Автоматизированная система управления качеством процесса обработки деталей в условиях неопределенности

• Автор: Сормов, Сергей Игоревич
• Шифр специальности: 05.13.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Оренбург
• Количество страниц: 137 с. : ил.

1. Технологическая эффективность обработки на станках с программным управлением. Состояние вопроса.
1.1 Проблемы обеспечения размерной точности обработки в современном механообрабатывающем производстве при выработке эксплуатационного ресурса и износе станков с ЧПУ.
1.2 Проблемы оптимизации процесса резания, критерии оптимальности, системы и параметры регулирования, управление обработкой на токарных станках с ЧПУ
1.3 Системы программного управления, информационно измерительные системы и их эффективность при обработке на станках с ЧПУ.

1.4 Проблемы и состояние вопроса

2 Разработка моделей и методик оценки параметров, частных и обобщенных критериев качества процесса обработки деталей на оборудовании с ЧПУ в условиях неопределенности.
2.1 Методики математической формализации неопределенных параметров системы управления процессом обработки деталей на оборудовании с ЧПУ
2.2 Разработка математической модели компонентов процесса контроля и управления точностью обработки деталей на токарных станках с ЧПУ с привлечением математических методов теории нечетких множеств

2.2.1 Система настройки инструмента.

2.2.2 Система настройки оборудования

2.2.3 Система управления

2.2.3.1 Нечеткая модель системы управления
2.2.3.2 Четкая модель системы управления
2.3 Анализ математической модели объекта производства детали
2.4 Построение математической модели детали.
2.5 Структурное многомерное описание детали.
2.6 Построение многомерной математической модели детали с помощью контуров
2.7 Выводы
3. Разработка автоматизированной системы управления процессом обработки деталей.
3.1 Анализ возмущающих воздействий, воздействующих на технологический процесс обработки деталей
3.2 Определение параметра оптимизации возмущающих воздействий
3.3 Алгоритм самопрограммирования режимов резания процесса обработки деталей на токарных станках с ЧПУ
3.4 Методика управления точностью процесса обработки деталей и схема аппаратнопрограммного комплекса управления процессом обработки деталей на токарном станке с ЧПУ
3.5 Выводы
4. Экспериментальные исследования автоматизированной системы управления процессом обработки деталей.
4.1 Аппаратнопрограммный комплекс для проведения испытаний автоматизированной системы контроля и управления процессом обработки деталей и методика их проведения
4.2 Теоретические и экспериментальные характеристики системы контроля и управления процессом высокоточной обработки деталей
4.2.1 Анализ процесса обработки деталей
4.2.2 Корреляционный анализ процесса обработки деталей.
4.3 Выводы.
Заключение.
Перечень используемых источников.
Приложение А Акты внедрения результатов работы.
Приложение Б Код программы реализующей методики определения параметров процесса обработки деталей на токарном станке с ЧПУ.
Введение


Эти зависимости не учитывают всего многообразия факторов, действующих в реальных условиях в каждый данный момент времени. Наличие жесткой программы, предписывающей исполнение фиксированных траекторий и режимов резания, зачастую ведет к снижению производительности, так как при программировании не могут быть учтены особенности обработки каждой детали и расчет ведется по среднестатистическим данным, причем исходные граничные условия должны выбираться по наихудшим вариантам. Нередки случаи, когда запрограммированная технология режимы резания и траектория перемещения инструмента оказывается непригодной, например, изза плохого схода стружки при этом неизбежны переделки программы. Эти недостатки не исключаются даже при использовании систем с ЧПУ. Чтобы преодолеть эти недостатки необходимо наличие системы управления, которая позволит оптимизировать процесс обработки каждой детали благодаря использованию текущей информации по параметрам, определяющим условия и качество процесса резания. Данную информацию можно получать с помощью датчиков обратной связи в ходе процесса резания. Также система управления должна иметь блок самопрограммирования режимов резания, т. Задачу построения такой системы управления можно определить как задачу самопрограммирования с оптимизацией обработки и ее решение возможно на основе методов адаптивного управления, где блок самопрограммирования режимов резания может быть эффективно реализован с привлечением математических методов теории нечетких множеств. Нечеткие методы можно применять совместно с традиционными алгоритмами управления, используя наилучшие черты различных подходов. Исходя из выше сказанного, можно утверждать, что задача создания подобной системы управления технологическим процессом обработки деталей представляется актуальной. Предметом исследования данной работы является повышение качества обработки деталей на оборудовании с ЧПУ по параметру точности на основе адаптивных методов, а так же технологические процессы обработки деталей на оборудовании с ЧПУ и программное обеспечение АСУ этих процессов. Целью настоящей работы является повышение качества обработки деталей машино и приборостроения на станках с ЧПУ. Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи. Разработать математическую модель компонентов процесса контроля и управления точностью обработки деталей на токарных станках с ЧПУ с привлечением математических методов теории нечетких множеств. Разработать алгоритм самопрограммирования режимов резания и методику управления точностью процесса обработки деталей на токарных станках с ЧПУ. Разработать аппаратнопрограммный комплекс управления точностью процесса обработки деталей на токарных станках с ЧПУ. Оценить эффективность разработанного аппаратнопрограммного комплекса управления точностью процесса обработки деталей на токарных станках с ЧПУ. Методы исследования Решение поставленных в диссертационной работе задач основано на использовании методов математического моделирования, нечетких множеств, имитационного моделирования, системного анализа, теории автоматического управления. Разработана математическая модель компонентов процесса контроля и управления точностью обработки деталей на токарных станках с ЧПУ с привлечением математических методов теории нечетких множеств. Разработан алгоритм и методика управления точностью процесса обработки деталей на токарных станках с ЧПУ, позволяющие с помощью математических методов теории нечетких множеств корректировать режимы резания с целью повышения точности обработки деталей. Проведен анализ возмущающих воздействий влияющих на точность обработки деталей при управлении процессом на основе оборудования с ЧПУ, построен вектор возмущающих воздействий и целевая функция с целью компенсации возмущающих воздействий путем изменения параметров режима резания. Разработан программноаппаратный комплекс для управления процессом обработки деталей на токарных станках с ЧПУ. ЧПУ, оригинальные программные продукты для управления станками, а также разработанный интерфейс оператора станков, оснащаемых системами программного управления типа НЦ.