автореферат диссертации по электротехнике, 05.09.03, диссертация на тему:Взаимосвязанное регулирование электроприводов как средство оптимизации процессов резания на станках с ЧПУ

ЛЕНИНГРАДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

На правах рукописи

ДУШЕК Бедржих "

УДК 62.52:621.9.06

ВЗАИМОСВЯЗАННОЕ РЕГУЛИРОВАНИЕ ЭЛЕКТРОПРИВОДОВ КАК СРЕДСТВО ОПТИМИЗАЦИИ ПРОЦЕССОВ РЕЗАНИЯ НА СТАНКАХ С ЧПУ

циальность 05.09.03 - электротехнические комплексы и системы,

включая их управление и регулирование

АВТОРЕФЕРАТ ' диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Ленинград 1991

Работа выполнена в Ленинградском государственном техническом университете.

Научный руководитель: кандидат технических наук, доцент Соколов O.A.

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор Уечурин С. Л., кандидат технических наук Злобин А. Г. _

Ведущая организация: 0КБС при Ленинградском станкостроительном производственном объединении им. Я. М. Свердлова

на заседании специализированного совета К 063.38.25 в Лениградском государственном техническом университете по адресу: 195 251, Ленинград, Политехническая ул. 29, главное здание, ауд. 130.

С диссертацией можно ознакомиться в Фундаментальной библиотеке университета.

Автореферат разослан " "__1991 г.

Защита состоится

UJC-tL.L 1991 г. в У/и

часов

Ученый секретарь специализированного совета, кандидат технических наук, доцент

А.Н. Кривцов

ь" < /

, Взаимосвязанное регулирование электроприводов как средство гтгймизации процессов резания на станках с ЧПУ

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Обработка резанием является одним из

амых рас прост раненных и производительных видов металлообработки рактически во всех отраслях машиностроения. Механическая обработка ротекает при непрерывном изменении параметров процесса резания, зменяются в широких пределах глубина и ширина резания, свойства Зрабатываемого материала и состояние режущего инструмента. Так как гжимы резания назначаются исходя из самых неблагоприятных условий эработки, то эти изменения приводят к занижению режима резания и, 1К следствие, к недоиспользованию возможностей станка и инсгру-гнта.

Одним из путей повышения эффективности и использования гталлорежущих станков, является создание и внедрение систем ЧПУ, тгимизирующих процессы резания в целом одновременной оптимизацией ;жима резания и контурного управления.

Оптимизация режима резания предполагает получение действитель->й информации об объекте управления и решения проблемы реализации ггимального режима обработки в системе управления.

Оптимизация контурного управления в смысле достижения иссимального значения добротности воспроизведения траектории

рамках традиционной структурно - алгоритмической организации, 1ляющейся в целом разомкнутой в силу автономности решения задач 'Делирования траекторрии и отслеживания программных координат 1Иводамм подач, осуществляется за счет повышения динамических ойств приводов подач и совершенствования алгоритмов работы тройства ЧПУ. Однако это требует значительного наращивания [числительных ресурсов управления.

Решение этих задач возможно при создалии мультиструктурных мкнутых систем, в которых каждому режиму ее работы ставится соответствие такал структурно-алгоритмическая организация, при торой полностью и найлучшим образом используются аппаратные едства, информационные, энергетические и вычислительные ресурсы, личительная особенность таких систем - использование действи-льных координат исполнительного органа не для организации кальной обратной связи и отслеживания составляющих движения ис. 1), а для обеспечения единой обратной связи, охватывающей тройство управления и приводы подач (рис. 2), и организации -¡туров управления контурной скоростью и регулирования траектории.

Настоящая диссертационная работа является развитием этого

направления применительно к управлению процессом резания в целом, включал взаимозависимое регулированиее не только приводов подач, но и привода главного движения.

Цель работы. Настоящая работа посвящена проблеме повышения

производительности и динамической точности металлорежущих станков с ЧПУ путем совершенствования структурно-алгоритмической организации системы ЧПУ. Для достижения указанной цели была принята следующая программа :

- анализ методов управления процессом резания на станках с ЧПУ, обеспечивающих оптимальное взаимодействие приводов подач (подсистема формообразования) и главного движения (подсистема стружко-отделения);

- анализ методов контурного управления на станках с ЧПУ и путей повышения добротности воспроизведения траектории;

- синтез алгоритмов управления с учетом динамики процесса резания;

- выбор аппаратных и программных средств для практической реализации разработанных алгоритмов управления;

- исследование разработанной системы взаимосвязанного управления приводами подач и главного движения металлорежущего станка методами имитационного моделирования.

