Обеспечение точности автоматизированной системы управления продольным профилем нежестких валов при токарной обработке путем повышения эффективности обратной связи

• Автор: Кравченко, Станислав Алексеевич
• Шифр специальности: 05.13.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Саратов
• Количество страниц: 179 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

Условные обозначения и сокращения

Введение
Глава 1. Анализ особенностей управления процессом токарной обработки нежестких валов. Постановка задачи работы

1.1 Особенности обработки нежестких валов

1.2 Структурная схема процесса резания как объекта управления

1.3 Обзор существующих систем управления процессом токарной обработки нежестких валов
1.3.1 Система управления продольным профилем путем корректировки положения резца по поперечной оси

1.3.2 Каскадная система управления продольным профилем

1.3.3 Система программного управления продольным профилем валов

1.3.4 Система управления профилем нежесткого вала при токарной обработке по настраиваемому копиру
1.3.5 Автоматизированная система управления продольным профилем нежестких валов при токарной обработке
1.4 Анализ систем управления. Постановка задачи работы
Глава 2. Выявление путей доработки объекта управления для создания условий эффективной работы обратной связи
2.1 Обзор методов синтеза систем управления
2.2 Постановка расширенной задачи управления и методика ее решения
2.3 Выбор первых этапов решения задачи повышения эффективности обратной связи системы управления процессом
токарной обработки
Глава 3. Решение задачи повышения эффективности обратной связи внешнего контура системы управления
3.1 Исследование влияния величины транспортного запаздывания

на эффективность работы системы
3.2 Исследование влияния интенсивности среднечастотной составляющей возмущений на эффективность работы системы управления
3.3 Исследование влияния переменной составляющей силы
резания на точность обработки нежестких валов
3.4 Разработка контура управления силой резания путем
корректировки продольной подачи
3.4.1 Функциональная и структурная схема системы управления
3.4.2 Идентификация моделей элементов системы
3.4.3 Идентификация модели объекта управления
3.4.4 Построение модели возмущающего воздействия
3.4.5 Синтез и анализ эффективности регулятора силы резания
3.4.6 Исследование грубости системы управления
Глава 4. Структура и математическая модель динамического компенсатора
4.1 Исследование влияния взаимосвязи силы резания и положения
резца по поперечной оси на эффективность системы
4.2 Синтез ЛКГ-регулятора для многомерного объекта управления
силой резания и положением инструмента по поперечной оси
4.3 Динамическая компенсации взаимного влияния каналов
управления
4.4 Система управления силой резания и положением инструмента с динамической компенсацией 113 Глава 5 Система управления продольным профилем нежестких валов
с новой структурой и алгоритмом управления
5.1 Система управления продольным профилем нежестких валов с
новой структурой и алгоритмом управления
5.2 Реализация разработанной системы управления

Заключение и основные выводы по работе
Список используемых источников
Приложение 1 Программно-аппаратное обеспечение экспериментальных исследований
Приложение 2 Модели объекта управления в пространстве состояний
Приложение 3 Листинги программного обеспечения в среде Ма11аЬ
Приложение 4 Экспериментальные данные

вом этапе по априорной информации о параметрах заготовки, требуемых параметрах поверхности определяются оптимальные режимы резания и геометрические параметры режущего инструмента.
На втором этапе на основе получаемых в процессе обработки информации о шероховатости получаемой поверхности производится корректировка параметров режущего инструмента и режимных параметров.
Необходимость корректировки режимов резания на основании полученных в процессе резания реальных данных о качественных показателях поверхности связана с тем, что, хотя расчет оптимальных режимных параметров режимов резания нашел достаточное освещение в ряде книг, в общем случае этот вопрос не решен вследствие того, что используемые модели получаются очень сложными и недостаточно точными. В моделях не отражаются физические явления, имеющие место при резании металла; используются эмпирические выражения, дающие приблизительные зависимости. В силу этого модели не могут быть успешно применены для оптимизации процессов резани и корректировку режимов резания, соответствующую второму этапу, производят по результатам измерения шероховатости поверхности обработанных деталей.
В [35] при исследовании взаимосвязи силы, мощности, общего уровня вибрации с шероховатостью поверхности установлено, что минимумы шероховатости и общего уровня вибрации совпадают. Выявлено, что в наибольшей степени с шероховатостью поверхности связаны интегральные оценки автокорреляционной функции виброакустических колебаний в системе резец-деталь, что создает предпосылки для создания автоматизированных систем мониторинга и управления микрогеометрическими параметрами поверхности обработанных деталей.
Рассматриваемая система решает задачу управления размерными параметрами, представляющими собой медленные движения по сравнению с вибрационными процессами, обуславливаемыми быстрыми движениями элементов механической системы станка. Задача управления микрогеометрическими параметрами решается путем оптимизации режимов резания для исключения