Я.В. Малкова М.: Мир, 1975. - 310 с.

32. Кувшинский, В.В. Фрезерование /В.В. Кувшинский. — М.: Машиностроение, 1977. 240с.

33. Курин, А.А. Стойкостные исследования червячно модульных фрез с вершиной зуба, очерченной по дуге окружности: дис. . канд. техн. наук /А.А. Курин; ВолгГТУ. - Волгоград, 2002. -143с.

34. Лазарев, И. А. Композиционное проектирование сложных агрегативных систем /И.А. Лазарев. М.: Радио и связь, 1986. - 312 с.

35. Левич, А. П. Категорно-функторное моделирование естественных систем /А.П. Левич, А.В. Соловьев //Анализ систем на пороге XXI века. — М., 1997.-С. 66-78.

36. Лосев, С.А. Многоинструментальная обработка фрезерованием /С.А. Лосев. Л.: Машиностроение, 1965. - 121с.

37. Математическая энциклопедия. Т.1. — М.: Советская энциклопедия, 1977. 670с.

38. Максименков, А. В. Основы проектирования информационно-вычислительных систем и сетей ЭВМ /А.В. Максименков, М.Л. Селезнев. — М.: Радио и связь, 1991. 235с.

39. Медведицков, С.Н. Высокопроизводительное зубонарезание фрезами /С.Н. Медведицков. М.: Машиностроение, 1981. - 104с.

40. Медведицков, С.Н. Исследования стойкости зуборезного инструмента: Отчет о НИР. /ВМИ, ВГТЗ Волгоград, 1963. - 104 с.

41. Мельников, А.В. Теоретические и экспериментальные основы назначения радиуса закругления головки зуба быстрорежущих червячно-модульных фрез: дис. . канд. техн. наук /А.В. Мельников; ВолгГТУ. — Волгоград, 2001. -121с.

42. Муха, Ю.П. Алгебраический подход к проектированию измерительных систем /Ю.П. Муха, О. А. Авдеюк //Компьютерные технологии в науке, проектировании и производстве: тезисы доклада на 2 всероссийской НТК, Нижний Новгород, 2000. -4.10. С.З.

43. Муха Ю. П. Алгебраическая теория синтеза сложных систем: монография /Ю.П. Муха, О.А. Авдеюк, И.Ю. Королева; ВолгГТУ. — Волгоград, 2003. 320с.

44. Муха, Ю.П. Конспект лекций по основам системотехники: учеб. пособие /Ю.П. Муха; ВолгГТУ. Волгоград, 1996. -36с.

45. Муха, Ю.П. Теория переменных экстремальных структур. 1. Топология экстремальных множеств/ Ю.П. Муха //Кибернетика. — 1986. — №2.-С. 102-105.

46. Муха, Ю.П. Теория переменных экстремальных структур. 2. Графовый анализ экстремальных структур/ Ю.П. Муха //Кибернетика. — 1986, №6. -С.80-83,97.

47. Муха, Ю.П. Структурные методы в проектировании сложных систем. Ч I: уч. пособие /Ю.П. Муха; Волгоград, политехнический ин-т. — 1992.-80с.

48. Муха, Ю.П. Структурные методы в проектировании сложных систем. Ч II: уч. пособие /Ю.П. Муха; Волгоград, политехнический ин-т. — 1992.-85с.

49. Муха, Ю.П. Измерительные системы контроля состояния режущего инструмента /Ю.П. Муха, А.Н. Шпак //Научно-технический сборник Поволжского отделения метрологической академии России. — 2004. — С.39.

50. Назаров, Н.Г. Измерения: планирование и обработка результатов /Н.Г. Назаров М.: ИПК изд-во стандартов, 2000. -304 с.

51. Назаров, Н.Г. Планирование измерений при экспериментальной оценке условия их единства /Н.Г. Назаров //Измерительная техника. -2000. -№2. -С.20-25.

52. Неймарк, Ю.И. Метод точечных отображений в теории нелинейных колебаний /Ю.И. Неймарк. -М.: Наука, 1972. -61с.

53. Новицкий, А.С. Система исследования периодических сигналов в промышленности на основе метода вейвлет-анализа /А.С. Новицкий, А.Н. Шпак //Успехи современной радиоэлектроники. —2002. -№8. С.59-62.

54. Новицкий, П. В. Оценка погрешности результатов измерений /П.В. Новицкий, И.А. Зограф 2-е изд., перераб. и доп. - Л. : Энергоатомиздат, Ленинг. отд-е, 1991. - 304 с.

