автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.06, диссертация на тему:Совершенствование средств активного многопараметрового контроля для систем мониторинга шлифовальной обработки деталей подшипников

На правах рукописи

КАРПЕЕВА Елена Владимировна

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ СРЕДСТВ АКТИВНОГО МНОГОПАРАМЕТРОВОГО КОНТРОЛЯ ДЛЯ СИСТЕМЫ МОНИТОРИНГА ШЛИФОВАЛЬНОЙ ОБРАБОТКИ ДЕТАЛЕЙ ПОДШИПНИКОВ

Специальность 05.13.06 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами (в машиностроении)

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Саратов 2004

Работа выполнена в Саратовском государственном техническом университете

Научный руководитель - доктор технических наук, профессор

Игнатьев Александр Анатольевич

Официальные оппоненты - доктор технических наук, профессор

Кушников Вадим Алексеевич

кандидат технических наук Иващенко Владимир Андреевич

Ведущая организация - ОАО «Саратовский подшипниковый завод»

Защита состоится 12 мая 2004 г. в 12 часов на заседании диссертационного совета Д 212.242.02 в Саратовском государственном техническом университете по адресу: 410054, г. Саратов, ул. Политехническая, 77, ауд. 319.

С диссертацией можно ознакомиться в научно-технической библиотеке Саратовского государственного технического университета.

Автореферат разослан апреля 2004 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

Игнатьев А.А.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Эксплуатационная надежность подшипников и затраты на их изготовление в значительной степени определяются шлифовальной обработкой колец подшипников, в ходе которой в основном формируются точность размеров и качество поверхностного слоя. В работах Д.Г. Евсеева, A3. Королева, Е.Н. Маслова, С.Г. Редько, А.Н. Резникова, А.Н. Сальникова и других ученых установлены основные закономерности формирования физико-механических свойств поверхностного слоя при шлифовании. Особенностью изготовления колец является сочетание напряженных режимов резания, малых припусков и требований обеспечения высокой точности и стабильности свойств поверхностей качения. Управление такого рода технологическими процессами на современном уровне требует совершенствования активного контроля и внедрения системы мониторинга технологических процессов.

Вопросы управления шлифованием на основе методов активного контроля размеров рассмотрены в работах С.С. Волосова, З.Ш. Гейлера, В.Н. Михелькевича, М.М. Тверского, В.Д. Эльянова и других исследователей.

Организация мониторинга технологического процесса рассматривалась в работах Н.К. Салениекса, А.В. Пуша, В.Л. Заковоротного и других ученых. В работах Б.МБржозовского, А.А. Игнатьева рассмотрен мониторинг процесса шлифования, направленный на обеспечение стабильной обработки деталей подшипников с заданным качеством.

Однако в настоящее время недостаточно полно определен набор функциональных возможностей приборов активного контроля (АК), не рассмотрено включение приборов АК в систему мониторинга.

Актуальными задачами являются разработка алгоритма управления процессом шлифования средствами активного контроля с несколькими информативными параметрами и методики мониторинга технологического процесса по результатам активного контроля и контроля неоднородности поверхностного слоя, а также экспериментальное исследование процессов в станке при шлифовании и проверка метода управления шлифованием на основе активного контроля, интегрированного в систему мониторинга.

Цель работы - совершенствование средств активного контроля шлифовальной обработки колец подшипников на основе увеличения числа информативных параметров и интегрирования средств активного контроля в систему мониторинга технологического процесса для повышения качества обработки и производительности технологического оборудования.

Методы и средства исследований направлены на обоснование метода активного контроля процесса шлифования колец подшипников с дополнительными информационными параметрами. Теоретические исследования основаны на методах теории автоматического управления и динамики станков, включая математическое и компьют шеба-

' >ос. нАцвоД^гмаи» [ БНБЛПСТГЗ I

ЬПтО ОЭ К»

тельных процессов в динамической системе шлифовального станка и динамики съема припуска. Экспериментальные исследования проводились с использованием модернизированного прибора активного контроля, специально изготовленного измерительного комплекса для синхронной записи текущего припуска и огибающей вибрации жесткой опоры, системы автоматизированного вихретокового контроля ПВК-2М, приборов ВШВ-003М2 для измерения вибрации узлов шлифовальных станков. Обработка результатов измерений осуществлялась с помощью программного обеспечения MathLab и Excel. Эксперименты проводились в производственных условиях в ОАО «Саратовский подшипниковый завод».

Научная новизна работы заключается в следующем:

1. Разработан метод управления процессом шлифования дорожек качения колец подшипников на основе активного контроля по скорости съема припуска и уровню вибраций жесткой опоры кольца, интегрированного в систему мониторинга технологического процесса, включающую автоматизированный вихретоковый контроль поверхностей качения и контроль виброакустических характеристик станка

2. Построена модель процессов в динамической системе станка в виде передаточной функции, учитывающая колебательные процессы в упругой системе и износ абразивного круга и позволяющая осуществить компьютерное моделирование спектра вибраций и съема текущего припуска.

3. Обоснован принцип построения прибора активного многопарамет-рового контроля шлифованием с ограничением подачи по скорости съема припуска и уровню вибраций, основанный на идентификации процесса обработки по характеристикам спектра колебаний, огибающей вибрации и кривой съема припуска.

Практическая ценность и реализация результатов работы. Обоснован выбор дополнительных параметров для усовершенствованного микропроцессорного прибора активного контроля, разработана функциональная схема прибора, модернизирован алгоритм управления процессом шлифования колец подшипников и усовершенствована методика мониторинга технологического процесса, включающего информацию с прибора активного контроля. Результаты работы использованы в рамках программы разработки и внедрения специальных технических средств совершенствования системы обеспечения качества, действующей в ОАО «Саратовский подшипниковый завод». Результаты исследований положены в основу разработки микропроцессорных приборов активного контроля в НПЦ «СТО-МА» ФГУП НПП «Алмаз» (г.Саратов) и совершенствования системы мониторинга в соответствии с Комплексным планом развития ОАО «Саратовский подшипниковый завод» на 2004 г.

Апробация работы. Основные положения работы докладывались на Всероссийской конференции «Компьютерные технологии в науке, проектирование и производстве (Н. Новгород, 2000 г.), Международных науч-

но-технических конференциях «Процессы абразивной обработки, абразивные инструменты и материалы »(Волжский, 2002-2003 гг.), Всероссийской конференции «Современные технологии в машиностроении» (Пенза, 2003 г.), а также на заседагамх кафедры «Автоматизация и управление технологическими процессами» СГТУ в 2001-2004 гг.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 13 работ.

Структура и объем работы. Диссертация состоит га введения, четырех глав, заключения, списка использованной литературы из 153 наименований и 2 приложений. Содержит 151 страницу основного текста, 50 рисунков, 5 таблиц.

СОДЕРЖАНИЕРАБОТЫ

Во введении обосновывается актуальность темы, сформулированы цель и научная новизна работы, представлены основные научные положения и результаты работы, выносимые на защиту.

В первой главе проведен анализ современного состояния автоматического управления шлифованием, в том числе методов и средств активного контроля шлифования прецизионных деталей и методов мониторинга технологических процессов шлифовальной обработки. Известно применение в серийных зарубежных приборах активного контроля измерительного канала текущего припуска и его производной в комплексе с каналом измерения вибраций. По каналу измерения вибраций отслеживаются момент касания круга и детали при быстром подводе и возможные аварийные ситуации, связанные с недопустимым нарастанием сил резания при шлифовании и при правке круга. Рассмотрено применение измерения вибрации шлифовального оборудования и измерения остаточной неоднородности поверхностного слоя колец вихретоковым методом с целью осуществления мониторинга шлифовальной обработки. На этой измерительной информации основана действующая в ОАО «СПЗ» система мониторинга технологического процесса.

Совершенствование приборов активного контроля и их интегрирование в систему мониторинга предполагает решение ряда задач, направленных на повышение качества шлифования колец и производительности:

- разработка методики мониторинга технологического процесса по результатам активного контроля и неоднородности поверхностного слоя;

- разработка алгоритма управления технологическим процессом шлифовальной обработки деталей подшипников по текущему припуску и вибрации жесткой опоры;

- экспериментальное выявление закономерностей в динамике съема припуска и вибрационной активности узлов шлифовального станка и процесса резания;

- экспериментальная проверка эффективности способа управления шлифовальной обработкой на основе активного контроля, интегрированного в действующую систему мониторинга шлифовальной обработки.

