Повышение точности изготовления деталей на обрабатывающих центрах путем коррекции пространственных перемещений

• Автор: Кузьминский, Дмитрий Леонидович
• Шифр специальности: 05.02.08
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 172 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕ
1. АНАЛИЗ ИЗВЕСТНЫХ РАБОТ ПО ПОВЫШЕНИЮ ТОЧНОСТИ ОБРАБОТКИ НА СТАНКАХ ЧПУ
1.1 Виды сложнопрофильных деталей и представление формы их поверхностей в системе ЧПУ
1.2 Анализ конструкций многокоординатных станков
1.3 Анализ методов управления точностью обработки на металлорежущих станках с ЧПУ посредством программной коррекции их погрешностей
1.4 Выбор обобщенного показателя качества управления точностью обработки на станках с ЧПУ
1.5 Анализ программного метода коррекции погрешностей металлорежущих станков с ЧПУ
1.5.1 САУ, использующие априорную информацию
1.6 Выводы
1.7 Цель работы
2. РАЗРАБОТКА МАТЕМАТИЧЕСКОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ ИНТЕГРАЦИИ ТЕХНОЛОГИИ ОБРАБОТКИ И КОРРЕКЦИИ УПРАВЛЯЮЩЕЙ ПРОГРАММЫ НА МЕТАЛЛОРЕЖУЩИХ СТАНКАХ
2.1 Теоретические предпосылки математического обеспечения программной коррекции исполнительных движений станка с ЧПУ
2.2 Погрешности вибрации оборудования при резании
2.3 Погрешности следящего привода
2.4 Блок-схема следящего привода подач с коррекцией исполнительных движений станка с ЧПУ
2.5 Алгоритм программной коррекции исполнительных движений станка с ЧПУ
2.6 Матричный метод описания структуры металлорежущего станка с ЧПУ
2.7 Кинематика движения смежных звеньев станка относительно друг друга

2.8 Статистические оценки точности вектора состояния
2.9 Выводы
3. РАЗРАБОТКА ПРОГРАММНО-МАТЕМАТИЧЕСКОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ
3.1 Программно-математическое обеспечение поддержки и принятия решений для оценки пространственной точности станка
3.1.1 Расчетное моделирование конструкции станка в MSC.VISUALNASTRAN
3.1.2 Разработка программного обеспечения для расчета пространственной размерной цепи
3.1.2.1 Принцип работы модуля Solid Works
3.1.2.2 Принцип работы модуля MatLab
3.1.2.3 Принцип работы модуля Nastran
3.1.2.4 Принцип работы модуля Lab View
3.1.2.5 Принцип работы модуля САМ
3.1.2.6 Программная оболочка комплекса РПРЦ
3.2 Базисные компоненты информационной базы данных моделей модулей элементов технологической системы
3.2.1 Разработка базы данных для САМ системы
3.2.2 Разработка базы данных инструмента и материалов
3.2.3 Разработка стратегии обработки
3.3 Выводы
4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ И ОПРЕДЕЛЕНИЕ СОСТАВЛЯЮЩИХ ПРОСТРАНСТВЕННОЙ ГЕОМЕТРИЧЕСКОЙ ТОЧНОСТИ СТАНКА
4.1 Методика измерения точность позиционирования рабочих органов станка
4.2 Экспериментальное исследование и определение точности позиционирования рабочих органов станка

4.3 Разработка испытательного комплекса для измерения точности шпиндельного узла станка
4.3.1 Вихретоковый преобразователь перемещения (ВТПП)
4.3.2 Соединительный блок ВИС 2
4.3.3 Плата расширения ПА()Сагс1-6062Е
4.3.3 Программное обеспечение для обработки сигнала с датчиков
4.4 Экспериментальное измерение точности шпиндельного узла станка с помощью разработанного испытательного комплекса
4.5 Экспериментальная проверка адекватности скорректированной, на основании пространственной точности, технологии обработки изделия .
4.6 Проверка адекватности результатов работы в условиях реального производства
4.7 Выводы
5. ОБОБЩЕННАЯ ОЦЕНКА ТЕОРЕТИКО-ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ ПРОВЕДЕННЫХ В РАБОТЕ
5.1 Систематизация и оценка полученных результатов
5.2 Сопоставление и обобщение результатов анализа научноинформационных источников и теоретико-экспериментальных исследований
5.3 Разработка рекомендаций по возможности практического применения научных результатов работы в реальном секторе экономики и внедрения методик расчета в научно-образовательный процесс
5.4 Выводы
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЕ

X,, Х,+1 - значение координат в крайних точках ; и / + 1 интервала дискретизации;
Хф - текущее значение координаты, расположенное между / -ой и / +1 -ой точками.
Основной недостаток этих воспроизводящих функций — большой расход памяти. Этот недостаток можно уменьшить путем аппроксимации погрешностей элемента некоторым полиномом вида [9]:
*Ф=ао +5>. 'X, + 5>, -Х.-Х, + 2Х ■X,
(2.2)
1=1 1,1=] :=] 4

где X,, X - текущее значение координат;
а - постоянные коэффициенты.
Так как число коэффициентов (2.2) относительно невелико, то использование аппроксимирующего полинома для приближенного представления воспроизводящей функции дает существенное уменьшение требуемой памяти.
Рассмотрим трехмерные элементы в виде прямоугольного параллелепипеда. Воспроизводящую функцию для него с восемью узловыми точками можно представить в следующем виде:
єДх)=а0 + ]>>, -X, + £«„-X, -X, +Й-Х, -Х2 -Х
/=1 /.7=

(2.3)
Восемь коэффициентов определяются из условия:
є" = Я0 + 5>, • + IX • х," • х; + Ъ ■ X? ■ X? ■ X? (2 4)
так, что Еф(х) можно записать в виде єф(х)=єм ■ , где N = 1, 2,
Если начало системы координат расположено в центре элемента, то будем иметь: