Повышение эффективности мониторинга технического состояния металлорежущего оборудования на основе разработанной информационно-измерительной системы

• Автор: Порватов, Артур Николаевич
• Шифр специальности: 05.11.16
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 156 с. : ил.

Оглавление
Оглавление
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. АНАЛИЗ ПРОБЛЕМЫ СБОРА И ОБРАБОТКИ ИЗМЕРИТЕЛЬНОЙ ИНФОРМАЦИИ ДЛЯ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ МОНИТОРИНГА ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ

МЕТАЛЛОРЕЖУЩИХСТАНКОВ

1.1 Методы и средства регистрации и обработки информации о техническом состоянии металлорежущего оборудования
1.2 Контроль технического состояния металлорежущего оборудования- по механическим параметрам
1.3 Информационно-измерительные системы, используемые в составе технологического оборудования

1.4 Постановка задачи исследования

ГЛАВА 2. СХЕМОТЕХНИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ИЗМЕРИТЕЛЬНОЙ СИСТЕМЫ

2.1 Структурные схемы систем мониторинга и диагностики
2.2 Математическая модель процесса резания, как исходные данные для разработки измерительных систем
2.3 Создание математических и схемотехнических моделей чувствительных элементов
2.4 Описание моделей аналоговых и аналого-цифровых блоков
2.5 Описание модели линий связи и соединений
2.6. Идентификация параметров моделей
2.7. Проверка адекватности разработанных моделей
2.8. Выводы по второй главе
ГЛАВА 3. РАЗРАБОТКА ИНФОРМАЦИОННО-ИЗМЕРИТЕЛЬНОЙ-СИСТЕМЫ МОНИТОРИНГА ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ МЕТАЛЛОРЕЖУЩЕГО СТАНОЧНОГО ОБОРУДОВАНИЯ
3.1. Выбор аппаратных средств регистрации механических параметров
3.2. Методы снижения помех в измерительных сигналах
3.3 Описание алгоритмов обработки измерительных сигналов
3.4 Интеграция с системой числового программного управления станка
3.5 Оценка чувствительности информационно-измерительной системы
3.6 Описание специального программного обеспечения
3.7 Особенности работы информационно-измерительной системы
ГЛАВА 4. ИСПЫТАНИЕ ИНФОРМАЦИОННО-ИЗМЕРИТЕЛЬНОЙ СИСТЕМЫ В СОСТАВЕ СРЕДСТВ ДИАГНОСТИРОВАНИЯ
4.1 Объекты внедрения ИИС
4.2 Исследование системы в составе автоматизированного стенда на базе токарного станка
4.3 Исследование автоматизированного стенда на базе фрезерного станка130
4.4 Результаты экспериментов и выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Приложение 1. Протокол обмена информацией и командами между системой
диагностики и У ЧГТУ
Приложение 2. Характеристики ВШВ
Приложение 3. Технические характеристики КХ>41
Приложение 4. Свидетельство о регистрации
ЛИТЕРАТУРА

ВВЕДЕНИЕ
Важное место в системе подготовки производства занимает вопрос сбора и обработки информации о техническом состоянии технологического оборудования и управления техпроцессом на основе этой информации. В процессе эксплуатации металлорежущего оборудования могут возникнуть различные нарушения работоспособности, приводящие к простою, выходу из строя или поломке инструмента и/или оборудования. При этом на первый план выходит задача разработки и проектирования автоматизированной информационной измерительной системьп контроля и управления (АИИС КиУ), обладающей возможностью не . только диагностировать и прогнозировать техническое состояние станочного оборудования, но и управлять им, изменяя параметры обработки в соответствии с получаемой информацией.
Основой АИИС КиУ является информационно-измерительная система (ИИС), дополненная возможностью влиять на объект исследования.
Известно [57], что применение ИИС контроля технического состояния дает возможность: снизить себестоимость обработки за- счет рационального использования инструмента и сокращения его расхода; повысить производительность обработки путем интенсификации режимов, резания; увеличить надежность работы оборудования вследствие защиты его узлов и механизмов от поломок и преждевременной потери точности; повысить точность обработки за счет исключения работы предельно изношенным инструментом, сократить брак.
В последнее время с бурным развитием математического, программного и компьютерного обеспечения появились новые подходы к технической диагностике. Большой вклад в разработку научного направления, связанного с совершенствованием ИИС и преобразователей информации, внесли Новицкий П.В., Орнатский П.П., Кавалеров Г.И., Темников A.C., Цапенко П.П., Стахов А.П., Филиппов H.A. и многие другие. В России и за рубежом ведутся работы по исследованию и интеграции

методическое (методы анализа и проектирования) и организационное обеспечение (совокупность внутренних документов организации).
Проектирование ИИС обычно начинается с составления технического задания и формулировки технических требований на системном уровне. Далее проводится проверка реализуемости технических требований и функциональный синтез системы, определяющий взаимосвязи между ее компонентами. После определения взаимосвязи между компонентами системы выполняется разработка электрических схем, синтез топологии будущей системы, ее оптимизация и верификация (обоснование достоверности).
В настоящее время этапы синтеза, оптимизации и верификации топологии ИИС, ее электрических схем и соединений, а также проверку функционирования алгоритмов и программ, позволяют выполнять специальные САПР [21], предназначенные для проектирования аналоговых и цифровых схем, моделирования их работы. Кроме этого использование подобных САПР при проектировании и исследовании измерительных систем, состоящих из измерительных каналов регистрации различных физических величин, позволяет проводить виртуальные эксперименты на общей базе, например, при метода электромеханических аналогий [51]. Большинство подобных САПР используют специальные языки описания электронных схем (SPICE, VHDL, VERILOG), наибольшее распространение из которых
получил язык SPICE (Simulation Program with Integrated Circuit Emphasis), позволяющий проводить моделирование аналоговых, цифровых и
смешанных схем.
До появления САПР с поддержкой языка SPICE проектирование электронных цепей выполнялось методом макетирования, т.е. собирался макет электронной цепи, содержащий реальные электрические компоненты. С помощью паяльника, осциллографа и вольтметра выполнялась
оптимизация структуры, подбор наилучших значений параметров,