Повышение производительности и качества автоматизированного гравирования на растровых станках с ЧПУ

• Автор: Стефанова, Нели Николова
• Шифр специальности: 05.03.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 145 с. : ил.

1. Глава 1. Анализ теоретических положений, технологий и технических средств для растровой станочной гравировки
1.1 Теоретические положения растровой технологии и технология гравировки твёрдых материалов
1.2 Энергетические передаточные характеристики материала,
структура пропорционального ЭМП и его передаточная функция
1.3 Растровые гравировальные машины и компьютерные системы управления ими
1.4 Выводы
2. Глава 2. Теоретическое обоснование деформирования материала микро долблением посредством пропорционального электромеханического преобразователя
2.1 Теоретическое обоснование технологических этапов станочной
растровой механической гравировки материала
2.2 Силовые передаточные характеристики материала
2.3 Математическое моделирование энергетических передаточных
характеристик в динамике посредством пакетов МАТНСАЕ), позволяющее при растрировании определить силу удара по материалу для заданной глубины внедрения
2.4 Математические модели узлов ЭМП
2.5 Получение необходимой энергии удара при усреднённой
величине технологического зазора (без его регулирования)
2.6 Экспериментальные исследования усилий резания при
поступательном перемещении индентора в процессе гравировании
2.7 Выводы
3. Глава 3. Технология растрового гравирования материала, обеспечивающая повышение производительности и качества путём регулирования строчной подачи
3.1 Амплитудная и частотная модуляция при растрировании
3.2 Создание метода для рационального определения шага
растрирования и скорости строчной подачи

3.3 Технология растрового гравирования твёрдых материалов, использующая компьютерное растрирование решетчатой функции видеосигнала
3.4. Выводы
4. Глава 4. Разработка и создание следящей головки для растрового формообразования
4.1 Развитие математической модели электромеханического преобразователя, определяющей необходимую величину технологического зазора
4.2 Анализ цепи рабочего перемещения якоря
4.3 Анализ временных составляющих рабочего и обратного перемещений якоря
4.4 Получение необходимой энергии удара путём регулирования конечной скорости якоря посредством задания амплитуды и длительности импульса напряжения (тока) при регулируемой величине технологического зазора
4.5 Создание следящей растровой головки факсимильно -копировального станка
4.6 Динамическая структурная схема и её описание для следящей растровой головки факсимильно - копировального станка
4.7 Выводы
Заключение
Список литературы

ВВЕДЕНИЕ Общая характеристика работы
Актуальность работы. Одной из новых технологий является компьютерное станочное гравирование плоских художественных изделий на поверхностях хрупких материалов, таких как металл, камень, керамика, стекло, и т.д. При этом, изготавливаются копии рисунков на гравюрах, ювелирных украшениях, орнаментах, матрицах и мемориальных плитах. Обязательным условием является обеспечение факсимильности изображения.
Проведённые работы показали, что художественные образы должны воспроизводиться гравированием заготовки на факсимильно-гравировальных станках, оснащенных компьютерными устройствами числового программного управления (СМС).
Характерными особенностями этих станков являются высокая производительность и высокое качество (в том числе факсимильность) гравирования.
Если учесть, что потребность строительной индустрии в перечисленных выше изделиях составляет около 4,5 млн. долларов США в год, то становится очевидной экономическая значимость проблемы и, как следствие, актуальность работы, направленной на её решение.
Художественные образы воспроизводятся растровым гравированием заготовки на факсимильно-копировальных станках, оснащенных компьютерными устройствами числового программного управления. Исходное изображение сканируется и превращается в памяти компьютера в массив пикселей (первичная дискретизация). В дальнейшем, эти пиксели при растрировании превращаются в токовую импульсную последовательность, учитывающую оптическую плотность точек изображения (вторичная дискретизация). Значения токовых импульсов автоматически устанавливаются системой управления с учётом скорости строчной подачи и

Уравнение перемещения для долбяка в этом случае запишется (рис. 2.3, рис. 2.5)
г004(/):=Ы
-0,997-

.13, м
(2.14)
Далее, в момент касания с заготовкой приведённая жёсткость скачком изменяется и становится с5прив =Ю5Н/м(( при этом внедрение
инструмента должно составить г5(/)=АИД =0,1 мм . Траектория перемещения инструмента, который внедрится на глубину 0,1 мм, описывается уравнением (рис. 2.5):
?5(/) :
-0,997
,-0,00015 / /-0,00031

.вт

+ Ф

(2.15)
Скорость долбяка при возврате
ло=—-е /т

Г.СОБ Г
1-т

<-Тп
■+у
(2.16)
в нашем случае запишется
у50(/):= £

г.соб
Г-0,0014 . поо_ .
г Уф — 0,997.8т

( /-0,0018 л

.34 (2.17)
Комплексный график скорости на участках прохода технологического зазора и внедрения долбяка в заготовку запишется уравнением
т05(/) :=»/(/ <0,0021, у004(/), у50(/)) (2.18)
и показан на рис. 2.4.
Комплексный график перемещения на участках прохода технологического зазора и внедрения долбяка в заготовку
г05(/):=;/(/ < 0,00159, г004(/), г5(/)) (2.19)
и приведен на рис.2.5 (линии г004(/), г5(/)).