Методы исследования. В процессе выполнения исследований

и разработок использованы методы : теории линейных и нелинейных систем автоматического управления, оптимального управления, математического моделирования на ЭВМ. Научная новизна.

I. Предложены принципы структурно-алгоритмической организации замкнутых контурных систем взаимосвязанного управления приводами подач и главного движения металлорежущего станка, позволяющие повысить точность и производительность металлообработки без увеличения информационных, энергетических и вычислительных ресурсов управления.

II. Выявлены системные (эмергенгные) свойства замкнутых структур взаимосвязанного управления приводами подач и главного движения станков с ЧПУ, знание которых позволяет по возможности наилучшим (оптимальным) образом использовать выделенные ресурсы управления в смысле достижения максимальных значений добротностей воспроизведения траекторий при обработке резанием на станках с ЧПУ.

Практическая ценность. I. Предложенные алгоритмы статической

и динамической оптимизации процесса резания, рекомендации по практической целесообразности того пли другого вида алгоритма, метод анализа и синтеза систем, оптимизирующих процесс резания.

р и(х,Ь) -N Привода координат

-/

Р - регулятор УП - управляющая программа

(х , у , г ) п п п

(х. у, г)

Рис. 1.

УП^

Рис. 2.

разработанная структурно-алгоритмическая организация системы ЧПУ могут бьггь использованы при создании систем адаптивного и оптимального управления разными металлообрабатывающими станками.

II. Разработаны имитационная модель и прикладное программное обеспечение, позволяющее проводить сравнительные исследования необходимых затрат всех видов ресурсов управления при решении задач контурного движения и металлообработки на станках с ЧПУ. На защиту выносятся следующие научные положения.

1. Предложен принцип структурно-алгоритмической организации, позволяющий повысить добротность й системы ЧПУ и варировать

контурную скорость независимо от вида воспроизводимой траектории

внутри любого кадра управляющей программы.

2. Предложена структура главного привода, позволяющего бесступенчато и непрерывно в широких пределах оптимальным образом

изменять скорость резания V при постоянстве мощности резания.

р

3. Превращение системы ЧПУ в полностью консервативную, замыканием глобальной обратной связи, объединяющей подсистемы формообразования и стружкоогделения, и использование внутренней информации о ее состоянии для оптимизации управления.

4. Разработана стратегия и тактика оптимизации с учетом ограниченности энергетических, информационных и вычислительных ресурсов на основе перевода системы из глобального в локальный оптимум с использованием обобщенных видов статической и динамической оптимизации.

5. Получены результаты исследования свойств замкнутых систем контурного управления, оптимизирующих процессы резания, знание которых позволяет в каждом конктертном случае так организовать систему, чтобы наилучшим образом использовались выделенные ресурсы управления.

Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались и обсуждались на .-

- Общереспубликанской научно-технической конференции "Приме-менение мини и микро ЭВМ". Прага, 7-9 июня 1988 г.;

- Общереспубликанской научно-технической конференции с международным участием "Применение мини и микро ЭВМ". Прага, 19 - 21 июня 1990 г.

Публикации. По материалам диссертационной работы опубликовано 12 печатных работ.

Структура диссертации. Содержание диссертационной работы

¡ложено на 208 страницах, включая 4 таблицы, 27 страниц рисунков, ! страницы приложений и список цитируемой литературы из 110 ^именований.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ.

Во введении обосновывается актуальность разрабатываемой темы,

-авится цель диссертационной работы, приводятся основные решаемые работе задачи и положения выносимые на защиту, кратко излагается >держание глав.

В первой глазе на примерах систем ЧПУ и приводов станков,

сработанных ведущими мировыми фирмами, анализируются состояние тенденции развития механообработки в условиях ГАП с точки зрения тгимизации процесса резания. В частности решаются задачи выбора ^тематических моделей процесса резания и критериев оптимальности.

