Повышение эффективности функционирования многоцелевых станков на основе управления холостыми перемещениями рабочих органов

• Автор: Азотов, Александр Сергеевич
• Шифр специальности: 05.03.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Тула
• Количество страниц: 136 с. : ил

ф Содержание

ВВЕДЕНИЕ
Глава 1. АНАЛИЗ КАЧЕСТВА ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ. СОСТОЯНИЯ ВОПРОСА

1.1. Анализ факторов эффективности функционирования технологического оборудования

О 1.2. Анализ затрат времени в многооперационных станках

1.3. Анализ влияния компоновок и конструкций станков на вспомогательное время

1.4. Анализ методов сокращения вспомогательного времени

1.5. Выводы по главе 1. Цель и задачи исследования

Глава 2. МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ЭФФЕКТИВНОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ВСПОМОГАТЕЛЬНОГО ВРЕМЕНИ
2.1. Формализация задачи минимизации вспомогательного времени ^ 2.2. Математическая модель построения оптимальной
последовательности переходов для многоцелевых станков
2.3. Математическая модель минимизации холостых перемещений для многоцелевых станков
2.3.1. Плоская модель
2.3.2. Пространственная модель Выводы по главе

0 Глава 3. ОБОСНОВАНИЕ ОБЛАСТЕЙ ПРИМЕНЕНИЯ
МЕТОДОВ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ МНОГОЦЕЛЕВЫХ СТАНКОВ
ЗЛ. Построение классификации компоновочных схем многоцелевых станков
3.2. Конструкторские методы
3.3. Программные методы
3.4. Технологические методы
3.5. Исследование методов повышения эффективности
О функционирования многоцелевых станков
3.6. Исследование результатов моделирования оптимизации траектории холостых перемещений при наличие ограничений
Выводы по главе 3 '
Глава 4. ПРАКТИЧЕСКАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ СПОСОБОВ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ МНОГОЦЕЛЕВЫХ СТАНКОВ
4.1. Оптимизация последовательности переходов
на токарных многоцелевых станках с ЧПУ
^ 4.2. Алгоритм оптимизации траектории холостых перемещений
Выводы по главе 4 ’
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
Современной тенденцией в области станкостроения является создание многоцелевых, многооперационных станков и обрабатывающих центров. Требование увеличения гибкости технологического оборудования приводит к усложнению конструкций станков, в частности вызванной необходимостью увеличения числа режущих инструментов. Возрастают сложность, объем и стоимость средств доставки инструмента в зону резания. Это приводит к увеличению длительности холостых ходов, росту вспомогательного времени, а, следовательно, в конечном итоге - к увеличению себестоимости обработки.
В целях повышения производительности многоцелевых станков и сокращения сроков их окупаемости наметилась тенденция уменьшения основного времени путем ужесточения режимов резания. В результате этого период стойкости инструментов сократился до 15-20 мин, что способствовало дополнительному увеличению вспомогательного времени за счет частой смены инструментов.
Существенным недостатком многооперационных станков является то, что смена режущего инструмента «от реза до реза» происходит по конструктивным соображениям в определенных местах, находящихся на большом удалении от зоны резания. Это приводит к увеличению длительности холостых ходов, к значительному росту времени смены режущего инструмента, а, следовательно, к увеличению себестоимости продукции. Время смены инструмента на отдельных многооперационных станках достигает 45 с и более, что сводит на нет преимущества, обусловленные их гибкостью [5]. Увеличение времени обработки показывает, что функциональные возможности станка, его типоразмер, система ЧПУ и другие подсистемы используются не на полную мощность, т. е. работают не эффективно. Таким образом, под термином эффективность функционирования многоцелевых станков может пониматься мера соответствия затрат времени на обработку детали и
где 1хх, - длина 1-го перемещения инструмента из конечной точки рабочего участка в точку смены инструмента 0 = 1,... ,п);
!хх*+1 - длина ьго перемещения инструмента из точки смены в начальную точку следующего рабочего участка(I =
Ухх- скорость холостых перемещений;
1см, - время смены нго инструмента;
бщф - время индексации магазина для поиска нго инструмента.
При возможности совмещения элементов кадров управляющей программы выражение (2.2) представляется следующим образом:
В смене начальных точек рабочего участка может участвовать не только инструмент, но стол станка производить изменение положения заготовки. Если в этом случае время изменения положения заготовки 1ит будет меньше или равно времени смены инструмента, то вспомогательное время можно будет принять равным /даз- Математически это можно представить как если
Ьтз! ^ Мет, то (ест = /ялз,. (2.5)
Таким образом, общее условие минимальности оперативного времени рассчитывается по формуле
Для исследования влияние последовательности выполнения переходов на вспомогательное время в качестве геометрической интерпретации предложена криволинейная развертка. Она характеризует длину траектории перемещения инструмента во время выполнения цикла
(2.3)
то необходимо искать тш £
(хх/ + ^т+1 V
(2.4)
(2.6)