55. Норенков, И.П. Введение в автоматизированное проек-тирование технических устройств и систем: учеб. пособие для втузов — 2-е изд., перераб. и доп. М.: Высш. шк., 1986. - 304с.

56. Нормативы режимов резания и времени на механическую обработку деталей на станках с ПУ. М.: НИАТ, 1983. - 192 с.

57. Общемашиностроительные нормативы режимов резания для многоцелевых станков фрезерно-сверлильно-расточной группы. — М.: ВНИТЭМР, 1986. 158 с.

58. Общемашиностроительные нормативы режимов резания для обработки концевыми фрезами на станках с ЧПУ. Временные. — М.: НИИмаш, 1980.-69 с.

59. Общие машиностроительные нормативы времени и режимов резания для нормирования работ, выполняемых на универсальных и многоцелевых станках с числовым программным управлением. Нормативы режимов резания. Т.2. М.: Экономика, 1990. - 472 с.

60. Орнатский, П.П. Теоретические основы информационно-измерительной техники /П.П. Орнатский-Киев: Высшая школа, 1983. -86с.

61. Орнатский, П.П. Интелектулаьные измерительные комплексы /П.П. Орнатский, Ю.М.Туз // Приборы и системы управления.-1989.-№7. -С.15-16.

62. Плотицин, В.Г. Технология фрезерных работ /В.Г. Плотицин. — М.: Машиностроение, 1964. Вып. 4. -98с.

63. Проников, А.С. Расчет и конструирование металлорежущих станков /А.С. Проников. Изд. 2-ое. -М.: Высшая школа, 1968. -431с.

64. Романов, В. Н. Интеллектуальные средства измерений /В.Н. Романов, B.C. Соболев, Э.И. Цветков. М.: Татьянин день, 1994. - 280 с.

65. Сандлер, А.С. Электропривод и автоматизация металлорежущих станков: учеб. пособие для вузов /А.С. Сандлер. -М.: Высшая школа, 1972. — 440с.

66. Сенькин, Е.Н. Основы теории и практики фрезерования материалов/ Е.Н. Сенькин, В.Ф. Истомин, С.А. Журавлев. Д.: Машиностроение, 1989. — 104с.

67. Сергиевский, Л.В. Наладка, регулировка и испытание станков с программным управлением /Л.В. Сергиевский. М.: Машиностроение, 1974. -299с.

68. Смольников, Н.Я. Высокопроизводительное фрезерование фасонными и двуугловыми фрезами новыми схемами резания: дис. . докт. техн. наук /Н.Я. Смольников; ВолгГТУ. Волгоград, 1992. -168с.

69. Справочник конструктора-инструментальщика /под общ. ред. В.И. Баранчикова. — М.: Машиностроение, 1994. — 560 с.

70. Справочник конструктора-инструментальщика /ред. В.П. Шатин, Ю.В. Шатин. — М.: Машиностроение, 1975. — 456с.

71. Справочник по обработке металлов резанием /ред. Ф.Н. Абрамов и др. Киев.: Техника, 1983. -239с.

72. Справочник фрезеровщика /ред. М.Ю. Пикус, И.М. Пикус Минск: Высшая школа, 1975. -304с.

73. Токарев, В.В. Имитационная математическая модель геометрических параметров процесса червячного зубофрезерования. Метрологические аспекты и алгоритмическое обеспечение: дис. . канд. техн. наук /В.В. Токарев; ВолгГТУ. Волгоград, 1998. -210с.

74. Трифонов, О.Н. Приводы автоматизированного оборудования /О.Н. Трифонов, В.И. Иванов, Г.О. Трифонова. -М.: Машиностроение, 1991.-336с.

75. Хоровиц, П. Искусство схемотехники. В 2 т. Т.1: пер. с англ./ П.Хоровиц, У. Хилл. изд. 3-е, стереотип. - М.: Мир, 1986. - 598с.

76. Хоровиц, П. Искусство схемотехники. В 3 т. Т. 2 /П. Хоровиц, У. Хилл. М.: Мир, 1993. - 371с.

77. Цапенко, М. П. Измерительные информационные системы /М.П. Цапенко.-М.: Энергоатомиздат, 1985. — 440 с.

78. Цветков, Э. И. Алгоритмические основы измерений /Э.И. Цветков. -Д.: Энергоатомиздат, 1992. — 320 с.

79. Цветков, Э.И. Основы математической метрологии. Часть 1, 2, 3, 4, 5 /Э.И. Цветков.- Спб., 2001.-320с.