Во второй главе рассмотрена организация мониторинга процесса шлифования колец подшипников с применением многопараметрового АК. На основе системного подхода сделан вывод о возможности повышения эффективности шлифовальной обработки за счет усовершенствования управления ТП путем интегрирования активного контроля в систему мониторинга, как показано на рис.1, выбраны информационные параметры для управления шлифованием в реальном времени и по результатам мониторинга. Эффективность активного контроля повышается за счет увеличения числа контролируемых параметров режима обработки, а статистические данные о технологическом процессе при минимальных затратах на сбор и обработку информации получены путем включения в систему автоматизированного мониторинга, основанного на контроле остаточной неоднородности поверхностного слоя прошлифованных деталей, информационного потока системы автоматического управления шлифовальным станком (активного контроля).

Получено выражение для передаточной функции процесса резания как отношение силы резания и скорости подачи в виде

(1)

Обобщенная структурная схема процесса врезного шлифования показана на рис.2. Следует отметить, что вместо измерения Хд(0 их^' на станке целесообразно зарегистрировать колебания на опоре кольца при обра, характер которых в значительной степени определяется именно изменением силы резания:

. . [Г.М + УЛрЯРЛР) 12]

Сила резания зависит от ряда параметров, значения которых изменяются в процессе обработки кольца, а именно:

Р, =

'Ь"V.

(3)

Повышение амплитуды вибраций по мере увеличения ширины резания подтверждается моделированием спектров колебаний на опоре кольца по формулам (1) - (3) с помощью программного продукта МаШЬаЬ 5.3. На рис.3 четко видно увеличение амплитуды составляющих спектра на частотах 1-3 кГц, соответствующих вибрациям ШУ круга и кольца. Вид теоретических спектров качественно соответствует экспериментальным спектрам, полученным на станках ЛвЬ-50 (рис.4).

Контроль качества заготовок

Шлифовальный автомат

Принятие решения об обеспечении качества заготовок

Управление процессом шлифования

Л

Многопараметровый

активный контроль

¡.Уровень вибрации ]. Текущий припуск

З.Спекмр вибрации ¿.Скорость

3Момент касания изменения припуска

Отклонения режимов обработай

Отклонения геометрических параметров

Отклонения физико-механических свойств поверхностного слоя

4

Мониторинг процесса шлифования

Рис. 1. Многопараметровый активный контроль, интегрированный в систему мониторинга

Передаточная функция ДС под управлением прибора АК с каналами контроля припуска, скорости изменения припуска и вибрации жесткой опоры кольца получена в виде:

ркр{р)

(4)

где - передаточная функция цепи обратной связи по вибрации, а

_АУ„

др.

передаточная функция формообразующей системы по виб-

рации, генерируемой процессом резания и несбалансированными вращающимися массами; И^Др)- передаточная функция формообразующей

системы по перемещению; ^осо(р) - передаточная функция цепи обратной связи по перемещению режущей кромки круга в направлении поперечной подачи; №р (р) - передаточная функция процесса резания по скорости перемещения режущей кромки круга в направлении поперечной подачи.

Зная значения параметров динамической системы и задавая закон управления; можно, используя формулу (4), вычислить график изменения припуска. Подбор коэффициентов, входящих в формулы для вычисления передаточных функций, в формулы для численного моделирования и в формулы для управления шлифованием, целесообразно производить на основе обучающего эксперимента путем достижения необходимого подобия экспериментальных графиков и графиков, полученных при численном моделировании. При расчете графика глубины шлифования (скорости съема припуска) требуется учет дополнительных факторов: переменной ширины шлифования, связанной с неравномерностью припуска, и нелинейной зависимости силы резания от глубины.шлифования. На рис.5 изображены реальный и расчетный графики изменения скорости съема припуска по припуску. Условия моделирования, при которых расчетные и реальные графики максимально совпадают, являются адекватной количественной характеристикой процесса обработки и могут быть использованы для оперативного и статистического управления шлифованием.

экспериментальный расчетный

Рис. 5. Графики изменения скорости съема припуска по припуску

Третья глава отражает экспериментальные исследования информативности параметров, используемых для активного контроля процесса шлифования.

Первая часть экспериментальных исследований направлена на выявление связи вибрации с формой припуска и режущей способностью круга Измерение вибрации осуществлялось прибором ВШВ-003, подключенным к компьютеру типа «ноутбук» с программой записи и анализа вибраций Spectra Lab.

На рис.6 приведена запись вибрации жесткой опоры кольца на первой шлифовальной операции, когда припуск наиболее неравномерен как в осевом, так и в радиальном сечениях заготовок. В начале шлифования -

всплески вибрации с частотой вращения детали, связанные с эксцентриситетом припуска, затем всплески с удвоенной частотой, связанные с овальностью поверхности заготовки. На рис.7 показаны спектр вибрации жесткой опоры, передаваемой от шпинделей круга и изделия на холостом ходу, и спектр вибрации при шлифовании, в котором доминируют собственная частота колебаний детали и колебания, генерируемые шпинделем шлифовального круга Другими экспериментами подтверждено, что уменьшение режущей способности круга при шлифовании некоторого количества колец без правки круга приводит к увеличению вибрации и сопровождается резким ростом неоднородности поверхностного слоя, выявляемой вихре-токовым методом.

Связь вибрации, динамики съема припуска и неоднородности поверхностного слоя изучалась с помощью специального измерительного комплекса, содержащего прибор вихретокового контроля ПВК-К2М (зарегистрированный в Государственном реестре средств измерения под №2607903), прибор активного контроля «Элекон-ЗМ» и измеритель вибрации ВШВ-003. Специальное программное обеспечение позволяет вести синхронную запись текущего припуска и огибающей вибрации, а также выявлять периодические составляющие в неоднородности поверхностного слоя. На рис.8 приведены экспериментальные графики текущего припуска, скорости его изменения, огибающей вибрации жесткой опоры и график периодической неоднородности физико-механических свойств поверхностного слоя. Такие измерения выполнены при обработке различных поверхностей наружных и внутренних колец на станках

АСЬ-125, АСЬ-315 и других широко применяемых в подшигашковой промышленности. В полученном экспериментальном материале с точки зрения активного контроля и мониторинга находят отражение следующие закономерности процесса шлифования: в момент касания круга и детали генерируются вибрации, однозначно связанные с началом процесса резания;

на холостом ходу станка в вибросигнале присутствует составляющая с частотой вращения круга; на предварительной подаче вибрации плавно нарастают с увеличением ширины шлифования и скорости съема припуска; скорость съема припуска плавно нарастает по мере съема припуска и зависит от формы припуска и режущей способности круга, при этом величина упругой деформации формообразующей системы соизмерима с припуском на обработку; существует выраженное подобие формы огибающей вибрации и графика скорости съема припуска. В работе приведен пример зависимости глубины дефектного слоя от скорости съема припуска для станка модели SIW-3B при предварительном шлифовании дорожек качения наружных колец подшипника № 308. Для данного примера при припуске 30 мкм скорость съема припуска не должна превышать 40 мкм/с, а для 10 мкм -15 мкм/с.

Тмуцйврмуи Свраяьпмциуда

ф ---------

- - 33=

Л ОпАяфявфпр! мспой сюру Неоднородность поверхностного ело»

Рч. -т

1« • +- 4 1

Рис. 8. Параметры оценки состояния технологического оборудования в системе мониторинга технологического процесса с усовершенствованным прибором активного контроля

Результаты комплексных измерений показывают, что анализ изменения огибающей вибрации с учетом отклонешй скорости съема припуска и однородности поверхностного слоя позволяет однозначно судить о причинах отклонений ТП от оптимального и позволяет вырабатывать адекватные управляющие воздействия на него, как в режиме реального времени, так и путем мониторинга ТП.

В четвертой главе рассматривается реализация управления шлифованием колец подшипников с применением активного и вихретокового контроля. Применение активного контроля в качестве информационного канала системы мониторинга в комплексе с автоматизированным вихрето-ковым контролем физико-механических свойств поверхностного слоя шлифованных деталей не просто увеличивает объем информации о ТП, а позволяет получить новое качество - автоматизацию мониторинга. Кроме

того, дополнительная измерительная информация и микропроцессорная обработка сигналов позволяют повысить эффективность управления шлифованием в реальном времени. Для получения максимального эффекта от системы мониторинга технологических процессов она должна быть составной частью заводской системы управления качеством продукции.

Для практической реализации результатов работы разработаны алгоритм управления шлифованием, функциональная схема прибора АК и методика автоматизированного мониторинга, развивающая действующую в ОАО «СТО» методику мониторинга, основанную на вихретоковом контроле неоднородности поверхностного слоя обработанных деталей, путем включения в систему мониторинга информационного потока приборов активного контроля шлифовальной обработки.