Рассматривается процесс металлообработки, т.е. динамическая ютема станка, включающая систему станок-инструмент-деталь и рабою процессы, как объект управления для устройства ЧПУ. Входными фаметрами X являются режимы резания (подача б, скорость резания , глубина резания Ы, а выходными параметрами У являются такие

:личины как точность изделия с , шероховатость обработки Д,

т _

:таточная стойкость инструмента и вектор силы резания Г

>ис. 3). В качестве возмущающих параметров Я выступает неравномер->сть припуска заготовки, неоднородность материала инструмента заготовки, непостоянство геометрии инструмента и динамическая ;сткость системы станок-инструмент-деталь. Выбранный вариант тех-1логического процесса характеризуется структурными параметрами Z.

Оптимизация процесса металлообработки является многокрите^ гальной задачей и состоит из оптимизации его входных параметров X «жимов резания) и его структуры 7.. При этом ищем из возможных шений наилучшее с точки зрения некоторых критериев X),

:стремумы которых в общем случае не совпадают.

Множество допустимых режимов резания определяется

раничениями, накладываемыми на элементы режима резания руктурными параметрами Ъ выбранной системы (кинематическими зможностями станка, мощностью двигателя глазного движения, очностью и жесткостью инструмента и механизма подачи станка), змущениями V, а также требуемым качеством обработки.

Задачу оптимизации процесса металлообработки можно записать общем виде:

I и, X) ехЬг ;

X е О" ; х

X = (б, v , Ь) ; б > О, v > О, Ь >0 ; р Р

(1)

1>" = х

Х1 : £ (Х,М,2) й Ь , 1 = 1, ю ;

^ (Х.Ы.г) £ Ь , 1 = ш+1, п ;

г е о-

7.

где I (г,Х)

обобщенный критерий оптимальности процесса; £ (Х,У,Ъ)

- некоторые функции режимов резания ограничивающие допустимый резким

резания;

- известные

константы; и~ - множество допустимых множество допустимых значений

значений управляющих параметров;

структурных параметров.

Практическая реализация алгоритма (1) предполагает применение обобщенных видов статической и динамической оптимизации, полученных на основе системного анализа методов и критериев оптимизации процессов механообработки.

Экономические критерии (минимум себестоимости, максимум производительности, прибыли) обладают тем преимуществом, что ориентируются на конечный результат процесса металлообработки, но они не защищены от субъективных оценок исходных данных и трудно применяемы в условиях дефицита исходной информации.

Технические критерии (максимальный съем припуска или скрытая энергия деформации} базируются на физических свойствах взаимодействия инструмент - заготовка, т.е. на параметрах, которые в основном хорошо измеряемы, но не всегда экономически целесообразны.

Системный анализ известных критериев оптимальности позволил установить, что при выборе критерия оптимальности должны быть удовлетворены следующие требования:

а) защищенность показателей эффективности от субъективных оценок исходных данных, а также их весовых значений;

б) достаточная универсальность критериев для разных видов обработки резанием;

в) возможность беспрепятственного расширения совокупности критериев ;

г) инвариантность методологии поиска оптимальных режимов к конкретным формам математических моделей;

УП - управляющая программа КМ - исполнительный механизм

ПГД - привоя главного движения ДП - датчики положения

ПП - привод подач ДПР - датчики процесса резания

Рис. 3.

Рис. 4.

д) гарантия нахождения глобального и любого из локальны: экстремумов целевой функции;

е) минимизация трудоемкости вычислительных процедур, реализуемы; в процессе обработки.

Этим требованиям отвечает только обобщенный критери! характеристических функций процесса резания.

В этом методе оптимизация осуществляется по двум параметрам -интенсивности резания R и стойкости инструмента Т. Метод с одно! стороны отражает взаимодействие инструмент - заготовка, с другоЕ стороны определяет параметры режима резания с точки зрения экономики, не оперируя при этом абсолютными значениями денежных vmi временных затрат. Обобщенная целевая функция I = I (R, Т) вида

А А

I = Л + —— + (2)

0 R RT

может быть применена для описания стоимостного, производительност-ного и прибыльного критерия, а также для критерия максимальной интенсивности удаления припуска.

