Разработка интегрированной системы диагностики и управления процессами обработки на токарных станках с ЧПУ

• Автор: Проскуряков, Николай Александрович
• Шифр специальности: 05.03.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Тюмень
• Количество страниц: 217 с. : ил.

1. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ОБРАБОТКИ НА СТАНКАХ С ПРОГРАММНЫМ УПРАВЛЕНИЕМ И РАБОТОСПОСОБНОСТЬ РЕЖУЩЕГО ИНСТРУМЕНТА ПРИ ВЫРАБОТКЕ ЭКСПЛУАТАЦИОННОГО РЕСУРСА И ИЗНОСЕ СТАНКОВ С ЧПУ.
СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ
1Л. Проблемы обеспечения размерной точности обработки и работоспособности режущего инструмента в современном механообрабатывающем производстве при выработке эксплуатационного ресурса и износе станков с ЧПУ
1.2. Проблемы оптимизации процесса резания, критерии оптимальности, системы и параметры регулирования, управление обработкой на токарных станках с ЧПУ
1.3. Системы программного управления, информационноизмерительные системы и их эффективность при обработке
на станках с ЧПУ
1.4. Проблемы, состояние вопроса и задачи исследования
2. МОДЕЛЬ И ПРОГРАММНО-АППАРАТНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ИНТЕГРИРОВАННОЙ СИСТЕМЫ ДИАГНОСТИКИ И УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССАМИ ОБРАБОТКИ НА ТОКАРНЫХ СТАНКАХ С ЧПУ
2.1. Формулирование задачи оптимального управления точностью обработки на токарном станке с ЧПУ
2.2. Модель интегрированной системы диагностики и
управления процессами обработки на токарных станках с ЧПУ
2.3. Структура программного обеспечения интегрированной системы диагностики и управления процессами обработки
на токарных станках с ЧПУ
2.4. Формирование программно-аппаратного комплекса интегрированной системы диагностики и управления
обработкой на токарных станках с ЧПУ
2.5. Выводы по разделу
3. ИССЛЕДОВАНИЕ ОТКЛОНЕНИЙ ГЕОМЕТРИЧЕСКОЙ
ФОРМЫ, ДЕФОРМАЦИЙ И ПЕРЕМЕЩЕНИЙ ЭЛЕМЕНТОВ
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ СИСТЕМ И ИХ ДИАГНОСТИКА ПРИ
ОБРАБОТКЕ НА ТОКАРНЫХ СТАНКАХ С ЧПУ
3.1. Установки и аппаратура для диагностики отклонений формы, деформаций и перемещений в технологических системах с шаговым и следящим приводом подач токарных станков с ЧПУ
3.2. Исследование отклонений от прямолинейности перемещений исполнительных рабочих станков с ЧПУ и погрешностей отсчета координат при изменении нагрузок в технологических системах
3.3. Деформации и перемещения элементов технологических систем станков с ЧПУ при их силовом и температурном нагружении
3.4. Математическая модель погрешностей и определение величины коррекции траектории движения формообразующего режущего инструмента при обработке на токарных станках с программным управлением
3.5. Выводы по разделу
4. СИСТЕМА РЕЗАНИЯ И ОПЕРАТИВНАЯ ДИАГНОСТИКА
НАГРУЖЕНИЯ РЕЖУЩЕГО ИНСТРУМЕНТА В ПРОЦЕССЕ
ОБРАБОТКИ НА ТОКАРНЫХ СТАНКАХ С ЧПУ
4.1. Формулирование критерия оптимальности и модель взаимосвязи параметров системы резания при обработке на токарных станках с ЧПУ
4.2. Определение составляющих силы резания по рассогласованию положения в следящем приводе станка с ЧПУ
4.3. Оперативная коррекция траекторий движения формообразующего режущего инструмента,
компенсирующая погрешности обработки на токарных

станках с программным управлением

4.4. Устройства для оперативной диагностики режимов силового и температурного нагружения режущего инструмента. Компенсация износа режущего инструмента при размерной обработке на токарных станках с ЧПУ
4.5. Выводы по разделу
ПОВЫШЕНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ
ОБРАБОТКИ И РАБОТОСПОСОБНОСТИ РЕЖУЩЕГО
ИНСТРУМЕНТА ПРИ ТОЧЕНИИ НА ТОКАРНЫХ СТАНКАХ
С ЧПУ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ИНТЕГРИРОВАННЫХ
СИСТЕМ ДИАГНОСТИКИ И УПРАВЛЕНИЯ
5.1. Интерфейс оператора интегрированной системы диагностики и управления от РСИС процессами обработки
на токарных станках с ЧПУ
5.2. Повышение качества обработки и размерной точности формообразования деталей точением при использовании интегрированных систем диагностики и управления от РСИС процессами обработки на токарных станках с ЧПУ
5.3. Повышение эффективности эксплуатации и использование оригинальных конструкций сборного инструмента повышенной работоспособности при обработке на токарных станках с ЧПУ
5.4. Снижение трудоемкости, повышение производительности и технико-экономической эффективности использования технологического оборудования при его реновации и переоснащении интегрированными системами диагностики
и управления обработкой на токарных станках с ЧПУ
5.5. Выводы по разделу
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
ПРИЛОЖЕНИЯ

сложных, иерархически связанных уровней. Внутри информационноизмерительного уровня можно выделить систему сбора информации от датчиков ТС и систему обработки информации. Исполнительный уровень разделен на несколько модулей по числу независимых приводов и т.д.
Интерфейс оператора ИСДУ является самым верхним уровнем иерархии программного обеспечения ИСДУ и обеспечивает доступ к технологическим и информационным ресурсам системы управления в различных режимах работы ИСДУ, в том числе в режиме диагностики погрешностей ТС, в режиме ручного и программного управления обработкой на станке с ЧПУ. Кроме того, интерфейс оператора ИСДУ выполняет функции информационного канала и коммуникационной шины в процессе передачи сигналов управления, измерения, контроля и диагностики между программными модулями различных уровней в процессе их работы.
Драйверы устройств «ввода-вывода» - это пакет системного программного обеспечения, осуществляющий управление периферийными устройствами в составе технологического оборудования посредством программируемых контроллеров устройств «ввода-вывода» в режиме реального масштаба времени.
Состав прикладного и системного программного обеспечения интегрированной системы диагностики и управления обработкой на токарном станке с ЧПУ представлен на рисунке 2.4 б.
Некоторым средним звеном в иерархии структуры программного обеспечения ИСДУ являются пакеты программного обеспечения, включающие в себя УС-приложения и РС-приложения.
УС-приложения - часть системного программного обеспечения ИСДУ, формирующая среду для выполнения основных задач программного управления, в том числе управления следящим приводом, обеспечения цикла интерполяции и коррекции траектории движения формообразующего режущего инструмента, обеспечения измерительного цикла, связь с электроавтоматикой технологического оборудования и т.д. Функционирование программного обеспе-