Алгоритм управления шлифованием предусматривает идентификацию динамического состояния технологической системы по графику съема припуска и огибающей вибрации жесткой опоры, затем формирование в процессе обработки рационального графика съема припуска с учетом ограничений, накладываемых на крутизну спада скорости съема припуска на заключительном этапе обработки. Максимально допускаемая крутизна спада скорости съема припуска зависит от глубины измененного при шлифовании поверхностного слоя и определяется с помощью вихретокового контроля.

Функциональная схема прибора активного микропроцессорного контроля (ПАМК) направлена на реализацию алгоритма управления и формирование сообщений в систему мониторинга о параметрах ТП. На рис. 9 показана функциональная схема, предусматривающая передачу через сборщик данных информации о режиме обработки детали (динамики изменения припуска и вибрации) в файл результатов вихретокового контроля этой детали для совместного анализа результатов измерений и автоматического принятия решений о качестве деталей и процесса обработки.

Разработана методика автоматизированного мониторинга, включающая выборочный контроль деталей и циклов обработки с оценкой состояния ТП по остаточной периодической и локальной неоднородности поверхностного слоя деталей и оценкой динамического состояния станка по вибрациям. Методика отличается тем, что дополнительно контролируют динамику съема припуска по графикам текущего припуска и скорости его изменения. Также дополнительно контролируют динамику изменения вибраций по графику огибающей вибрации жесткой опоры обрабатываемой детали. Динамическое состояние станка контролируется путем анализа спектра вибрации жесткой опоры в перерывах между шлифованием отдельных деталей, т.к. в это время в спектре вибраций содержится информация о качестве работы шпинделей круга и изделия. Отличает разработанную методику также то, что все данные для системы мониторинга формируются автоматически, без участия человека, за счет расширения

Рис. 9. Функциональная схема системы управления станком с прибором активного контроля с каналом мониторинга

функций ПАМК Результаты применения методики позволили в 2003 г. в цехе прецизионных подшипников №26 реализовать ряд органгоационно -технических мероприятий, обеспечивающих оптимизацию режимов обработки, регулярный контроль технического состояния станков и объективный контроль качества деталей, что способствовало снижению брака по шлифовальным прижогам поверхностей дорожек качения на 60% и повышению эффективности производства на 30 %.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

1. Анализ научно-технической информации по вопросу обеспечения качества шлифовальной обработки колец подшипников показал недостаточную эффективность существующих методов управления технологическим процессом и позволил обосновать целесообразность совершенствования активного контроля на основе увеличения числа контролируемых параметров и интегрирования его в систему мониторинга, что способствует повышению качества обработки и производительности технологического оборудования.

2. На основе системного подхода к организации мощггоринга шлифовальной обработки деталей подшипников выявлен комплекс дополнительных информационных параметров о технологическом процессе: динамика съема припуска, огибающая и спектр вибрации жесткой опоры, локальная и периодическая неоднородность поверхностного слоя обработанных колец, причем существенно важной является автоматизация измерений и обработки измерительной информации.

3. Разработан метод управления шлифованием дорожек качения колец подшипников на основе многопараметрового активного контроля, реализующего две функции, первая из которых связана с управлением в реальном времени по скорости съема припуска и уровню вибраций жесткой опоры, а вторая - с формированием информации о режиме обработки и состоянии технологического оборудования для системы мониторинга.

4. Построенная динамическая модель процесса шлифования в виде передаточной функции позволяет осуществить, во-первых, моделирование спектров виброакустических колебаний, регистрируемых на жесткой опоре кольца, с выделением ряда спектральных составляющих в качестве информативных для прибора многопараметрового активного контроля, во-вторых, кохмпьютерное моделирование динамики съема припуска для реализации управления циклом обработки в соответствии с необходимым законом скорости съема припуска.

5. Экспериментальное исследование процессов шлифования колец с активным контролем позволило обосновать выбор контролируемых параметров, наиболее полно отражающих связь режимов обработки с качеством поверхностного слоя дорожек качения, как важнейшей характеристики качества деталей, и установить ограничения на их значение (при припуске

30 мкм скорость съема припуска не должна превышать 40 мкм/с, а уровень вибрации на опоре кольца - не более 700 отн. ед.).

6. Апробация в производственных условиях измерительного комплекса, включающего прибор активного контроля «Элекон - ЗМ», прибор вих-ретокового контроля ПВК-2М, виброизмеритель ВШВ-003М2 и компьютер, создала научную основу для инженерной разработки прибора много-параметрового активного контроля.

7. Разработана функциональная схема многопараметрового прибора активного контроля на базе микропроцессора PIC 18F452, включающая два > канала: канал контроля комплекса параметров режима обработки в реальном времени и канал контроля и накопления информации о состоянии оборудования для системы мониторинга, что позволило усовершенствовать как алгоритм управления шлифованием, так и методику мониторинга технологического процесса.

8. Внедрение прибора активного многопараметрового контроля позволяет реализовать ряд организационно - технических мероприятий, обеспечивающих оптимизацию режимов обработки, регулярный контроль технического состояния станков и объективный контроль качества деталей, что способствовало снижению брака по шлифовальным прижогам поверхностей дорожек качения на 60% и повышению эффективности производства на 30%.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих печатных работах:

1. Горбунов В.В., Карпеева Е.В., Губин А. А. Управление процессом шлифования на основе модели нестационарного режима обработки // Автоматизация и управление в машино- и приборостроении: Межвуз. науч. сб.- Саратов: СГТУ, 2000.- С. 26-30.

2. Горбунов В.В., Игнатьев А.А., Карпеева Е.В. Микропроцессорная обработка сигналов датчиков прибора активного контроля при шлифовании // Компьютерные технологии в науке, проектировании и производстве: Докл. 2-й Всерос. конф. 4.2. - Н. Новгород: Нижегород. гос. техн. ун-т, 2000.- С. 31.

3. Губин А.А., Карпеева ЕВ. Комплексные измерения размеров и вибраций при шлифовании с микропроцессорным прибором активного контроля // Методы и средства измерений: Докл. Всерос. конф. Ч.2.- ННовгород: Нижегород. гос. техн. ун-т, 2000,-С.14.

4. Карпеева Е.В., Губин А. А. Управление шлифованием колец подшипников на основе применения микропроцессорного блока активного контроля // Автоматизация и управление в машино- и приборостроении: Межвуз. науч. сб. - Саратов: СГТУ, 2001.-С. 59-61.

5. Игнатьев А.А., Горбунов В.В., Карпеева Е.В. Снижение влияния вибрации на неоднородность физико-механических свойств поверхностного слоя деталей средствами автоматического управления шлифованием // Автоматизация и управление в маши-но- и приборостроении: Межвуз. науч. сб.- Саратов: СГТУ, 2001,- С. 99-102.

6. Горбунов В.В., Игнатьев А.А., Карпеева Е.В. Шлифование колец подшипников с активным контролем однородности физико-механических свойств поверхностного слоя вихретоковым методом // Автоматизация и управление в машино- и приборостроении: Межвуз. науч. сб.- Саратов: СГТУ, 2002.- С. 46-48.

16

$1-7 90 4

7. Карпеева ЕВ. Формирование информационных каналов активного контроля шлифовальной обработки // Процессы абразивной обработки, абразивные инструменты и материалы: Материалы Междунар. конф.- Волжский: ВолжскИСИ, 2002.- С. 236 -238.

8. Карпеева ЕВ. Формирование и экспериментальное исследование информационных каналов системы активного контроля шлифовальной обработки дорожек качения колец подшипников // Автоматизация и управление в машино- и приборостроении: Межвуз. науч. сб.- Саратов: СГТУ, 2003.- С. 120 - 122.

9. Карпеева Е.В., Яковлев А.А., Горбунов В.В. Предпосылки создания прибора активного контроля нового поколения для шлифовального станка // Автоматизация и управления в машино- и приборостроении: Межвуз. науч. сб. - Саратов: СГТУ, 2003. -С. 122-125.

10. Горбунов В.В., Игнатьев С.А., Карпеева Е.В. Активный контроль при шлифовании дорожек качения колец подшипников с дополнительными информационными параметрами // Процессы абразивной обработки, абразивные инструменты и материалы: Материалы Междунар. конф.- Волжский: ВолжскИСИ, 2003.- С.247-250.

11. Горбунов В.В., Игнатьев С.А., Карпеева Е.В. Многопараметровый контроль деталей подшипников в системе мониторинга процесса шлифования // Современные технологии в машиностроении: Сб. ст. 7-й Всерос. конф.- Пенза: ПДЗ, 2003.- С. 98-101.

