Структурное моделирование и алгоритм управления подвижными органами обрабатывающего центра с целью обеспечения требуемой динамической точности инструмента при воспроизведении заданной траектории

• Автор: Пешев, Ярослав Иванович
• Шифр специальности: 05.13.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Самара
• Количество страниц: 206 с. : ил.

Введение

Г. Постановка проблемы. Дели и задачи исследованиям

1.1 Аетуазьность. применения обрабатывающих центров в машиностроительном производстве

1.2 Проблемы обеспечения точности прецизионных

многооперационных станков.

1.3 Общие сведения о назначении, конструкции и принципа действия обрабатывающего центра СМФ4.

1.4 Целн.и задачи исследования.

2 Формирование погрешности прецизионного1 металлорежущего

станка и с структурирование

Математическое моделирование электромеханических исполнительных устройств как объектов управления
2.Г.1 Представление линейной интерполирующей координаты X как автономного сепаратного канала
2.1.2 Представление линейной интерполирующей координаты У как. автономного сепаратного канала
2Л.З Представление линейной интерполирующей координаты 2 как автономного сепаратного канала
2.2 Моделирование межканальных связей линейных интерполирующих координат.
2.2.1 Моделирование канала реакции линейной интерполирующей
координаты Xна внешние силовые возмущающие воздействия
2.2.2 Моделирование составляющих собственной помехи линейной интерполирующей координаты X
2.2.3 Моделирование канала реакции линейной интерполирующей
координаты Г на внешние силовые возмущающие воздействия.
2.2.4 Моделирование составляющих собственной помехи линейной интерполирующей координаты У
2.2.5 Моделирование канала реакции линейной интерполирующей координаты 2на внешние возмущающие воздействия
2.2.6 Моделирование составляющих, собственной помехи линейной интерполирующей координаты 2 .1
2.2.7 Модель, формирования погрешности положения инструмента, в рабочем пространстве станка
Выводьгпо главе .
3 Моделирование процесса формирования погрешности положения инструмента в рабочем пространстве станка
3.1 Моделирование линейных интерполирующих координат как автономных сепаратных каналов.
3.1.1 Методикам расчта, параметров автономного сепаратного каналалинейной интерполирующей координаты. .
3 1.2 Методика расчта параметров автономного сепаратного канала линейной интерполирующей координаты У. .
.3 Методика, расчта параметров автономного, сепаратного канала линейной.интерполирующей координаты 2
3.2 Моделирование формирования, погрешности положения инструмента в рабочем пространстве станка.
.1 Моделирование взаимовлияния линейных интерполирующих. координат приютработке линейной интерполяции. . ЛТ
.2 Моделирование, влияния, на текущее, положениерабочих органовлинейных интерполирующих координат Ху V и 2 внешнего динамического силового возмущающего воздействия.
3. Моделирование формирования погрешности положения инструмента в рабочем пространстве станка при технологическом процессе шлифования с осцилляцией шпиндельной бабкой
3.2.4 Влияние скоростной ошибки на точность отработки круговойинтерполяции .
3.2.5 Моделирование формирования погрешности положения инструмента в рабочем пространстве станка при технологической операции автоматической смены инструмента
Выводы по главе
4 Критерии формирования траекторий движения подвижных органов формообразующих линейных интерполирующих координат X и для обеспечения заданной погрешности положения, инструмента в рабочем пространстве станка и повышение эксплуатационной наджности обрабатывающего центра.
4.1 Критерий формирования траекторий движения стола и салазок дляобеспечения заданной погрешности положения инструмента в рабочем пространстве станка при отработке линейной интерполяции.
4.2 Критерий формирования траекторий движения стола и салазок для обеспечения заданной погрешности положения инструмента в рабочем пространстве станка при отработке круговой интерполяции.
4.3 Алгоритм управления САУ формообразующими линейными интерполирующими координатами X и при отработке линейной и круговой видов интерполяций.
4.3.1 Алгоритм управления САУ формообразующими линейными интерполирующими координатами X и при отработке линейной
. интерполяции
4.3.2 Алгоритм управления САУ формообразующими линейными интерполирующими координатами X и при отработке круговой интерполяции
4.4 Разработка алгоритма управления электроприводом механизма смены инструмента с целью повышения эксплуатационной наджности обрабатывающего центра.
Выводы по главе
Заключение.
Библиографический список.
Приложение.
ВВЕДЕНИЕ