Если рассматривать R и Т как функции трех независимых

переменных s , v и h: р

R = R(s, v , h) и T = T(s, v , h) , (3)

p p

то условия существования экстремали функционала (2) можно найти с помощью теории неявных функций, приравняв нулю якобианы :

J = Т) = О, J = 5(R- Т) = О и J =^-П = 0 . (4)

sv 3(s, v ) hv 8(h, v ) hs 5(h, s)

p p

Отсюда можно получить аналитическое выражение для функции называемой характеристической функцией "интенсивность резания - стойкость

инструмента" (R-T-FÎ в пространстве v - s - h :

p

3R(v , s, h) 3T(v , s, h) 3T(v , s, h) 3R(v , s, h)

P__P_ _ P__P_ _ Q

3s ôv ôs ôv ,

p p l

3R(v , s, h) 3T(v , s, h) , 3T(v , s, h) 3R(v , s, h)

P__P__P__P_ _ Q

ЗЬ 8У ЗЪ ЭУ

р р

Характеристическая функция является геометрическим местом

потенциальных оптимальных рабочих точек, в которых заданной

интенсивности резания соответствует экстремальное значение

стойкости инструмента. Семейство Й-Т функций для разных значений

>ипусков представляет собой многообразие экстремалей допускающее .сширения и предполагающее доопределения. Наиболее рациональным >едставляется доопределение по условию снятия заданного объема »ипуска, так как это дает возможность повысить долевое содержание длинного времени при одновременном его сокращении за счет совмещен заключительно-подготовительных операций со сменой инструмента.

Заданному припуску соответствует глобальная оптимальная точка, торую следует поддерживать при неизменных условиях обработки, нако под действием возмущений, т.е. несоответствии припуска твердости обрабатываемого материала, может эта точка оказаться приемлиемой на некоторое время обработки. В таком случае система равления переводит рабочую точку по заведомо выбранным трассам ближайшую устойчивую точку локального оптимума.

Для реализации такой сгатегии оптимизации механообработки обходимо решить проблему получения действительной информации процессе резания и снять ограничения накладываемые на режим зания техническими возможностями системы управления, т.е. сширить допустимую область по координатам 5 и

Во второй главе рассматривается расширение области допустимых

жимов по координате б, которое достигается путем повышения бротности воспроизведения траектории контурных систем ЧПУ й ,

ределенной кале отношение модуля вектора контурной скорости

модулю вектора контурной ошибки с :

°УС = ' 1?к1 К (В)

Анализируются методы контурного управления программным ижением станков с ЧПУ с точки зрения оптимизации режимов резания, лается вывод, что в традиционных, г.е. разомкнутых системах ЧПУ параметрической формой задания траектории оптимизация контурного равления в смысле достижения максимальной добротности Б

уС

зможна только за счет повышения требований к составляющим ее мпонентам. Однако традиционные методы повышения добротности, которым относятся ПИЛ законы регулирования на основе координатных ибок и принципы комбинированного управления к настоящему моменту черпали свои возможности и даже незначительное улучшение доброт-:ти требует неприемлемых по экономическим соображениям дополни-пьных затрат информационного обеспечения и наращивания вычисли-пьных ресурсов управления. Поэтому более рациональным путем зышения добротности систем ЧПУ является совершенствование струк-эной организации, в частности построение замкнутых систем ЧПУ.

В замкнутых системах ЧПУ воспроизводимая трекгория L задана в неявном виде пересечением поверхностей :

L: F^q) = О . F (q) = О , (7)

и уравнением движения по ней :

3F (q)/Sq х SF (q)/3q

v T(t) = nod v (t) -----— ■ (8)

k |3F (q)/Sq x aF^ql/aqj

где q = (x, y, z)T - вектор координат действительной точки объекта управления, удаленной от идеальной траектории по нормали на величину контурной ошибки с , v^ контурная скорость.

Это позволяет по действительным координатам рабочего органа и уравнениям поверхностей найти отклонения от них и использовать эту информацию для управления. В тахой структурно - алгоритмической организации контурной системы приводы координат и управляющая ЭВМ охвачены единой обратной связью, система ЧПУ становится замкнутой в целом и приводы подач управляются взаимосвязанно. Действительные координаты использованы для решения интерполяционной задачи, то есть для генерации контурной скорости из' текущего положения рабочего органа, стабилизации траектории и минимизации отклонения от нее (рис. 2). Получаемое при з-гом реальное повышение добротности Dvc в п раз означает, что заданную траекторию можно воспроизводить

с п раз высшей контурной скоростью при сохранении точности, или с п раз высшей точностью при сохранении контурной скорости

(производительности) или можно в /~п раз увеличить контурную скорость и точность одновременно.

Важным свойством замкнутых систем ЧПУ является возможность оптимального изменения контурной скорости внутри любого кадра управляющей программы и контроль контурной ошибки с , как основной

составляющей суммармой ошибки изготовления детали.