12. Игнатьев А.А., Карпеева Е.В., Игнатьев С.А. Активный контроль шлифовальной обработки дорожек качения колец подшипников с дополнительными информационными параметрами // Прогрессивные направления развития технологии машиностроения: Межвуз. науч. сб. - Саратов: СГТУ, 2003.- С. 78-81.

13. Игнатьев С.А., Карпеева Е.В. Модель динамической системы шлифовального станка с учетом износа круга и стохастичности процессов // Автоматизация и управление в машино- и приборостроении: Межвуз. науч. сб. - Саратов: СГТУ, 2004.- С. 73-77.

КАРПЕЕВА Елена Владимировна

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ СРЕДСТВ АКТИВНОГО МНОГОПАРАМЕТРОВОГО КОНТРОЛЯ ДЛЯ СИСТЕМЫ МОНИТОРИНГА ШЛИФОВАЛЬНОЙ ОБРАБОТКИ ДЕТАЛЕЙ ПОДШИПНИКОВ

Автореферат

Ответственный за выпуск д.т.н. А.А. Игнатьев

Корректор О.А. Панина

Лицензия ИД № 06268 от 14.11.01

Подписано в печать Бум. тип.

07.04.04 Усл.-печ.л. 1,0

Формат 60x84 1/16 Уч.-изд. л. 1,0

Тираж 100 экз. Заказ 162. Бесплатно

Саратовский государственный технический университет 410054 г. Саратов, ул. Политехническая, 77 Копипринтер СГТУ, 410054 г. Саратов, ул. Политехническая, 77

ВВЕДЕНИЕ.

Глава 1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ШЛИФОВАНИЕМ: АКТИВНЫЙ КОНТРОЛЬ И МОНИТОРИНГ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ.

1.1. Показатели качества шлифованных поверхностей.

1.2. Динамические процессы в технологической системе.

1.2.1. Возмущающие воздействия при шлифовании.

1.2.2. Модель динамической системы.

1.2.3. Динамика съема припуска.

1.3. Активный контроль при шлифовании.

1.3.1. Классификация и принципы действия измерителей (преобразователей) размеров.

1.3.2. Средства активного контроля шлифовальных станков с одним информационным параметром.

1.3.3. Приборы активного контроля комплекса параметров процесса шлифования.

1.4. Мониторинг технологических процессов и оборудования.

1.5. Встроенные и внешние средства контроля в системе мониторинга технологического процесса. Постановка задачи исследования.

Глава 2. ОРГАНИЗАЦИЯ МОНИТОРИНГА ПРОЦЕССА ШЛИФОВАНИЯ КОЛЕЦ ПОДШИПНИКОВ С ПРИМЕНЕНИЕМ МНОГОПАРАМЕТРОВОГО АКТИВНОГО КОНТРОЛЯ.

2.1. Многопараметровый активный контроль, интегрированный в систему мониторинга шлифовальной обработки.

2.2. Обоснование выбора информативных параметров динамического состояния станка.

2.2.1. Анализ колебательных процессов в динамической системе.

2.2.2. Численное моделирование динамики съема припуска.

2.3. Выводы.

Глава 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ

ИНФОРМАТИВНОСТИ ПАРАМЕТРОВ, ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ^ ДЛЯ АКТИВНОГО КОНТРОЛЯ ПРОЦЕССА

ШЛИФОВАНИЯ.

3.1. Экспериментальное исследование информативности результатов измерения вибраций.

3.2. Исследование информативности комплекса контролируемых параметров процесса шлифования.

3.3. Выводы

Глава 4. РЕАЛИЗАЦИЯ УПРАВЛЕНИЯ ШЛИФОВАНИЕМ КОЛЕЦ ПОДШИПНИКОВ С ПРИМЕНЕНИЕМ ПРИБОРОВ АКТИВНОГО И ВИХРЕТОКОВОГО КОНТРОЛЯ.

4.1. Методическое и аппаратное обеспечение активного многопараметрового контроля.

4.2. Методическое обеспечение мониторинга процесса шлифования.

Эксплуатационная надежность подшипников и затраты на их изготовление в значительной степени определяются шлифовальной обработкой колец подшипников, в ходе которой в основном формируются точность размеров и качество поверхностного слоя. В работах Д.Г. Евсеева, А.В. Королева, Е.Н. Маслова, С.Г. Редько, А.Н. Резникова, А.Н. Сальникова и других ученых установлены основные закономерности формирования физико-механических свойств поверхностного слоя при шлифовании. Особенностью изготовления колец является сочетание напряженных режимов резания, малых припусков и требований обеспечения высокой точности и стабильности свойств поверхностей качения. Управление такого рода технологическими процессами на современном уровне требует совершенствования активного контроля и внедрения системы мониторинга технологических процессов.

Вопросы управления шлифованием на основе методов активного контроля размеров рассмотрены в работах С.С. Волосова, З.Ш. Гейлера, В.Н. Михелькевича, М.М. Тверского, В.Д. Эльянова и других исследователей.

Организация мониторинга технологического процесса рассматривалась в работах Н.К.Салениекса, А.В.Пуша, В.Л.Заковоротного, и других ученых. В работах Б.М.Бржозовского, А. А. Игнатьева рассмотрен мониторинг процесса шлифования, направленный на обеспечение стабильной обработки деталей подшипников с заданным качеством.

Однако в настоящее время недостаточно полно определен набор функциональных возможностей приборов активного контроля (АК), не рассмотрено включение приборов АК в систему мониторинга.

Актуальными задачами являются разработка алгоритма управления процессом шлифования средствами активного контроля с несколькими информативными параметрами и методики мониторинга технологического процесса по результатам активного контроля и контроля неоднородности поверхностного слоя, а также экспериментальное исследование процессов в станке при шлифовании и проверка метода управления шлифованием на основе активного контроля, интегрированного в систему мониторинга.

Цель работы — совершенствование средств активного контроля шлифовальной обработки колец подшипников на основе увеличения числа информативных параметров и интегрирования средств активного контроля в систему мониторинга технологического процесса для повышение качества обработки и производительности технологического оборудования.

Научная новизна работы заключается в следующем:

1. Разработан метод управления процессом шлифования дорожек качения колец подшипников на основе активного контроля по скорости съема припуска и уровню вибраций жесткой опоры кольца, интегрированного в систему мониторинга технологического процесса, включающую автоматизированный вихретоковый контроль поверхностей качения и контроль виброакустических характеристик станка.

2. Построена модель процессов в динамической системе станка в виде передаточной функции, учитывающая колебательные процессы в упругой системе и износ абразивного круга и позволяющая осуществить компьютерное моделирование спектра вибраций и съема текущего припуска.

3. Обоснован принцип построения прибора активного многопарамет-рового контроля шлифованием с ограничением подачи по скорости съема припуска и уровню вибраций, основанный на идентификации процесса обработки по характеристикам спектра колебаний, огибающей вибрации и кривой съема припуска.

Практическая ценность и реализация результатов работы. Обоснован выбор дополнительных параметров для усовершенствованного микропроцессорного прибора активного контроля, разработана функциональная схема прибора, модернизирован алгоритм управления процессом шлифования колец подшипников и усовершенствована методика мониторинга технологического процесса, включающего информацию с прибора активного контроля. Результаты работы использованы в рамках программы разработки и внедрения специальных технических средств совершенствования системы обеспечения качества, действующей в ОАО "Саратовский подшипниковый завод". Результаты исследований положены в основу разработки микропроцессорных приборов активного контроля в НПЦ «СТОМА» ФГУП НПП «Алмаз» (г.Саратов) и совершенствования системы мониторинга в соответствии с Комплексным планом развития ОАО «Саратовский подшипниковый завод» на 2004 г.

Апробация работы. Основные положения работы докладывались на Всероссийских конференциях «Компьютерные технологии в науке, проектировании и производстве» (Н. Новгород, 2000 г.), Международных научно-технической конференциях «Процессы абразивной обработки, абразивные инструменты и материалы » (Волжский, 2002-2003 гг.), Всероссийской конференции «Современные технологии в машиностроении» (Пенза, 2003 г.), а также на заседаниях кафедры «Автоматизация и управление технологическими процессами» СГТУ в 2001-2004 г.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 13 работ.

Положения, выносимые на защиту:

1. Метод управления технологическим процессом шлифовальной обработки деталей подшипников на основе включенного в систему мониторинга активного контроля, предусматривающий управление в реальном времени по текущему припуску и вибрации жесткой опоры и мониторинг технологического процесса по отклонениям динамики изменения указанных параметров.

2. Методика организации автоматизированного мониторинга процесса шлифования деталей подшипников на основе комплексного автоматизированного контроля периодических дефектов их поверхностного слоя вихрето-ковым методом и динамических характеристик станков по результатам активного контроля.

