Структурное моделирование и синтез системы автоматического управления процессом шлифования на координатно-шлифовальном станке

• Автор: Медведев, Александр Сергеевич
• Шифр специальности: 05.13.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Самара
• Количество страниц: 97 с. : ил.

1 Современное состояние проблемы управления процессом прецизионного шлифования и постановка задачи исследования

1.1 Технологические основы прецизионного шлифования.

1.1.1 Автономный электропривод подачи шлифовального круга.

1.1.2 Электропривод подачи шлифовального круга с помощью синхронной пары

1.1.3 Электропривод подачи шлифовального круга путем доворота с по

мошыо шлифовальной головки

1.2 Управление процессом тонкого шлифования на координатношлифовальных станках.

1.3 Постановка задачи исследования

2 Идентификация процесса тонкого врезного шлифования

2.1 Математическая модель и структурное представления операции тонкого шлифования.

2.2 Математическая модель и структурное представление асинхронного электродвигателя шлифовального круга
2.3 Структурная схема процесса тонкого шлифования как объект системы автоматического управления им.
2.4 Анализ влияния режущей способности круга на динамику процесса тонкого шлифования
2.5 Аппроксимация аналитического описания процесса шлифования.
2.6 Алгоритмизация процесса шлифования
2.7 Оценка влияния вариации параметров объекта управления на динамические и статические показатели качества
3 Структурнопараметрический синтез системы автоматического управления процессом тонкого шлифования.
3.1 Структурный синтез САУ обеспечения точности тонкого шлифования
3.2.1 Параметрический синтез регуляторов скорости и положения САУ подачи шлифовального круга.
3.2.2 Параметрический синтез регулятора скорости САУ высокоскоростного электрошпинделя.
3.2.3 Структурное моделирование систем автоматического управления процессом шлифования при предварительной настройке регуляторов и анализ показателей качества управления
3.3 Параметрический синтез регулятора скорости и задатчика интенсивности из условий обеспечения граничных условий процесса шлифования
4 Экспериментальные исследования системы автоматического управления процессом тонкого шлифования.
4.1 Определение передаточной функции двигателя электрошпинделя. .
4.2 Определение передаточной функции двигателя по возмущению
4.3 Определение передаточной функции процесса шлифования
4.4 Определения эффективности нового алгоритма
Заключение
Библиографический список Приложение.
Введение


Весьма важным здесь является оценка износа оборудования по его функциональному износу, который включает технологический износ и делает ненужным станок в результате появления на рынке новых прогрессивных технологий, и моральный износ вследствие развития и удешевления производства станка изза изменений конструкции. В этой связи процесс актуальных исследований в области развития машиностроения и станкостроения можно представить в виде, показанном на рисунке В1. Рисунок В. Спрос на рынке нового оборудования, в основном, крупными предприятиями по государственному заказу или заказу естественных монополий. Эти предприятия выступают и в качестве основных потребителей высокопроизводительного импортного оборудования. Основная группа машиностроительных предприятий не имеет таких средств, и удовлетворяются за счет закупок недорогого массового универсального металлообрабатывающего оборудования, для чего активно используется вторичный рынок. На этом рынке решающую роль играет модернизация существующих конструкций станков, отвечающих функциональному назначению и не испытывающего морального износа как по конструкции, так и потенциальным возможностям ведения технологического процесса. СФ4. Оснащение станка современной системой ЧПУ. Оснащение станка современными цифровыми электроприводами на базе синхронных и асинхронных двигателей с частотным управлением. Обеспечение повышения производительности труда и точности за счт внедрения передовых алгоритмов управления. Повышения гибкости и универсальности станков, концентрации в одном станке возможностей реализации большего числа технологических операций. Вопросам исследования процесса шлифования посвящается ряд работ выполненных для целей подшипниковой промышленности. К их числу относятся работы Грановского Г. И., Грановского В. Г. 4, Тараненко В. Л., Митрофанова В. Г. 5, Михелькевича В. Н. 6, Кургана В. П., Абакумова А. М. 7, Решетова А. И. Однако ими были разработаны системы управления процессом шлифования, работающих по циклу черновое, чистовое, шлифование и выхаживание. Для целей тонкого шлифования отсутствуют этапы чернового, чистового шлифования и несколько модифицирована процедура выхаживания. Выполняемая работа посвящена глубокой модернизации координатношлифовальных станков с ЧПУ, обеспечивающих точность класса С мкм. Диссертационная работа выполняется в рамках федеральной государственной программы Развитие точного машиностроения и станкостроения, а также программы Министерства Образования Российской Федерации Прецизионные и нанометрические технологии обработки, сборки и контроля. Предметом исследования данной работы является повышение производительности и качества обработки деталей на координатношлифовальном станке с ЧПУ. Цель настоящей работы заключается в разработке нового алгоритма и системы автоматического управления процессом шлифования на прецизионных координатношлифовальных станках, реализующего управление процессом на протяжении всей технологической операции и обеспечивающего существенное повышение производительности станка при заявленной точности. Идентификация процесса тонкого шлифования совместно с высокоскоростным электрошпинделем как объекта системы автоматического управления. Разработка алгоритма управления процессом шлифования в функции стабилизации среднего значения тока высокоскоростного электрошпинделя. Структурнопараметрический синтез системы автоматического управления процессом шлифования. Исследование эффективности управления процессом тонкого шлифования при релейном изменении роллирующего воздействия. Методы исследования Решение поставленных задач основано на использовании методов математического моделирования, имитационного моделирования, системного анализа, теории автоматического управления, теории электропривода, разделов технологии машиностроения. Разработана математическая модель процесса тонкого шлифования деталей на координатношлифовальном станке с ЧПУ как объекта системы автоматического управления. Разработан алгоритм управления процессом шлифования, позволяющий контролировать технологическую операцию и обеспечивающий повышение производительности при заявленной точности станка. Проведн структурнопараметрический синтез системы автоматического управления тонкого шлифования для станка с ЧПУ.