Синхронизация в системе ЧПУ геометрических и электрических осей электронно-лучевой установки с целью повышения эффективности сварки авиационных конструкций

• Автор: Коваленко, Артем Валерьевич
• Шифр специальности: 05.13.06, 05.07.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 120 с. : ил.

Содержание

Список сокращений.

Введение
Глава 1. Анализ построения современных систем управления на базе ЧПУ и ПЛК. Постановка задачи

1.1. ПЖ как базовое средство автоматизации производственного процесса.

1.2. Обобщенная схема системы ЧПУ. Модули управления электродвигателями как часть системы управления

1.3. Обзор современных систем ЧПУ ведущих производителей.

Их особенности, преимущества и недостатки

1.4. Пути повышения производительности и качества обработки

на ЭЛУ.

Постановка задачи

Глава 2. Исследование процесса сварки в вакууме с позиции управления и автоматизации.
2.1. Физические основы сварки
2.2. Анализ основных исполнительных органов ЭЛУ с позиции управления. Выявление управляемых параметров.
Краткие выводы по главе
Глава 3. Построение математической модели специализированной системы ЧПУ
3.1. Анализ системы ЧПУ с позиции теории автоматического управления.
3.2. Построение и анализ математической модели механического исполнительного органа системы ЧПУ.
3.3. Построение математической модели электрического исполнительного органа системы ЧПУ.
3.4. Формирование функциональной схемы специализированной системы ЧПУ
Краткие выводы по главе
Глава 4. Расширение возможностей системы ЧПУ за счет разработки модуля управления ЭЛП
4.1. Анализ функциональной схемы установки электроннолучевой сварки ЭЛУА
4.2. Разработка специализированной системы ЧПУ для модернизации установки ЭЛУА
4.3. Анализ результатов применения специализированной системы ЧПУ на установке ЭЛУАМ.
Краткие выводы по главе.
Глава 5. Совершенствование технологии обработки экспериментального лонжерона крыла путем применения специализированной системы ЧПУ.
5.1. Особенности изготовления экспериментального лонжерона крыла
5.2. Влияние специализированной системы ЧПУ на технологию сварки экспериментального лонжерона крыла
Краткие выводы по главе
Заключение.
Общие выводы по работе.
Литература


Взаимное перемещение органа, реализующего технологическое воздействие, и обрабатываемой заготовки осуществляется при помощи геометрических осей. Под геометрической станочной осью в данном случае понимается параметр, значение которого соответствует положению определенного исполнительного органа станка и является его управляющей величиной. Кроме геометрических, необходимо рассмотреть оси, реализующие различное технологическое воздействие на обрабатываемую заготовку, например: механическое, электронное, электронно-ионное, фотонное, тепловое, магнитное, электрическое, электромагнитное, звуковое и др. Примерами технологической реализации такого воздействия являются: электронно-лучевая и лазерная сварка, пайка, ионно-вакуумное нанесение покрытия, обработка токами высокой частоты, ультразвуком и т. Такие оси будем называть электрическими осями, так как они реализуют управление обработкой посредством изменения амплитуды и формы для напряжения и тока. В отличие от механообрабатывающего технологического оборудования, установки электронно-лучевой сварки и пайки, лазерной сварки и полировки, ионно-вакуумного нанесения покрытия не имеют типового решения по части управления. Существующие образцы систем управления российского производства для данных видов оборудования (в дальнейшем будем называть такое оборудование комбинированным) являются узкоспециализированными и разрабатываются под каждую технологическую установку индивидуально. Большинство из них построены на базе 1МВ-совместимых персональных компьютеров (ПК) и не обеспечивают достаточной автоматизации производственного процесса, так как являются децентрализованными, то есть, разделены на две частично или полностью независимые системы: для управления геометрическими и электрическими осями. При этом большую часть технологических операций, в том числе синхронизацию управления данными осями, оператор вынужден выполнять в ручном режиме. Ьн (именуемым языком О-команд) [], что значительно снижает удобство работы, усложняет подбор и обучение персонала: операторам и про-граммистам-технологам необходимо дополнительно изучать нестандартные языки для написания управляющих программ. Решением проблемы несовместимости систем управления геометрическими и электрическими осями может стать разработка специализированной системы ЧПУ, позволяющей синхронно управлять геометрическими и электрическими осями, используя при этом управляющие программы, написанные на едином стандартизированном языке. Это также позволит облегчить и ускорить подготовку специалистов для работы на таком оборудовании, обеспечит значительное повышение его производительности и качества обрабатываемых на нем деталей. На основании вышесказанного, тема диссертационной работы является актуальной при непрерывно растущей потребности в современном комбинированном технологическом оборудовании, в условиях отсутствия на рынке (в первую очередь, российском) не только серийно выпускающихся современных систем управления для него, но даже выработанной единой концепции построения таких систем. В основу данной диссертационной работы положены результаты научно-исследовательских работ, выполненных в ОАО «Национальный институт авиационных технологий» («НИАТ») по разработке системы управления установкой электронно-лучевой сварки «ЭЛУ-АМ». Целыо данной диссертационной работы является повышение производительности технологического процесса и качества ЭЛС элементов авиационных конструкций путем применения специализированной системы ЧПУ, позволяющей синхронно управлять геометрическими и электрическими осями. ВКУ) высокой четкости, характеризующегося малой восприимчивостью к внешним помехам и позволяющего с высокой точностью реализовать функцию определения координат стыка свариваемых деталей в автоматическом режиме. Практическая значимость работы состоит в разработке методики построения специализированной системы ЧПУ, предназначенной для синхронного управления геометрическими и электрическими осями ЭЛУ, что позволяет повысить эффективность сварки авиационных конструкций. Основные положения работы опубликованы в 5 печатных работах, докладывались на 2 научно-технических и научно-практических конференциях.