3. Обоснование модели динамики изменения текущего припуска, упругой деформации и вибрации формообразующей системы станка, базирующейся на результатах экспериментальных исследований.

4. Результаты опытной проверки способа управления шлифовальной обработкой на основе активного контроля интегрированного в действующую систему мониторинга шлифовальной обработки ОАО «Саратовский подшипниковый завод»

1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ АВТОМАТИЧЕСКОГО

УПРАВЛЕНИЯ ШЛИФОВАНИЕМ: АКТИВНЫЙ КОНТРОЛЬ И МОНИТОРИНГ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ

Эксплуатационная надежность подшипников в значительной степени определяется финишной шлифовальной обработкой колец, в ходе которой завершается формирование значений геометрических параметров точности и качества поверхностного слоя дорожек качения. Шлифование сопровождается интенсивными тепловыми и колебательными процессами в зоне обработки, что приводит к существенным погрешностям макро- и микрогеометрических параметров точности и повышению неоднородности структуры поверхностного слоя.

Для обеспечения заданного качества шлифования необходимо совершенствование технологического процесса (111), включая управление обработкой с применением современных средств активного контроля (АК) и проведение комплекса организационно-технологических мероприятий по поддержанию определенного технического состояния станков в процессе эксплуатации, реализуемых в рамках системы мониторинга (СМ).

Результаты исследований отечественных и зарубежных авторов выявили практически все факторы, влияющие на качество шлифования. В работах А.В. Королева [74, 75], Е.Н. Маслова [85], Л.В. Худобина [133], Д.Г. Евсеева [56, 57], А.Н. Резникова [107], Л.Н. Филимонова [131] и других ученых [1, 9, 18, 28, 37, 38, 63, 64, 69, 70, 81, 83,106, 111, 112, 130, 134, 138,141] рассмотрены важные закономерности формирования геометрических параметров и физико-механических свойств поверхностного слоя. Влияние динамических процессов в станках рассмотрено в работах В.А. Кудинова [77], Б.И. Горбунова [39], Б.М. Бржозовского [124, 125], В.И. Сутормина [118] и другими исследователями [9, 22, 35, 42, 54, 61, 90, 119]. Роль активного контроля анализируется в работах С.С. Волосова [27, 28], В.Н. Михелькевича [90, 91, 92], М.С. Невельсона [95], М.М. Тверского [119, 120, 121], В.Д. Эльянова [136

139] и других авторов [3,18, 25, 28, 29, 32, 33, 36, 40-43, 71, 76, 79, 82, 84, 86, 89, 93,94, 96,97,99,100,104, 109, 110, 114, 117,122,123,126,129,135]. Роль мониторинга ТТТ оценивается в работах B.JL Либермана [80], Н.К. Салениек-са [113], А.В. Пуша [101], Б.М. Бржозовского [23, 24] и других ученых [31, 35,44, 98, 115].

Несмотря на обширную научно-техническую информацию, связанную с анализом и управлением процессом шлифования, ряд вопросов, касающихся активного контроля шлифования с дополнительными информационными параметрами и интегрирования АК в систему мониторинга технологического процесса (СМТП) требует более детального рассмотрения.

Результаты работы отражают первые 4 этапа создания ПАМК.

Рассмотренные выше методы и средства АК и результаты собственных исследований предусматривают измерение ряда параметров и формирование по различным алгоритмам команд на изменение режима обработки по мере съема припуска. Современные возможности цифровой фильтрации и статистической обработки сигналов позволяют на основе экспериментальных данных и теоретических исследований не только эффективно управлять шлифованием в реальном времени, но и формировать базу данных для последующей статистической обработки совместно с информацией, поставляемой другими источниками, например, средствами автоматизированного вихретоко-вого контроля однородности поверхностного слоя.

Результаты измерений, приведенные в главе 3, свидетельствуют о том, что контроль припуска и скорости его съема обеспечиваются современными средствами МП техники, а результаты компьютерного моделирования (глава 2) подтверждают реальность создания соответствующих законов управления подачей круга.

Вычислительные возможности МП прибора АК позволяют одновременно реализовать автоматизированный контроль технического состояния станков непосредственно в процессе функционирования, в частности, динамического состояния. Как показано в главах 2 и 3, станок является сложным динамическим объектом, в котором протекают нестационарные процессы. В качестве информационных параметров правомерно используются спектральные характеристики виброакустических колебаний в выбранных точках формообразующей подсистемы.

Для оценки динамического состояния станка в зарегистрированных спектрах вибрации жесткой опоры кольца (диапазон 1 - 10000 Гц) выделено 4 поддиапазона, связанных с источником вибраций (зависят от вида шлифования и модели станка):

1) Низкочастотный - до 800 Гц, содержащий информацию о вибрациях, связанных с дисбалансом круга;

2) Низкочастотный - до 1500 Гц, содержащий информацию о вибрации шпинделя детали;

3) Среднечастотный - от 400 до 4000 Гц, связанный с вибрациями круга;

4) Высокочастотный - от 4000 до 6000 Гц, связанный с вибрациями кольца. Возрастание амплитуд колебаний в каждом диапазоне соответствует определенному изменению динамического состояния станка вследствие объективных причин, что подтверждается результатами моделирования, проведенного в главе 2.

В случае превышения амплитуды вибрации в 1-м поддиапазоне некоторого критического уровня вероятен значительный дисбаланс круга. Возрастание вибрации во 2-м поддиапазоне свидетельствует о дефектах в шпиндельном узле детали, а в 3-м поддиапазоне — о дефектах в шпиндельном узле круга. Рост колебаний в 4-м поддиапазоне связан с износом шлифовального круга.

Следовательно, регистрация в ПАМК амплитуд колебаний в различных поддиапазонах спектра вибраций и сравнение их с некоторыми номинальными значениями, полученными в результате обучающих экспериментов, дает возможность оценки динамического состояния станка для использования в СМТП.

Функциональная схема разработанного ПАМК, включенного в систему управления станком, представлена на рис.4.1 Она отражает предлагаемую концепцию применения прибора (рис.2.3) для реализации двух функций: управления шлифованием в реальном времени и первичной обработки и на

Рис.4.1 Функциональная схема системы управления станком с прибором активного контроля с каналом мониторинга копления данных для СМТП. Функциональная схема системы управления станком с прибором АК («Актикон-2С») содержит:

1) приводы поперечной подачи, вращения изделия и вращения круга;

2) жесткие опоры для базирования детали при бесцентровом шлифовании;

3) датчики текущего припуска и вибрации жесткой опоры;

4) интерфейс для связи датчиков и исполнительных механизмов с прибором;

5) аналогово-цифровые преобразователи текущего припуска и вибрации;

6) задатчики крутизны спада скорости съема припуска и крутизны спада вибрации;

7) пороговые устройства для:

- выключения быстрого подвода в момент касания круга и детали;

- периодического выключения и включения предварительной подачи;

- выключение окончательной подачи;

- выключение обработки;

8) вычислительное устройство и ОЗУ, ПЗУ;

9) графический дисплей;

10) инфракрасный порт для программирования и передачи данных в систему мониторинга.

Сопоставительные данные по характеристикам приборов АК различных фирм приведены в таблице 4,1. Они показывают, что ПАМК «Актикон - 2С» имеет наибольшие потенциальные возможности.

Алгоритм управления шлифованием состоит в следующем:

1. Измеряют текущий припуск в одном радиальном сечении обрабатываемой детали.

2. Измеряют вибрацию жесткой опоры в направлении поперечной подачи.

3. Проводят обучающий эксперимент:

- шлифуют детали с настройкой по умолчанию команд, управляющих переключением поперечной подачи;

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Анализ научно-технической информации по вопросу обеспечения качества шлифовальной обработки колец подшипников показал недостаточную эффективность существующих методов управления технологическим процессом и позволил обосновать целесообразность совершенствования активного контроля на основе увеличения числа контролируемых параметров и интегрирования его в систему мониторинга, что способствует повышению качества обработки и производительности технологического оборудования.

2. На основе системного подхода к организации мониторинга шлифовальной обработки деталей подшипников выявлен комплекс дополнительных информационных параметров о технологическом процессе: динамика съема припуска, огибающая и спектр вибрации жесткой опоры, локальная и периодическая неоднородность поверхностного слоя обработанных колец, причем существенно важной является автоматизация измерений и обработки измерительной информации.

3. Разработан метод управления шлифованием дорожек качения колец подшипников на основе многопараметрового активного контроля, реализующего две функции, первая из которых связана с управлением в реальном времени по скорости съема припуска и уровню вибраций жесткой опоры, а вторая — с формированием информации о режиме обработки и состоянии технологического оборудования для системы мониторинга.

