Автоматизированная система управления формообразованием на основе моделирования процесса формирования отклонений комплекса показателей точности : На примере токарных операций

• Автор: Балабанов, Игорь Петрович
• Шифр специальности: 05.13.06, 05.03.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Набережные Челны
• Количество страниц: 181 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Оглавление

Перечень условных обозначений.

Введение

1 Анализ информационного обеспечения систем автоматизированного управления качеством

1.1 Анализ современных автоматизированных систем управления процессов формообразования
1.1.1 Тенденции развития автоматизированных систем управления объектами машиностроительной отрасли

1.1.2 Система требований к АСУ.

1.1.3 Анализ управляющих систем станочного оборудования .

1.2 Анализ информативности измерений стандартизованных показателей точности элементов деталей
1.3 Адекватность современных математических моделей отклонений точности при формообразовании
1.3.1 Размерные цепи.
1.3.2 Системы координат в технологических и измерительных комплексах.
1.3.3 Модели тепловых деформаций.
1.4 Информативность современных статистических методов управления точностью
1.5 Анализ данных обзора и постановка задач
2 Систематизация формирования отклонений показателей точности
2.1 Система требований к информационному обеспечению АСУ
2.1.1 Требования и система задач управления точностью в современном производстве
2.1.2 Характеристики идеальной продукции
2.2 Модель процесса формирования измеряемого отклонения показателя точности
2.2.1 Схема процесса формообразования в технологической системе координат
2.2.2 Система циклов базирования в технологической системе координат.
2.2.3 Общая схема идентификации положения взаимодействующих модулей.
3 Математическое моделирование процессов формообразования партии деталей
3.1 Идентификация условий формообразования партии деталей
3.1.1 Методика идентификации системы исходных данных партии заготовок
3.1.2 Идентификация модулей технологической системы
3.2 Определение уравнения траектории движения полюсов формообразования
3.2.1 Заготовительная ветвь
3.2.2 Инструментальная ветвь.
3.3 Расчт отклонений в точке траектории движения полюсов в процессе формообразования.
3.3.1 Расчт координаты положения инструментального полюса.
3.3.2 Расчт координаты положения заготовительного полюса
4 Управление точностью с применением АСУ
4.1 Систематизация функций АСУ.
4.2 Пример решения прямой задачи выполнение ответственного
заказа.
Заключение
Библиографический список используемой литературы.
Приложение

ПЕРЕЧЕНЬ УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ
ЖЦ жизненный цикл
СК система координат
СКЗ Система координат заготовки ТСК технологическая система координат ФО формообразование
ФОЭ формообразующий элемент
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность


Данная система предполагает создание на предприятии единого информационного пространства с интегрированной системой поддержки производимого изделия, что позволит максимально сократить затраты и время на подготовку производства. Структуру информации определяют процессы жизненного цикла изделия (ЖЦ) (рисунок 1. Маркетинговы Й анализ Тех. Чертежи, тех. Проектирование и анализ тех. Маршрутная и тех. Эксплуатация изделий [ система 1 ®х ЦБДИАСУ /Д® ) 4. Проектирование и инж. Мониторинг эксплуатации Учет эксплуатацией ных САПР оснастки н оборудования Чертежи, тех. Предпродажная подготовка / 5. АСУ Тех. Испытание изделий 6. АСУТП- испытанис Чертежи, тех. Рисунок 1. В основу такого анализа авторы [3] рекомендуют положить “имитационное моделирование”. Безусловно в таком инструменте, позволяющем моделировать процесс изготовления изделия и оценить его конкурентоспособность ещё на этапе проецирования, будет нуждаться любое предприятие. Можно выделить три основных составляющих, обеспечивающих развитие систем управления: техническая составляющая, программная и информационная (математические модели) []. Мура [2], технические системы все больше соединяются с электронными [6], а программному обеспечению всегда требовалось только точка приложения [2]), то в применении математических моделей очевиден застой, хотя именно они в первую очередь являются основой для всей системы управления [2]. При анализе публикаций последнего десятилетия в области математических моделей АСУ замечено, что подавляющее большинство авторов попросту адаптируют ранее разработанные модели для реализации современными вычислительными средствами [,, , , , , 0, 9 и др]. В этих случаях, как правило, математические модели остаются без внесения принципиальных изменений на уровне х-х годов XX века. К таковым можно отнести работы группы авторов Олейника В. А., Протасова [0] или В. И.Ванина В. А., Жирнякова В. В., и др. Они, например предлагают, для построения моделей зубошлифовального станка с гидравлическими связями, использовать широко распространенную методику построения внутренних цепей металлорежущих станков рассчитанную на современной ПЭВМ. Большинство методик -х годов двадцатого века строились под информационные и технические возможности тех лет. В них изначально закладывалось значительное количество экспертных решений, наличие эмпирических коэффициентов, при том, что степень системности и полноты исходных данных остаётся весьма невысокой. Поэтому простое копирование подобных методик на ПЭВМ в лучшем случае повысит скорость вычислений, но ни в коем случае не позволит повысить их адекватность. В итоге значительные объёмы расчётов на основе этих моделей будут создавать избыточную информацию. Такой путь для реального повышения точности изготовления продукции является тупиковым. Так, Зюбин В. Е. в работе [] все управляющие механизмы сложных технологических процессов представляет в виде укрупнённых схем, а его описание этих схем сводится к определению назначения каждого блока. Очевидно, что при таком подходе, автор, в лучшем случае, может формализовать информационные связи на основе стандартной документации, но до анализа содержания самого технологического процесса он не добрался, без чего невозможно управлять точностью и качеством выпускаемой продукции. Основным направлением развития АСУ точностью обработки на текущий момент многие авторы видят имитационное моделирование этих процессов, но при этом обходятся только общими формулами. Так в [9], совершенно отсутствует описание структуры и взаимосвязей составных элементов. Часто предпринимаются попытки перенести в автоматизацию уже известные методы из других областей наук. Например, в работе [8] Наместников А. М. и Ярушкина Н. Г. предлагают применять при построении технических систем г енетическое моделирование. Основной идеей работы служит создание (смешивание) и отбор подходящих популяций на основе начальных исходных данных. Правила формирования исходных данных в статье не определены, механизмы создания популяций в технической системе не расписаны, исходная модель не представлена. Успешная реализация данного проекта обязательно требует пересмотра существующей методики формирования исходных данных по моделируемой технологической системе.