Повышение эффективности электроэрозионной обработки и качества обработанной поверхности на основе подходов искусственного интеллекта

• Автор: Сарилов, Михаил Юрьевич
• Шифр специальности: 05.03.01
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Комсомольск-на-Амуре
• Количество страниц: 389 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССОВ ЭЛЕКТРОЭРОЗИОННОЙ ОБРАБОТКИ. ПОСТАНОВКА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ
1.1. Современное состояние теории электрической эрозии
1.2. Виды электроэрозионной обработки, ее производительность, точность и качество
1.3. Особенности выбора режима при черновой и чистовой обработке
1.4. Современное состояние вопросов эффективности применения электроэрозионной обработки
1.5. Механизмы возникновения неустойчивости процесса электроэрозионной обработки
1.6. Синергетика и неравновесная термодинамика электроэрозионного процесса
1.7. Постановка задачи исследования. Цель и задачи работы
ГЛАВА 2. МЕТОДЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ И ТЕОРЕТИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ
2.1. Описание объекта экспериментальных исследований, измерительных преобразователей и применяемой аппаратуры для наблюдения и записи результатов
2.2. Методики проведения экспериментальных и теоретических исследований
2.3. Процесс электроэрозионной обработки как динамическая система
2.4. Критерии нелинейной динамики для исследования процесса электроэрозионной обработки
2.5. Методика исследования ЭЭО с помощью сигналов акустической эмиссии
2.6. Выводы по главе

ГЛАВА 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССОВ ЭЛЕКТРОЭРОЗИОННОЙ ОБРАБОТКИ
3 Л. Исследование износа электрода-инструмента и электрода-заготовки при единичном импульсе
3.2. Исследование геометрических параметров единичных лунок
3.3. Исследование тепловых явлений при электроэрозионной обработке
3.4. Исследование влияния режимов обработки на производительность и шероховатость
3.5. Повышение стабильности процесса электроэрозионной обработки
3.6. Расчет профилирующей части электрода-инструмента
3.7. Выводы по главе
ГЛАВА 4. ОПТИМИЗАЦИЯ РЕЖИМОВ ЭЛЕКТРОЭРОЗИОННОЙ ОБРАБОТКИ
4.1. Оптимизация технологических процессов
4.1.1. Необходимые условия для применения оптимизационных методов
4.1.2. Принципы построения математических моделей технологических процессов для задач оптимизации
4.1.3. Стратегия оптимизационного исследования и методы решения задач оптимизации технологических объектов
4.2. Оптимизация режимов ЭЭО на основе экономических критериев
4.3. Оптимизация режимов ЭЭО при формообразовании стальных заготовок медными электродами
4.4. Оптимизация электроэрозионной обработки с применением экспертных систем
4.5. Выводы по главе

ГЛАВА 5. АНАЛИЗ УСТОЙЧИВОСТИ ПРОЦЕССА ЭЛЕКТРОЭРОЗИОННОЙ ОБРАБОТКИ НА ОСНОВЕ ПОДХОДОВ НЕЛИНЕЙНОЙ ДИНАМИКИ
5.1. Оценка фрактальности исследуемого процесса
5.2. Оценка устойчивости электроэрозионной обработки на основе критериев нелинейной динамики
5.3 Установление корреляционной зависимости между фрактальной размерностью сигнала АЭ, шероховатостью и структуры обработанной поверхности
5.4. Выводы по главе
ГЛАВА 6. ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ЭЛЕКТРОЭРОЗИОННОЙ ОБРАБОТКИ ПУТЕМ ПРИМЕНЕНИЯ ПОДХОДОВ ИСКУССТВЕННОГО ИНТЕЛЛЕКТА
6.1. Применение методов искусственного интеллекта в системах управления технологическим процессом электроэрозионной обработки
6.2. Структурно-энергетический подход к моделированию процесса ЭЭО
6.3. Адаптивное управление электроэрозионным станком на основе анализа устойчивости процесса обработки
6.4. Результаты практической реализации научной работы
6.5. Выводы по главе
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 299 Приложения

Ведутся исследования процесса с целью повышения производительности ЭЭО, разработка новых генераторов импульсов, станков, обеспечивающих регулирование режимов в процессе обработки детали в соответствии с изменением размера обрабатываемой поверхности и условий ведения процесса. В 2003 г. одним из ведущих мировых производителей электроэрозионных станков, японской фирмой БосИс был выпущен станок, оснащенный нейросетевой системой адаптивного управления.
В настоящее время опробовано большое число схем формообразования при ЭЭО /229/, однако наиболее широко используются схемы прошивания при прямолинейном поступательном движении ЭИ и вырезание электродом-проволокой.
Повысить производительность электроэрозионной обработки можно за счет сокращения скважности импульсов при этом без существенного снижения качества обработанной поверхности 191. В свою очередь уменьшение скважности импульсов возможно за счет конструирования и создания «непрерывного» генератора импульсов.
Еще одним способом значительного повышения производительности ЭЭО при одновременном обеспечении высокого качества обработанной поверхности, относящихся к организационным, является разделение операций на черновой и чистовой проходы со сменой инструмента и соответствующим изменением режима обработки.
Некоторые зарубежные фирмы уже разработали электроэрозионные копировально-прошивочные станки с ЧПУ типа СИС с автоматической сменой инструмента /63/. Основная цель таких станков та же, что и при создании металлорежущих станков типа «обрабатывающий центр» - повышение производительности за счет централизации операций, в том числе черновых и чистовых.
Чтобы разделение операций ЭЭО на чистовые и черновые проходы было эффективным с точки зрения производительности и точности обработки, необходимо обеспечить возможно более равномерный износ ЭИ; в противном случае при