Управление динамикой механической системы в ходе ее эволюционных преобразований на примере токарной обработки

• Автор: Фам Динь Тунг
• Шифр специальности: 01.02.06, 05.03.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Ростов-на-Дону
• Количество страниц: 258 с. : ил.

Введение

Глава 1. Состояние вопроса. Цель и задачи исследования.

1.1. Основные тенденции совершенствования станков с ЧПУ в интегриро

ванном производстве

1.2. Анализ факторов, влияющих на отклонение траекторий исполнительных элементов от траекторий формообразующих движений.

1.3. Цель и задачи исследования

Глава 2. Исследование особенностей эволюционных преобразований динамической системы резания на основе цифрового моделирования.

2.1. Постановка задач

2.2. Математическая модель эволюционирующей динамической системы резания

2.3. разработка программного комплекса для исследования эволюции динамической системы точения.

2.3.1. Уточнение уравнения динамики с учетом эволюции его параметров

2.3.2. Особенности анализа устойчивости эволюционной траектории
2.3.3. Математические алгоритмы и программный комплекс для анализа эволюционных траекторий .
2.4. Динамическая перестройка системы за счет эволюции матрицы жесткости процесса резания.
2.5. Общий случай динамической перестройки системы за счет эволюции ее параметров.
2.6. Устойчивость эволюционной траектории.
2.7. Выводы.
Глава 3. Экспериментальное изучение эволюционной перестройки динамической системы резания при точении
3.1. Экспериментальная установка. Условия проведения экспериментов
3.2. Основные алгоритмы обработки экспериментальной информации
3.3. Экспериментальное изучение эволюции корней характеристического полинома динамической системы резания и параметров динамической характеристики процесса резания
3.4. Идентификация параметров и ядер интегрального оператора
3.5. Вывод
Глава 4. Пути управления точностью процесса обработки деталей на станках токарной группы с учетом эволюции процесса резания
4.1. Связь эволюционных преобразований системы с точностью обработки при точении.
4.2. Повышение точности обработки на основе использования имитационной модели эволюции системы при точении на основе управления траекториями движения суппорта.
4.3. Повышение точности обработки на основе использования дополнительной рабочей информации о состоянии процесса резания и технологиче
ской системы .
4.3.1. Повышение точности обработки на основе дополнительного оценивания сил резания.
4.3.1. Повышение точности обработки на основе дополнительного оценивания смещения корней харакгеристического полинома АР модели
4.4. Выводы.
5. Заключение. Общие выводы.
6. Список использованной литературы.
Введение


Подналадка координаты инструмента осуществляется по истечении некоторого времени, определяемого, с одной стороны, априорно заданным изменением математического ожидания размера, с другой, его дисперсией и доверительной вероятностью отказа по точности. Это малопроизводительный метод, так как требует большого числа гарантированных подналадок. В этом случае система управления имеет дополнительную измерительную операцию, на которой с помощью измерительного устройства определяется размер. Тогда в силах резания программируется размер и строится управление таким образом, чтобы, изменяя скорость подачи или положение инструмента относительно оси вращения детали, обеспечивать программируемые значения сил. Этот способ назван адаптивным управлением. Он разработан в школе МОССТАНКИНа. Однако здесь, строго говоря, используется полная априорная информация о связи сил и размера. АН СССР созданы в полной мере системы адаптивного управления точностью. Координаты несоответствия определяют информацию, на основе которой корректируется программа ЧПУ в направлении уменьшения несоответствия. Тем самым формируется адаптивная система самонастройки программы но критерию точности. Исследования такой системы показали, что е эффективность принципиально зависит от динамики и статистической связанности размера с изменяющимися траекториями исполнительных элементов. Во многих случаях адаптивная процедура не является сходящейся. Здесь используются алгоритмы нечткой логики,. Все приведнные примеры систем направлены на компенсацию несоответствия траекторий исполнительных элементов станка и формообразующих движений. Их анализ показывает, что во всех случаях изменение размера рассматривается как некоторое внешнее проявление изменяющихся условий обработки. Эти изменения можно аппроксимировать в некоторых измеримых координатах. При этом измеримые координаты могут быть коррелированными. Тогда среди них необходимо выбрать те, изменение которых наиболее точно оценивает значение размера. Таким образом, внутренняя структура изменения траекторий остатся не выясненной. Например, установлено, что развитие износа вызывает изменение размера. Однако изменение размера детали значительно превышает размерный износ инструмента. Известно также, что вибрации при неизменном износе и средних силах резания влияют на размер детали . Существуют и другие факторы, влияющие на точность, которые не являются статистически связанными между собой. Здесь, прежде всего, необходимо рассматривать упругие смещения точки равновесия системы инструмент заготовка. Для этого необходимо уметь прогнозировать или оценивать изменения динамической связи, формируемой процессом резания. Подчеркнм, что именно динамическая связь, формируемая процессом резания, наряду с изменениями матриц жсткости подсистемы инструмента и заготовки, при заданных технологических режимах определяет точку равновесия положения вершины инструмента и заготовки. Эта точка, в основном, харакгеризует текущее значение размера. В свою очередь, главный фактор изменения параметров динамической связи определяется эволюционными преобразованиями динамической системы резания. В работах 0, посвящнных моделированию эволюционного развития износа инструмента, показано, что интенсивность износа, вопервых, определяется мощностью необратимых преобразований в зоне резания, вовторых, она зависит от предыстории изменения их мощности по совершенной работе. В свою очередь работа и мощность представляется в координатах состояния системы, включая силы резания, работу сил диссипации и циркуляционных сил. Таким образом, интенсивность износа представляется в координатах состояния системы и выражается в виде интегрального оператора типа оператора Вольтера второго рода. Такое представление характеризует не только существенный шаг в изучении износа инструмента, но и характеризует информационную модель, позволяющую оценивать развитие износа но объективным координатам. Такое представление позволяет также прогнозировать развитие износа, если заданы основные координаты состояния системы в будущем. Естественным развитием представлений о моделировании износа в виде интегрального оператора Вольтера является учт в виде такого же оператора основных параметров динамической характеристики процесса резания.