4. Построенная динамическая модель процесса шлифования в виде пере- • даточной функции позволяет осуществить во-первых моделирование спектров виброакустических колебаний, регистрируемых на жесткой опоре кольца и предложить ряд спектральных составляющих в качестве информативных для прибора многопараметрового активного контроля, во-вторых компьютерное моделирование динамики съема припуска для реализации управления циклом обработки в соответствии с необходимым законом скорости съема припуска.

5. Экспериментальное исследование процессов шлифования колец с активным контролем позволило обосновать выбор контролируемых параметров, наиболее полно отражающих связь режимов обработки с качеством поверхностного слоя дорожек качения, как важнейшей характеристики качества деталей и установить ограничения на их значение (при припуске 30 мкм скорость съема припуска не должна превышать 40 мкм/с, а уровень вибрации на опоре кольца - не более 700 отн. ед.).

6. Апробация в производственных условиях измерительного комплекса, включающего прибор активного контроля «Элекон-ЗМ», прибор вихретоко-вого контроля ПВК-2М, виброизмерительВШВ-003М2 и компьютер, создала научную основу для инженерной разработки прибора многопараметрового активного контроля.

7. Разработана функциональная схема многопараметрового прибора активного контроля на базе микропроцессора PIC 18F452, включающая два канала: канал контроля комплекса параметров режима обработки в реальном времени и канал контроля и накопления информации о состоянии оборудования для системы мониторинга, что позволило усовершенствовать как алгоритм управления шлифованием, так и методику мониторинга технологического процесса.

8. Внедрение прибора активного многопараметрового контроля позволяет реализовать ряд организационно технических мероприятий, обеспечивающих оптимизацию режимов обработки, регулярный контроль технического состояния станков и объективный контроль качества деталей, что способствовало снижению брака по шлифовальным прижогам поверхностей дорожек качения на 60% и повышению эффективности производства на 30%.

1. Абразивная и алмазная обработка материалов: Справочник / Под ред. А.Н. Резникова - М.: Машиностроение, 1977. - 391 с.

2. Агеев Ю.В., Карпович И.Б., Этингоф М.И. Микропроцессорные приборы активного контроля // С ТИН,- 2002.-№ 4.- С. 33-40.

3. Адаптивное управление металлорежущими станками: Обзор / Г.В. Бронштейн, М.С. Городецкий, Е.Р.Гордон и др. — М.: НИИмаш, 1973. -227 с.

4. Активный контроль в машиностроении: Справочник / Под ред. Е.И. Педя М.: Машиностроение, 1978. - 352 с.

5. Активный контроль размеров / Под ред. С.С. Волосова. М.: Машиностроение, 1984.-224 с.

6. Алехнович В.Е., Гейлер З.Ш. Оптимальное управление системами активного контроля линейных размеров // Измерительная техника. 1971. -№4.- С. 11-14.

7. Ананченко В.Н., Гейлер З.Ш. Автоматическое регулирование размеров с помощью комбинированной подналадочной системы // Технические измерения в машиностроении: Сб. ст. М.: Издательство стандартов, 1967. -Вып. 1.- С. 62-67.

8. Ананченко В.Н., Гурдинов В.П. Самонастраивающаяся система активного контроля размеров // Многопараметровый контроль в машиностроении: Труды РИСХМ Ростов-на-Дону, 1969. - С. 5-10.

9. Аршанский М.М.: Щербаков В.П. Вибродиагностика и управление точностью обработки на металлорежущих станках. — М.: Машиностроение, 1988.-136 с.

10. А.с. 770756 (СССР) кл. В24 В51/00. Устройство для управления процессом шлифования / Иванов В.И., Воронцов Л.Н. // Бюл. изобр. -1980.-№38.

11. А.с. 383998 (СССР). Способ корректировки предварительной команды / Машинистов В.М. // Бюл. изобр. 1978. № 24.

12. А.с. 413031 (СССР). Устройство для активного контроля зазоров при шлифовании / Виноградов Ю.Д., Машинистов В.М., Щекотов В.А. // Бюл. изобр. 1974. -№ 4.

13. А.с. 479614 (СССР). Прибор активного контроля / Иванов B.J1. // Бюл. изобр. 1975. -№ 29.

14. А.с. 507593 (СССР). Устройство для автоматического контроля размеров деталей при врезном шлифовании / Высоцкий А.В., Виноградов Ю.Д., Машинистов В.М. // Бюл. изобр. 1977. - № 29.

15. А.с. 779062 (СССР). Способ адаптивного управления процессом врезного шлифования / Коныпин А.С., Цейтлин J1.H., Марголин JI.B., Рив-кин В.Д, Долидзе Т.Д. // Бюл. изобр. 1960. - № 42.

16. А.с. № 1316791 кл. В24. Прибор активного контроля / Горбунов В.В., Матросов В.А. // Бюл. изобр. 1987. - № 22.

17. А.с. № 1673414 кл. В24. Способ правки шлифовального круга/Королев А.В., Капульник С.И., Горбунов В.В. // Бюл. изобр. 1991. - № 32.

18. Базров Б.М. Методы повышения точности обработки деталей типа тел вращения посредством адаптивного управления // Станки и инструмент. 1973,- № 3. - С. 8-11.

19. Базров Б.М. Технологические основы проектирования самонастраивающихся станков.-М.: Машиностроение, 1978.-216 с.

20. Берклайд И.М. и др. Датчики и измерительные головки. М.: Маш-гиз, I960.- 106 с.

21. Бржозовский Б.М., Мартынов В.В. Инвариантность мониторинга сложных технологических систем // Вестник Донского гос. техн. ун-та. -2001.-№3(9).-С. 109-116.

22. Бржозовский Б.М., Мартынов В.В. Динамический мониторинг и оптимизация процессов механической обработки // СТИН.- 2002. № 1. -С. 3 - 8.

23. Бушуев В.В. Тенденции развития мирового станкостроения // СТИН.- 2000.- № 9.- С.20-24.

24. Вершинин О.В. Применение микропроцессоров для автоматизации технологических процессов. Л.: Энергоатом издат, 1986.-208 с.

25. Волосов С.С. Основы точности активного контроля.- М.: Машиностроение, 1969.- 360 с.

26. Волосов С.С., Гейлер З.Ш. Управление качеством продукции средствами активного контроля. — М.: Издательство стандартов, 1989. -264 с.

27. Волосов С.С., Педь Е.И. Приборы для автоматического контроля в машиностроении. М.: Машиностроение, 1975.- 380 с.

28. Волынская О.В. Автоматизация вихретокового контроля неоднородности структуры поверхностного слоя деталей подшипников при мониторинге процесса шлифования: Автореф. дисс. . канд. тех. наук. — Саратов, 2002. -16 с.

29. Воронцов Л.Н., Белоцерковский В.Л., Яровой П.П. Совершенствование приборов активного контроля для врезного шлифования // Станки и инструмент. 1972. - № 8. - С. 42-43.

30. Воронцов Л.Н., Корндорф С.Ф. Приборы автоматического контроля размеров в машиностроении. М.: Машиностроение, 1988.- 280 с.

31. Ворыпаев Н.И., Волынская О.В. Применение автоматизированных вихретоковых дефектоскопов для управления шлифованием деталей подшипников // Автоматизация и управление в машино и приборостроении: Межвуз. научн. сб. - Саратов: СГТУ, 2002. - С. 37 - 39.

32. Ворыпаев А.Н. Мониторинг качества процесса шлифования с использованием нейросетевых моделей: Автореф. дисс. . канд. тех. наук. Саратов, 2003. -16 с.

33. Высоцкий А.В., Машинистов В.М.: Виноградов Ю.Д. Повышение эффективности систем активного контроля при шлифовании // Машиностроитель. 1979. - № 12. - С. 9-11.

34. Ган Р. Шлифование с контролем усилия врезания. Новая технология прецизионного шлифования // Конструирование и технология машиностроения: Сб.ст. М.: Мир, 1964. - № 3. - С. 69-73.

35. Герасимов Н.С., Кочанов М.И., Чудов В.А., Повышение точности внутреннего шлифования путем стабилизации упругих отжатий // Адаптивные системы управления металлорежущими станками: Сб.ст. — М.: НИИмаш, 1971. С. 152 - 155.

36. Горбунов В.И., Гусев B.C. Уравновешивающие устройства шлифовальных станков.-М.: Машиностроение, 1976.- 167 с.

37. Горбунов В.В. Прибор активного контроля размеров При шлифовании: Информационный листок о научно-техническом достижении. Саратов: ЦНТИ, 1982. - № 55-82 НТД. - 4 с.