Контурное движение рабочего органа при формообразовании постоянно возмущается силами резания. Эти возмущения лучше компенсируются в замкнутой системе ЧПУ, чем в разомкнутой, так как замкнутая система является регулятором траектории и ее действие направленно на ликвидацию контурной ошибки |cfc|> независимо от

причин и механизма ее возникновения. Для достижения консерватизма со стороны сил резания, достаточно управление главным приводом поставить в зависимость от динамического состояния системы в целом, т. е. дополнить вектор глобальной обратной связи компонентами фазовых координат ПГД.

Синтез алгоритмов управления замкнутых систем ЧПУ осуществлял-с помощью метода структурного синтеза систем функционального /лирования Бойчука Л. М., основанного на предварительном задании амики невязок выходных координат объекта управления. В соствет-ии с зтим методом и принципом построения замкнутой контурной гемы в качестве невязок выбраны контурная ошибка е^ и ошибка по

эости с . В результате процедуры синтеза получено управление и

* пг

ощее три составляющие - тангенциальную и , задающую продольное

кение рабочего органа и пропорциональную модулю контурной

эости, нормальную О", формируемую на основе контурной ошибки

зрректирующую движение рабочего органа кратчайшим путем к задан-

траектории и нормальную СР. компенсирующую инерционности

;кта управления. Полученный алгоритм управления является сцией вектора состояния и параметров объекта управления. В третьей главе рассматривается расширение области допустимых

1мов по координате V , которое достигается решением проблемы

р

зода главного движения (ПГД), суть которой состоит в том, чтобы :печитъ:

епрерывность глубокого регулирования скорости, присущую чисто стрическим системам,

ольшой диапазон изменения максимально допустимого момента, ¡хтерный для чисто механических зубчатых передач с изменяющимся эфициентом редукции.

Этим требованиям отвечает система, структурная схема которой «едена на рис. 4. Система имеет следующие отличительные ¡екности :

регулируемый привод, содержащий первичный преобразователь :трической энергии 1 и бесступенчатый вариатор скорости, имеет >дин, а два выходных вала 2, 3;

ахцый из выходных валов двухстепенного вариатора скорости ДВС тгаегся со шпинделем через обособленные кинематические цепи 6, со ступенчато изменяемыми передаточными числами, которые »вокупности образуют коробку скоростей - ступенчатый вариатор юсти и момента 4;

:истема управления 7 содержит решающее устройство, выраба-1кнцее по заданному значению линейной скорюсти резания и диаметру 'румента (или текущему диаметру заготовки) напряжение, юрциональное угловой скорости шпинделя, которое используется сигнал управления скоростями выходных валов ДВС и изменением даточных чисел кинематических цепей.

Принцип работы привода состоит в том, что по мерю изменения скорости шпинделя внешняя нагрузка прикладывается поочередно то к одному, то к другому валу ДВС. В освободившейся от нагрузки кинематической цепи передаточное число изменяется так, чтобы к моменту достижения скорости загруженной степени свободы ДВС своего предельного значения, например, максимального, приведенное к выходу значение минимальной скорости степени свободы, готовящейся принять нагрузку, полностью совпало с текущим значением скорости на шпинделе. Такое изменение передаточных чисел и скорости выходных валов ДВС обеспечивает плавный переход из одного частного диапазона изменения скорости шпинделя в смежный. В период перехода мощность от первичного преобразователя к шпинделю передается параллельными потоками через обе степени свободы ДВС по обеим кинематическим ветвям. Долевое содержание мощности разгружающейся ветви изменяется от единицы до нуля, а для загружающейся от нуля до единицы.

Проведена оптимизация параметров силовой части привода, который с числом ступеней q = 8 т- 4 позволяет устанавливать скорость резания в общем диапазоне D = 2500, при атом в верхней части

и

с диапазоном D = 250 при постоянстве мощности резания.

UN

Четвертая глава посвящена исследованиям свойств системы

управления оптимизирующей процессы резания, построенной на основе предложенных структур подсистем формообразования и стружко-отделения. В частности оценивается эффективность такой системы, а также повышение производительности и динамической точности обработки по отдельным подсистемах.