Особое место среди станков с УЧПУ занимают прецизионные многооперационные станки обрабатывающие центры, которые, несмотря на свою сравнительно высокую стоимость, позволяют получить значительную экономическую эффективность их использования, особенно при обработке корпусных деталей и деталей сложной конструкции. Согласно прогнозу , к году ежегодное потребление металлорежущего оборудования предприятиями машиностроения, в том числе ВПК составит 0 единиц станки 0, КПО 0 общей стоимостью до 3 миллиардов долларов США. Станки с УЧПУ составят штук, в том числе обрабатывающие центры штук, ГПС необходимо поставлять систем в год. Согласно процесс управления станком можно представить в виде организации вектора управляющих воздействий на электроприводы подач интерполирующих координат и рабочий инструмент электропривод главного движения. Однако проблема стабильного обеспечения точности связана не только с динамикой позиционноследящих электроприводов, но и с динамикой несущей системы станка. Внешние силовые возмущения, действующие на станок, вызывают деформацию его неподвижных корпусных деталей станины, стойки. Указанные перемещения, как правило, колеблются от единиц до десятков мкм, но оказывают значительное влияние на технологическую и эксплуатационную наджности прецизионных станков класса точности С. Так в координатных сверлильнофрезернорасточных станках, под действием сил резания, веса перемещающихся узлов и обрабатываемой детали станина испытывает деформации изгиба и кручения, что приводит к изменению взаимного положения рабочего инструмента и детали, снижению точности перемещения и позиционирования подвижных органов интерполирующих координат по направляющим, а также к увеличению интенсивности износа направляющих. Подвижные узлы стол, салазки, шпиндельная бабка линейных интерполирующих координат металлорежущих станков реализованы в виде ползунов перемещающиеся на направляющих скольженияили качения. Вес обрабатываемой детали и рабочего органа, силы и моменты, резания, воздействуя на такой ползун, вызывают различные по величине контактные деформации в направляющих. Различные степень износа и условия смазки одной и другой направляющих приводят к различным силам тренияв них. Эти физические процессы, в конечном счете, обуславливают потерю точности положения ползуна, возможность возникновения фрикционных автоколебаний ползуна и более интенсивный износ направляющих. На сегодняшний день проблема разворота, и. Сдругими видаминаправляющих. В прецизионных станках широкое применение нашли направляющие качения с сепараторами . Значительнук погрешность на точность положения рабочего инструмента относительно заданных координат вносят его осевые и радиальные биения, жсткости, температурные деформации и виброустойчивость . С . Такая классификация, должна определяться прежде всего природой возникновения возмущающих помех снижающих точность станка,, с учтом этого, погрешности в положении инструментдеталь можно разделить на две категории статические и динамические. Проблема компенсации статических ошибок носящих конструктивнотехнологическую основу может решаться тремя путями. Первый из них предполагает устранение, статической погрешности за счт соответствующей компоновки, станка, установкии базирования деталей имеханизмов станка, применение новых конструкционных материалов, увеличения жсткостиконструкций несущей системы, отвод тепла из областей, тепловыделения Второй путь. Величина, корректирующих воздействий определяется расчтным путм исходя из анализа действующих помех или возмущений. Третье нестандартное направление повышения точности станков, основано на автоматическом управлении несущими элементами . При этом формируются вектора специальных воздействий на систему несущих, элементов в зависимости от величины и знака относительного положения этих элементов Указанные воздействия создаются силовыми средствами малых перемещений гидравлическими,. Примером может служить система автоматической компенсации силовых деформаций станины САКСД 8 , ,. Динамические погрешности имеют крайне сложную природу возникновения, и зачастую носят случайный характер. Рисунок 1.