38. Горбунов В.В. Технология врезного шлифования рабочих поверхностей колец подшипников в условиях непрерывного контроля припуска // Чистовая обработка деталей машин: Сб.ст.-Саратов: СПИ, 1981.-С. 129-132.

39. Горбунов В.В., Игнатьев С.А., Карпеева Е.В. Многопараметровый контроль деталей подшипников в системе мониторинга процесса шлифования. // Современные технологии в машиностроении: Сб. ст. 7-ой Всеросс. конф. Пенза: ПЗД, 2003. - С. 98-101.

40. Горбунов В.В., Карпеева, Е.В. Губин А.А. Управление процессом шлифования на основе модели нестационарного режима обработки // Автоматизация и управление в машино- и приборостроении: Межвузовский научный сборник. Саратов: СГТУ, 2000.- С. 26-30

41. Городецкий М.С., Осипова С.С., Друян Е.В. Система контроля, диагностики и принятия решения // Испытания, контроль и диагностирование гибких производственных систем: Сб. науч. тр.- М.: Наука, 1988.1. С. 218-222.

42. Губин А.А., Карпеева Е.В. Комплексные измерения размеров и вибраций при шлифовании с микропроцессорным прибором активного контроля // Методы и средства измерений: Докл. Всеросс. конф. Ч.2.-Н.Новгород: Нижнгородский гос. тех. ун-т, 2002.- С. 14.

43. Дорофеев А.Л., Казаманов Ю.Г. Электромагнитная дефектоскопия.-М: Машиностроение, 1980. 280 с.

44. Евсеев Д. Г. Оперативная диагностика технологических процессов // Диагностика технологических процессов в машиностроении: Материалы семин. М: МДНТП, 1990.- С. 3-10.

45. Евсеев Д.Г., Сальников А.Н. Физические основы процесса шлифования.- Саратов: Изд-во Сарат. ун-та, 1978.- 126 с.

46. Игнатьев С.А., Карпеева Е.В. Модель динамической системы шлифовального станка с учетом износа круга и стохастичности процессов // Автоматизация и управление в машино- и приборостроении: Межвуз. науч. сб. Саратов: СГТУ, 2004. - С. 73-77.

47. Игумнов Б.Н. Расчет оптимальных режимов обработки для станков и автоматических линий. М.: Машиностроение, 1976. - 158 с.

48. Каленик Д.В., Тверской М.М. Анализ процесса исправления погрешностей формы при врезном внутреннем шлифование регулируемым радиальным усилием // Известия вузов: Машиностроение. 1973. - № 8. -С. 136- 140.

49. Карпеева Е.В. Формирование информационных каналов активного контроля шлифовальной обработки. // Процессы абразивной обработки, абразивные инструменты и материалы: Материалы международной научно-технической конференции. Волжский, 2002. С. 236-238.

50. Ковальчук Е.Р. Автоматическое управление процессом зубошли-фования с целью повышения производительности и стабилизации качества поверхностного слоя зубьев // Металлорежущие станки и автоматические линии: Сб.ст. М.: НИИмаш, 1972. - № 7. - С. 10-14.

51. Колесов И.М., Евсеев Б.А., Осадчий Ю.С. Перспективы развития методов и средств управления точностью технологических процессов // Адаптивное управление станками / Под ред. Б.С. Балакшина М.: Машиностроение, 1978. С. 633-659.

52. Кондашевский В.В., Лотце В. Активный контроль размеров деталей на металлорежущих станках. Омск.: Западно-сибирское книжное издательство, 1976. - 481 с.

53. Корн Г., Корн Т. Справочник по математике. М.: Наука, 1970. -720 с.

54. Королев А.В., Горбунов В.В. Стабилизация переходных режимов обработки на автоматизированных шлифовальных станках // Исследование станков и инструментов: Межвуз. научн. сб. Саратов: СГТУ, 1998. -С. 36-41.

55. Королев А.В. Влияние переменной жесткости системы СПИД на волнистость шлифуемых деталей // Прогрессивные методы чистовой обработки деталей машин, обеспечивающие высокое качество и надежность: Сб.ст. Саратов: СПИ, 1972. - С. 14-18.

56. Королев А.В., Исследование процессов образования поверхностей инструмента и детали при абразивной обработке. Саратов: Изд-во СГУ, 1975.-192 с.

57. Костюков К.М., Михелькевич В.Н. Устройство для автоматического ограничения прижогов при шлифовании // Станки и инструмент. 1982. -№10.-С. 13-15.

58. Кудинов В.А. Динамика станков. — М.: Машиностроение, 1967. -360 с.

59. Кулаков Ю.М., Хрульков В.А., Дунин Барковский И.В. Предотвращение дефектов при шлифовании. -М.: Машиностроение, 1975.- 144 с.

60. Курочкин А.П. Состояние и перспективы развития средств активного контроля для линейных измерений // Измерительная техника. 1977. - № 1. - С. 37-38.

61. Либерман Я.Л., Тимашев С.А. Состояние и перспективы контроля и диагностики в станках с ЧПУ: Обзор, инф.- М.: ВНИИТЭМР, 1987.- 40 с.

62. Лурье Г.Б. Шлифование металлов. М.: Машиностроение, 1969.172 с.

63. Лурье Г.Б., Гичан В.В. Адаптивная система управления процессом круглого врезного шлифования // Станки и инструмент. 1974. - № 7. -С. 13-17.

64. Макаров А.Д. Оптимизация процессов резания. М.: Машиностроение, 1968. - 370 с.

65. Манохин Ю.И. Оптимальное управление процессом внутреннего врезного шлифования // Прогрессивная технология чистовой и отделочной обработки: Сб.ст. Свердловск: УПИ, 1978. - Вып. 211. - С. 52-54.

66. Маслов Е.Н. Теория шлифования материалов. — М.: Машиностроение, 1974.-320 с.

67. Машинистов В.М. Точность обработки деталей при использовании систем активного контроля // Измерительная техника.- 1977.-№ З.-С. 33-36.

68. Мелик-Шахназаров A.M., Маркатун М.Г., Дмитриев В.А. Измерительные приборы со встроенными микропроцессорами.- М.: Энергоатом-издат, 1985.-240 с.

69. Микропроцессорные средства производственных систем / Под. ред. В.Г. Колосова. Д.: Машиностроение, 1988.-287 с.

70. Михеев Ю.Е., Сосонкин B.JI. Системы автоматического управления станками. — М.: Машиностроение, 1978. — 264 с.

71. Михелькевич В.Н. Автоматическое управление шлифованием. -М.: Машиностроение, 1975. 304 с.

72. Михелькевич В.Н., Вениаминов Б.Н. Некоторые вопросы построения и реализации оптимального цикла шлифования отверстий колец подшипников. Труды института. М.: Специнформцентр ВНИППа, 1972. № 3(71). - С. 64-83.

73. Михелькевич В.Н., Глазков С.Н., Чабанов Ю.А. Автоматические системы управления поперечной подачей при внутреннем шлифовании // Станки и инструмент. 1980. - № 4. - С. 13-16.

74. Надеждина М.В., Ларичева А.Ф., Потапов А.И. Исследованиеадаптивных систем управления в условиях серийного производства // Станки и инструмент. 1973. - № 10. - С.7-8.

75. Нахапетян Е.Г. Контроль и диагностирование автоматического оборудования. М.: Наука, 1990. — 272 с.

76. Невельсон М.С. Методы выбора оптимального по точности алгоритма автоматического корректирования размера // Адаптивные системы управления металлорежущими станками.: Сб.ст. М.: НИИмаш. - 1972. -С. 15-26.

77. Новиков В.Ю., Братова Л.И. Исследование и разработка адаптивной системы управления шлифованием // Вестник машиностроения. 1977. - № 2. - С. 38-39.

78. Новиков В.Ю., Гореликов В.Я. Адаптивное управление врезным шлифованием с дискретной подачей // Станки и инструмент. -1981. № 9.-С. 17-18.

79. Основы управления технологическими процессами / Под ред. Н.С. Райбмана М.: Наука, 1978. - 440 с.

80. Палкин В.А., Этингоф М.Н. Приборы активного контроля в станкостроении // Обзор патентных описаний. М.: НИИмаш, 1975. - 87 с.

81. Педь Е.И. Активный контроль в машиностроении. Справочное пособие." М.: Машиностроение, 1974.- 272 с.

82. Пуш А.В. Моделирование и мониторинг станков и станочных систем // СТИН.- 2000.- № 9.- с. 12-20.

83. Приборы для неразрушающего контроля материалов и изделий: Справочник. В 2-х кн. Кн. 2. / Под ред. В.В. Клюева. М.: Машиностроение, 1986.-352 с.