Исследования свойств подсистемы формообразования проводились методами имитационного моделирования на ЭВМ. Имитационная модель для т рё хко о рдинат но го вертикального фрезерного станка получена в предположении о несущественности нелинейностей и сосредоточенности параметров несущей системы станка. Модель приводов подач и главного движения исходит из структуры систем подчиненного регулирования параметров движения и состоит из регуляторов положения, скорости и контура тока. Модель разомкнутой системы ЧПУ использует независимое регулирование по всем координатным движениям. Модель в целом замкнутой системы представляет собой три имитационные модели электроприводов подач, связанные по заданию алгоритмами управления и взаимосвязанные через блок расчета контурной ошибки с .

Сравнительные исследования замкнутых и разомкнутых подсистем формообразования позволяют сделать следующие выводы (рис. 5): - замкнутая система ЧПУ с П-регулятором траектории и неусеченнъш алгоритмом управления позволяет повысить добротность воспроизве-

¡кия траектории в два раза по сравнению с традиционной системой;

использование ГШ-регулятора траектории дает возможность еще >льше, т.е. в 3 - 4 раза, повысить добротность воспроизведения )аектории по сравнению с традиционной системой.

Исследования замкнутых и разомкнутых систем ЧПУ в условиях фугого объекта управления позволяют дать оценку колебательным юцессам в таких системах. Переход к ЗС ЧПУ при круговой интер->ляции позволяет применить привода подач с полосой пропускания >льше резонансной частоты механизма и увеличить коэффициент усиле-1я регулятора траектории при меньшей степени колебательности «одной координаты.

Проведен аналитический анализ эффективности применения широко-;гулируемого ПГД для обработки цилиндрической, сферической, кони-;ской и торцевой поверхностей. Полученные зависимости сокращения цшинного времени при обработке с оптимальным значением скорости ;зания для этих поверхностей приведены на рис. 6, из которого щно, что сокращение машинного времени достигает предельных значе-1Й для диапазона обрабатываемых диаметров ь 8. Это означает, что >зможкости режущего инструмента могут быть полностью использованы, :ли ПГД сможет обеспечить автоматическое бесступенчатое изменение :орос?и шпинделя в обе стороны в 8 или более раз.

Оценка эффективности используемой стратегии оптимизации пропса резания проводилась расчетом относительного увеличения хэизводительности обработки ЗР при применении адаптивного давления по сравнении с ручным управлением при условии снятия данного объема припуска:

5Р = / Ьр , (9)

шт ШТ

, а р

16 шт шт " штУчное время Для адаптивного и ручного управления (ответственно.

Сравнение проводилось для фрезерной обработки стали при ширине >езерования В = 38мм, глубине фрезерования от 5 до 12,5 мм и стой-ютной зависимости вида:

I 1=14,90 - 11,31 1п V + 2, 33(1п V )2- 23,70 1п э + 3, 40(1п б )2-

р р г г

■ 8,43 1п Ь + 7,99 1п v 1п г + 3,88 1п v 1п Ь + 4,03 1п э 1п Ь.

р 2 р 2.

Расчет выполнялся для четырех значений отношения максимальной минимальной глубины фрезерования Ъ /Ь = (1,25; 1,5; 2; 2,5).

тах ш1п

[италось, что припуск распределен симметрично относительно значе-:я Ь = (Ь +Ь )/2, причем рассматривались четыре разных ва-

ср тах 1п1п

анта изменил припуска на длине заготовки Ь, когда Ь достигается

ср

шах ккк

10

100

2, 2, 2, 1.1 1.! 1,' 1,; 1,

а) РС ЧПУ

б) 3С ЧПУ Р-рег. усеченный

е) ЗС ЧПУ Р-рег.

полный г) ЗС ЧПУ Р1-рег.

200

I I

400 800

Рис. 5.

1600

I

3200 мм/мин

а, 6 ..... - --------

б) торец в) сфера В 1 г) цилиндр

г

г 1 1 1 I 1 I 1 ■ 1 -

5 6 7 Рис. 6.

10 0 /V

шах т1п

6Р

2,0

1.5

1,0+

1.0

!

1.5

I

2,0 Рис. 7.

2.5 Ь /Ь

гоа х т 1 п

растоянии 1 = (L/2; L/4; L/8; L/16) от начала заготовки, ученные зависимости относительного повышения производительности аботки, приведенные на рис. 7, показывают эффективность атегии оптимизации, основанной на R-T функциях, и позволяют водить сравнения производственных характеристик станка редлагаемой системой ЧПУ для разных условий резания металлов.

