Автоматизация процесса смены металлорежущего инструмента на многооперационных станках на основе программной диагностики предельного износа

• Автор: Мелкова, Светлана Олеговна
• Шифр специальности: 05.13.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 129 с. : ил

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1 АНАЛИЗ МЕТОДОВ ДИАГНОСТИКИ ИЗНОСА

МЕТАЛЛОРЕЖУЩЕГО ИНСТРУМЕНТА В

АВТОМАТИЗИРОВАННОМ ПРОИЗВОДСТВЕ И АНАЛИЗ

СОВРЕМЕННЫХ УЧИУ.

1.1 Общая картина процессов трения и износа в динамике их развитияб

1.2 Методы контроля металлорежущего инструмента

1.3 Классификация систем диагностики инструментов по их функциональным признакам.

1.4 Анализ методов ускоренных испытаний режущего инструмента.

1.5 Современные подходы к теории резания и управления процессами механообработки

1.6 Принципы построения системы с 1У с открытой архитектурой
1.7 Программная диагностика состояния РИ
1.8 1 остановка задачи исследования
ГЛАВА 2 ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ СОСТОЯНИЯ
МЕТАЛЛОРЕЖУЩЕГО ИНСТРУМЕНТА.
2.1 Модель износа металлорежущего инструмента, основанная на принципе баланса работ.
2.2 Моделирование силового взаимодействия инструмента и заготовки при механической обработке.
2.3 Определение коэффициентов укорочения стружки и трения
2.4 Определение сопротивления деформации на каждом шаге подачи в зависимости от глубины проникновения пластической деформации с учетом теории наследственности.
2.5 Определение скорости и степени деформации.
2.6 Методика определения износа инструмента при токарной обработке геометрическая задача
2.7 Выводы
ГЛАВА 3 РАЗРАБОТКА СИСТЕМЫ ДИАГНОСТИКИ
ПРЕДЕЛЬНОГО ИЗНОСА ИНСТРУМЕНТА
3.1 Алгоритм программной диагностики предельног о износа
инструмента на многооперационных станках с МНУ
3.2 Обобщенный алгоритм смены металлорежущего инструмента
3.3 ВЫВОДЫ.
ГЛАВА 4 РАЗРАБОТКА ИНТЕРФЕЙСА СВЯЗИ ПЭВМ С ЧПУ
4.1 Описание системы СЧПУ 2С
4.2 Анализ принципа действия блока связи с У СЧУ и с БОСИ СЧПУ.
4.3 Выбор и принцип действия порта 10 8
4.4 Разработка блоксхемы и принципиальной схемы интерфейса связи ГУПЭВМ.
4.5 Разработка алгори тма программного обеспечения ин терфейса
4.6 Методика оценки эффективности программной диагностики инструмента.
4.7 ВЫВОДЫ
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ


В работе [] разрушение при изнашивании сводится к постепенному послойному съему металла, когда отделение частиц по физической сущности, не отличается от классического разрушения, различимого по очагам выкрашивания или по магистральному излому, в которых используют результаты экспериментальных исследований. Эту категорию разрушения по причине малых объемов отделяющихся частиц выделяют в особую форму как истирание или изнашивание. Основной проблемой на пути создания систем оперативного контроля и диагностики процесса резания является отсутствие приемлемых по точности и надежных в условиях производства методов непрерывного контроля износа инструмента. В большинстве действующих ГПС устройства контроля РИ базируются на расчете времени резания и сравнения его с расчетной стойкостью, после чего происходит принудительная смена инструмента. Это приводит к тому, что РИ нс использует полностью свой ресурс, при этом необходим контроль за поломкой инструмента, что делает систему контроля недостаточно эффективной и трудоемкой. Другим направлением является определение состояния инструмента в процессе работы или в момент его нахождения в инструментальном магазине. Оба вида такою контроля могут решать сразу две задачи: обеспечение бесперебойной работы ГПС за счет исключения отказов инструмента и предотвращение погрешностей обработки, которые возникают вследствие износа инструмента. В этой связи следует различать два этапа контроля износа инструмента: текущий контроль с целью ввода коррекции (траектории движения, размера инструмента или режимов резания) и контроль предельного износа с целью определения момента обязательной замены изношенного инструмента новым. Контроль предельного износа является наиболее сложным, поскольку нет четких критериев, его определяющих. Методы контроля инструмента подразделяются на прямые и косвенные [9,,,,,,,6] (рис. Прямые методы контроля связаны с непосредственным измерением геометрических параметров инструмента, с помощью которых могут быть определены нарушения (поломка, износ, выкрашивание) технических условий изготовления инструмента. Из прямых методов контроля наибольшее распространение получил контроль инструмента с помощью индикаторных измерительных головок (Кешя1юу) [,,,,,,1]. При этом чувствительный к поломке инструмент, после предварительного вызова подпрограммы, вставляется в шпиндель (суппорт) и подается на устройство уточнения длины, которое установлено в рабочей зоне так, что оно занимает определенное положение относительно заданной (нулевой) точки станка. Затем щупами головки измеряется длина инструмента, и полученное значение сравнивается с программируемым. Для случая, когда система контроля встраивается в систему IV станка используют бесконтактное устройство состоящее из сенсорного датчика (измеряющего силовые линии диэлектрического поля), электронного усилителя полученных сигналов и ЭВМ. Принцип работы датчика [,] основан на измерении напряженности диэлектрического поля между двумя стационарными изолированными электродами и измерительным зондом, между которыми в отсутствие полей существует нулевой потенциал. Прямые методы контроля не позволяют осуществлять оперативную диагностику и прогнозировать выход инструмента из строя, т. Прямые методы измерения не позволяют осуществлять оперативную диагностику инструмента и прогнозировать выход инструмента из строя. Следовательно, для построения преобразователей (датчиков) текущего износа инструмента, без прерывания процесса резания, необходимо использовать косвенные методы измерения износа. К косвенным методам относятся различные виды и способы контроля параметров, сопутствующих процессу резания (составляющих сил резания, температуры, термо-ЭДС, вибраций, виброакустических эмиссий в зоне резания и т. Среди известных методов косвенного контроля состояния РИ наибольшее распространение нашли: динамометрический, вибрационный и виброакустический [5-9, , , , ,,, , 1]. Косвенная оценка износа режущего инструмента основана на использовании корреляционных связей между характеристиками состояния инструмента (величина износа, интенсивность изнашивания) и сигналами, возникающими в зоне резания вследствие явлений, сопровождающих процесс резания (механические, тепловые, электрические, акустические и др.