84. Приборы и системы для измерения вибраций, шума и удара: Справочник. В 2-х т. / Под ред. В.В. Клюева -М.: Машиностроение, 1978.

85. Ратмиров В.А., Чубуков А.С., Файнблут Л.В. Адаптивное управление шлифовальным станком с ЧПУ // Станки и инструмент,1977.-№8.1. С. 12-15.

86. Ратмиров В.А., Чурин И.М., Шмутер C.JI. Повышение точности и производительности станков с программным управлением. М.: Машиностроение, 1970. - 340. с.

87. Редько С.Г. Процессы теплообразования при шлифовании металлов. -Саратов: Изд-во СГУ, 1962. 126 с.

88. Резников А.Н. Теплофизика резания. М.: Машиностроение, 1969.-268 с.

89. Решетов Д.Н., Портман В.Т. Точность металлорежущих станков. — М.: Машиностроение, 1986. 336 с.

90. Рыбкин И.М., Борода З.Е., Митрофанов В.Г. Выбор режима обработки на станках, оснащенных, адаптивными системами управления // Станки и инструмент. 1974. - № 8. - С. 12-14.

91. Рюшкин В.Я., Шлейфер M.JI. Самонастраивающийся прибор активного контроля // Станки и инструмент. 1976. - № 2. - С. 28-29.

92. Рябов С.А. Исследование влияния жесткости круглошлифовально-го станка на производительность и точность обработки при врезном шлифовании: Автореф. дисс. . канд. техн. наук. М., 1983. - 16 с.

93. Сальников А.Н. Трение шероховатых поверхностей в экстремальных условиях. — Саратов: Изд-во СГУ, 1987. 136 с.

94. Салениекс Н.К., Упитис Г.В. Мониторинг автоматизированного производства // Точность и надежность механических систем: Сб. науч. тр.-Рига: Рижск. политех, ин-т, 1989.- с. 5-10.

95. Соломенцев Ю.М., Митрофанов В.А., Протопопов С.П., Рыбкин И.М., Тимирязев В.А. Адаптивное управление технологическими процессами (на металлорежущих станках). М.: Машиностроение, 1980. - 536 с.

96. Соломенцев Ю.М., Сосонкин B.JI. Управление гибкими производственными системами. — М.: Машиностроение, 1988.— 352с.

97. Солонин И.С. Математическая статистика в технологии машиностроения. М.: Машиностроение, 1972. - 216 с.

98. Судариков А.С., Боярышников Ю.А., Политов М.Ф. Управлениесъемом припуска при шлифовании // Вестник машиностроения. 1977. -№9.-С. 55-58.

99. Сутормин В.И. Проблемы балансировки и диагностики шлифовальных станков // СТИН. -1994. № 1. - С. 12-18.

100. Тверской М.М. Автоматическое управление режимами обработки деталей на станках. М.: Машиностроение, 1982. — 208 с.

101. Тверской М.М., Каленик Д.Л. Повышение точности и размера при внутреннем шлифовании с контролем усилия врезания // Адаптивные системы управления металлорежущими станками: Сб. ст. М.: НИИмаш, 1971.-С. 155-162.

102. Тверской М.М., Терехин В.Н., Манохин Ю.И Повышение эффективности технологических операций путем оптимального управления режимами резания // Автоматизация технологических процессов в машиностроении: Сб.ст. Свердловск: УПИ, 1978. - С. 75-78.

103. Тимирязев В.А. Применение адаптивных систем на станках с программным управлением. М.: НИИмаш, 1974. - 123 с.

104. Тимирязев В.А., Митрофанов В.Г. Разработка и использование автоматических систем для управления точностью и производительностью обработки на специальных металлорежущих станках. М.: НИИмаш, 1971. -119 с.

105. Точность и надежность автоматизированных прецизионных металлорежущих станков. 4.1. / Бржозовский Б.М., Добряков В.А., Игнатьев А.А., Мартынов В.В. Саратов: Сар. политех, ин-т, 1992. - 160 с.

106. Точность и надежность автоматизированных прецизионных металлорежущих станков. 4.2. / Бржозовский Б.М., Добряков В.А., Игнатьев А.А., Мартынов В.В. Саратов: СГТУ, 1994. - 156 с.

107. Трав иль А.Б. Приборы и средства для активного контроля размеров на металлообрабатывающих станках. М.: Машиностроение, 1965.124 с.

108. Трапезников В.А. Автоматический контроль размеров.- М.: Оборонгиз, 1947,- 128 с.

109. Управление качеством продукции. Международные стандарты ИСО 9000-9004, ИСО 8402.- М.: Изд-во стандартов, 1988.- 120 с.

110. Ульрих П., Шольта 3. Адаптивное управление на станках ГДР // Станки и инструмент. 1973. - № 3. - С. 40-42.

111. Управление процессом шлифования. / Якимов А.В., Паршаков А.Н., Свирщев В.И., Ларшин В.П. Киев: Техника, 1983. - 184 с.

112. Филимонов Л.Н. Стойкость шлифовальных кругов. Л.: Машиностроение, 1973. -136 с.

113. Харизоменов И.В. Бесконтактный контроль размеров в станкостроении. -М.: Машиностроение, 1975.

114. Худобин Л.В. Пути совершенствования технологии шлифования. -Саратов: Приволжск. кн. изд-во, 1969.- 216 с.

115. Хусу А.П., Витенберг Ю.Р., Пальмов В.А. Шероховатость поверхностей (теоретике вероятностный подход). — М.: Наука, 1975. — 344 с.

116. Чубуков А.С., Коньшин А.С. Адаптивное управление круглошли-фовальными станками с помощью малой ЭВМ // Станки и инструмент.1978. -№9.-С. 11-14

117. Эльянов В.Д. Совершенствование методики расчета режимов шлифования. // СТИН. 1993. - № 1. - С. 21-26.

118. Эльянов В.Д. Шлифование в автоматическом цикле. М.: Машиностроение, 1980. - 104 с.

119. Эльянов В.Д., Байор Б.М. Пути повышения точности и производительности шлифования желобов наружных колец шарикоподшипников. -М.: НИИНАвтопром, 1972 .

120. Эльянов В.Д., Бочаров Б.А.Испытание внутришлифовального автомата модели 3484 ВЗ с адаптивной системой управления // Подшипниковая промышленность. М.: НИИН Автопром, 1979. - № 12. - С. 19-23.

121. Яворский Б.М., Детлаф А.А. Справочник по физике. М. : Наука,1979. 944 с.

122. Якимов А.В. Оптимизация процесса шлифования. М.: Машиностроение, 1975. - 176 с.

123. Ярошек А.Д., Быструшкин Г.С., Павлов Б.М. Токовихревой контроль качества деталей машин. — Киев: Наукова думка, 1976. — 124 с.

124. Digital Laser - Mebvorrichtung // Masshine, 1975. - v. 29.- №10. - s. 39.

125. Rugguber K. Abrichtsteuerung fiier Schleifmachinen // Maschinenbautechnik. -1981. v. 30. - № 1. - s. 14-16.

126. The Matrix digital Laser gauge for measuring diameter // "Eng. Dig.". -1975. — v.36. № 12.-p.ll.

127. Lee L. A Study of Noise Emission for Tool Failure Prediction // Int. J. Mach. Res. 1986. - v. 26. - № 2. - p. 205-215.

128. Liu Z.H., Hodgson D.C. In-process measurement and assessment of dynamic characteristics of machine tool structures // Int. J. Mach. Tool Manufact. 1988. - v. 28. - № 2. - p. 93-101.

129. Lundholm Т., Yngen M., Lindstorm B. Advanced process monitoring — a major step to wards adaptive control // Robotics and Computer Integrated Manufacturing. - 1988. - v. 4. - № 3 / 4. -p.413-421.

130. Комплексным планом развития ОАО "СПЗ" предусматривается в 2004-2005 г. внедрение 53 новых приборов активного контроля с включением их в систему мониторинга технологического процесса производства железнодорожных буксовых подшипников.

131. МАТЕРИАЛОВ НИР ДЛЯ ВНЕДРЕНИЯ В ПРОИЗВОДСТВО

132. Представленные материалы служат основой для ОКР по разработке микропроцессорного прибора активного контроля нового поколения и последующего освоения в НПЦ "СТОМА" производства приборов для подшипниковой промышленности.

133. Планируемый объем производства приборов в 2004 г. 12 шт.1. От НПЦ "СТОМАit1. От СГТУ1. Научный руководитель

134. Заведующий кафедрой АУТП, профессор1. С.И. Зайцев1. А.А. Игнатьев