В приложении приведены программа имитационного моделирования

лгоритмы воспроизведения типовых траекторий в замкнутых системах

ОСНОВНЫЕ НАУЧНЬЕ И ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕЗУЛЬТАТЫ

1. Предложены принципы структурно-алгоритмической организации кнутых контурных систем программного управления, позволяющие ысить добротность воспроизведения траектории системы ЧПУ арировать контурную скорость v^ в любом кадре управляющей

граммы независимо от вида воспроизводимой траектории, без личения информационных, энергетических и вычислительных ресурсов ройства управления.

2. Предложен главный привод, позволяющий бесступенчато и не-рывно в широких пределах изменять оптимальным образом скорость

ания v при постоянстве мощности резания, р

3. Разработана стратегия и тактика непосредственной оптими-ии процесса резания с учетом ограниченности энергетических, ормационных и вычислительных ресурсов, выделенных для реализации и управления на основе перевода системы из глобального окальный оптимум с использованием обобщенных видов статической инамической оптимизации.

4. Разработаны процедура и структура имитационного моделиро-ия контурных систем оптимизирующих процессы резания, позволяющие аждок конкретном случае исследовать эмергентные свойства различ-

структур систем ЧПУ металлорежущими станками и экспериментально ить вопрос рационального распределения ресурсов управления.

ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Dusek В., Sklenifika Л., Fiala J. Koncepce progra-itelného interface systémù fady NURIS. DNT VÛAP 1985 // Novinky Jtomatizaônich prostfedcich koncernu ZAVT.- Praha: CSVTS VÛAP, 5.- s. 1B-14B.- (на чешском).

2. Lang P., Dusek B. ftidici systémy NURIS-BOS pro f izeni Jbsluènych obrâbëcich strojû. DNT VÛAP 1986 // Novinky Jbomatizacnich prostfedcich koncernu ZAVT.- Praha: CSVTS VUAP, 3.- s. 1А-14А,- (на чешском).

3. Duâek В. Programovatelny interface stroje s mikropro-cèsorem 8086 pro systémy NURIS // Mini~mikropoôita£e 1986. - Praha: DT CSVTS Praha. 1986.- s. 6.1-6.12.- (на чешском).

4. Duâek В. Programovatelny logicky kontrolér systémû NURIS (standard) // NURIS NS 730, Zâkladni vlastnosti, struktura, obsiuha a programovâni.- Praha: CSVTS VÛOSO, 1987.- s. III/1-III/15. - (на чешском).

5. Duâek В. , Lang. P. Zkouâky PLC 6âsti systémû NURIS se stroji. // DNT VÛAP 1988. Novinky v automatizainich prostredcich ZAVT.- Praha: CSVTS VÛAP, 1988.- s. 1H-11H.- (на чешском).

6. Duâek В. Koncepce mikroprocesorovych CHC systémû optimalizujicich rezné procesy // Mini-aikropoSitaôe 1988,- Praha: DT CSVTS Praha, 1988.- s. 93-107,- (на чешском).

7. Duâek В. Struktura a algorltmickà organizace optimalizujicich CNC systémû // Minipo5ita6e-aikropoôitaôe. Sbornik prednââek.- Praha: DT CSVTS Praha, 1990.- s. 5-15,- (на чешском).

_ 8. Autorské osvëdfceni АО 261901. Zapojeni mikroprocesorového ridiciho systémû. Lang P., Bla2ek V. , Duâek B. a kol. (на чешском).

9. Autorské osvédôeni A0 256847. Zapojeni pro pfizpûsobeni ridiciho systémû ke stroji. Lang P., Duâek B., Kondr J., Pujman J. - (на чешском).

10. Autorské osvëdceni A0 256848. Zapojeni pfizpûsobovaciho obvodu ridiciho systémû s velkym pofitem vstupnich a vystupnich signâlû. Lang P., Dusek В., Kondr 3., Souâek Л.- (на чешском).

11. Autorské osvëdceni A0 256846. Zapojeni pro sledovâni stavu signalu z rizeného stroje. Duâek B. a kol.- (на чешском).

12. Autorské osvëdceni A0 261582. Zapojeni ridiciho bloku pracovniho vretena. Lang P., Duâek В a kol.- (на чешском).

Подписано к печати 1.3.91. Тираж 100 экз.

Бесплатно

Отпечатано на принтере ВУАП 140 00 Прага, Оградни ул. , 65.