80. Цветков, Э. И. Основы теории статистических измерений /Э.И. Цветков. Л.: Энергия, 1979.-288с.

81. Цветков, Э. И. Процессорные измерительные средства /Э.И. Цветков.- JL: Энергоатомиздат, 1989. -224 с.

82. Четвериков, С.С. Металлорежущие инструменты (проектирование и производство) /С.С. Четвериков.-Изд. 5-ое. М.: Высшая школа, 1965. —728с.

83. Шпак, А.Н. Применение современных микроконтроллеров в измерительно вычислительных и управляющих системах /А.Н. Шпак, Ю.П. Муха //VI Региональная конференция молодых исследователей Волгоградской области: тез. докл.— Волгоград, 2001. — С. 186-188.

84. Шпак А.Н. Система сопряжения ПК IBM PC и фрезерного станка с ЧПУ/ А.Н. Шпак, Ю.П. Муха //IV Межвузовская конференции студентов и молодых ученых Волгоградской области: тез. докл. — Волгоград, 1998.- С. 219-221.

85. ADS7835 12-bit, high-speed, low power sampling, ADC. Электронный ресурс.- [2003]. Режим доступа: http://www.burr-brown.com.

86. AVR Microcontroller with 2K Bytes of In-System Programmable Flash. Электронный ресурс.- [2004]. Режим доступа: http://www.atmel.com/dyn/resources/proddocmnents/DOC0839.PDF

87. Bodo Pareigis. Categories and functors / Bodo Pareigis /University of Munich, Germany. -New York, 1970. -56c.

88. Cadserver Resource. Электронный ресурс.- [2004]. Режим доступа: http://www.cadserver.co.uky

89. Fallbohmer, P. High-speed machining of cast iron and alloy steels for die and mold manufacturing /Р. Fallbohmer, C.A. Rodrigues, T. Ozel //Journal of Materials Processing Technology. Электронный ресурс.— [2004]. Режим доступа: www.slsever.com.

90. Fokkinga, М.М. A Gentle Introduction to Category Theory. The calculational approach /М.М. Fokkinga /University of Twente. — 1992. 80c.

91. Georgescu, I. A. Categorial approach to knowledge-based systems Я.А. Georgescu //Computers and Artical Intelligence. 1984. - V.3. - C.105-113.

92. Introduction to Modern Manufacturing. Электронный ресурс.- [2004]. Режим доступа: http://class.et.byu.edu/mfgl30.

93. Machine Tool Aglie Manufacturing Research Institute. EMSIM Tutorial. Электронный ресурс.- [2004]. Режим доступа: http://mtamri.me.uiuc.edu/testbeds/testbed.intro.html.

94. Manufacturing Education Page. Электронный ресурс.- [2004]. — Режим доступа: http://www.mfg.mtu.edu/marc/primers/index.html.

95. Manufacturing PURDUE University Resource. Электронный ресурс.— [2004]. Режим доступа: http://widget.ecn.purdue.edu/~simlink/main.html.

96. Meshing with Gears. Электронный ресурс.- [2004]. Режим доступа: http://www.communitypc.com/index.html.

97. Michael, Barr. Toposes, Triples and Theories, version 1.1 7 November 2002, Электронный ресурс. / Michael Barr, Charles Wells [2004]. - Режим доступа: http://www.cwru.edu/artsci/math/wells/pub/ttt.html.

98. Michael, Barr. Toposes, Triples and Theories, version 1.1 7 November 2002, Электронный ресурс. / Michael Barr, Charles Wells [2004]. - Режим доступа: http://www.cwru.edu/artsci/math/wells/pub/ttt.html.

99. Dr. Steve Easterbrook Category theory for beginners. Электронный ресурс.- [2004]. Режим доступа: http://www.cs.toronto.edu/~sme/presentations/catl 01 .pdf.

100. Society of Manufacturing Engineers. Электронный ресурс.- [2004]. -Режим доступа: http://www.sme.org.

101. Tugrul Ozel. Determination of workpiece flow stress and friction at the chip-tool contact for high-speed cutting / Tugrul Ozel, Taylan Altan //Machine tools & manufacture. 1999. - 56c.

102. Tugrul Ozel. Modeling of Hard Part Machining: Effect of Insert Edge Preparation in CBN Cutting Tools / Tugrul Ozel //Journal of Materials Processing Technology. 2002. - 72c.

103. Zorev N.N. Inter-relationship between shear processes occurring along tool face and shear plane in metal cutting /N.N. Zorev //International Research in Production Engineering ASME. -New York, 1963. -C.42-49.