Управление формообразующими траекториями при растачивании отверстий в корпусных деталях на многооперационных станках с ЧПУ

• Автор: Флек, Михаил Бенсионович
• Шифр специальности: 05.03.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Ростов-на-Дону
• Количество страниц: 229 с. : ил

Введение
Глава 1. Состояние вопроса. Цель и задачи исследований
1.1 Основные направления совершенствования станков с ЧПУ в
интегрированном производстве.
1.2.Тенденции совершенствования систем управления 13 формообразующими движениями инструмента относительно детали в
станках с ЧПУ.
1.3.Особенности динамики процесса резания
1.4.Динамическая диагностика процесса резания
1.5.Цель и задачи исследований
Глава 2. Синергетическая концепция построения программы ЧПУ на
примере процесса растачивания.
2.1. Построение взаимосвязанных декомпозиций дифференциальных 25 уравнений управления процессом растачивания на обрабатывающем
центре.
2.1.1. Постановка задачи
2.1.2. Уравнения динамики системы рэста|»ан«я. Иерархия систем 29 дифференциальных уравнений.'
!&»'* *
2.1.3. Свойства стационарных траекторий формообразующих 41 движений.
2.2. Динамическая характеристика процесса растачивания
2.2.1. Силовая функция процесса растачивания
2.2.2. Динамическая характеристика процесса растачивания 62 отверстий.
2.3. Свойства траекторий "медленных" движений
2.2.1. Понятие о многообразии допустимых траекторий 73 формообразующих движений.
2.3.2.Свойства аттракторов формообразующих траекторий 81 "медленных" движений и соответствующих им точек равновесия подсистемы "быстрых" движений.
2.4. Прогнозирование эволюционных преобразований
2.5. Выводы по главе
Г лава 3. Самоорганизация при растачивании магниевого сплава МЛ
3.1. Понятия о динамической и структурной самоорганизациях
3.2.Условия проведения экспериментов. Способы обработки

информации.
3.2.1.Способы статистического оценивания вибрационных 115 последовательностей.
3.2.1.1. Допущения, принятые при экспериментальных 117 исследованиях.
3.2.1.2. Методы оценивания временных вибрационных 120 последовательностей.
3.2.1.3. Методы оценивания динамической структуры процесса 130 растачивания.
3.2.1.4. Методика оценивания параметров динамической модели 139 процесса растачивания.
3.2.2. Автоматизированные системы экспериментальных 142 исследований.
3.3.Эволюционные преобразования процесса растачивания. Структурная
самоорганизация.
3.3.1. Структурная перестройка динамической системы растачивания в 150 ходе её функционирования.
3.3.2. Эволюционные преобразования геометрического качества 163 отверстий.
3.4.Выводы
Глава 4. Управление формообразующими движениями
4.1. Пути управления траекториями формообразующих движений
4.2. Регуляризация матриц динамической жёсткости
4.3.Определение инвариантного многообразия траекторий
формообразующих движений.
4.4.Учёт эволюционных преобразований
4.5. Автоматизированная система централизованного хранения, загрузки 200 и модификации программ ЧПУ обрабатывающих центров цеха 4.
4.6. Эффективность функционирования системы
4.7. Выводы по главе
5. Заключение.Общие выводы
6. Список использованной литературы

1. Введение.
Одно из динамично развивающихся направлений совершенствования системы производства машин связано с созданием интегрированного компьютеризированного производства. Использование такого производства особенно эффективно при изготовлении машин мелкими сериями, что характерно для авиационной промышленности в целом и для вертолётостроения, в частности. Объединение металлорежущего станка с ЭВМ, создание вычислительной сети для управления группой станков не только принципиально меняет подход к анализу функционирования машины, но и требует разработки новых подходов к обеспечению функционирования системы в целом совокупность станков - вычислительная сеть. Такое объединение приводит к необходимости анализа технологических процессов как объектов автоматического управления, причём, объекты имеют сложную динамическую структуру. Каждый управляемый металлорежущий станок представляет единую динамическую систему, взаимодействующую с процессом резания, и все координаты пространства состояния динамической системы станка являются взаимосвязанными. Поэтому открывается возможность не только анализа отображения изменен) ч параметров процесса резания в координатах состояния системы но и предсказания эволюционных преобразований этих параметров.
Таким образом, при анализе станка в составе интегрированного компьютеризированного производства приходится сталкиваться с проблемами управления сложными нелинейными объектами, дифференциальные уравнения связи между координатами пространства состояния которого имеют высокий порядок, необходимо анализировать динамику управляемого металлорежущего станка с учётом эволюционных преобразований динамической характеристики процесса резания. В такой системе при всех условиях формируются некоторые траектории движения, которые должны быть асимптотически устойчивыми, то есть аттракторами.
К анализу такой системы необходимо применять аппарат нелинейной динамик.., строить декомпозиции динамических моделей, изучать связи между различными иерархическими уровнями описания, рассматривать вопросы самоорганизации, то есть рассматривать связанные вопросы управления и самоорганизации. Только с позиции такого общего подхода можно определить направления совершенствования систем управления станками, в рассматриваемом случае формообразующими движениями инструмента относительно детали на примере растачивания отверстий, и определить

разработанным Л.С. Понтрягиным и А.Н. Тихоновым, введём в рассмотрение медленное время по правилу г = (?г. Тогда система (2.3) преобразуется
в. с1х '
и. -1.К - с,.со,;
Г / V &1
йх с!хс1х
Агх, АгХ
£(—— +
й?2х2 с?2Х2.
, 2" + ,7 2 ' “ />.2 С1.гХ1 Сг.2Х2 С3.2Х3 >
ах ах
Л2хъ ЛгХъ
г(—Ч- + ——) = ец ~С,А ~с23х2 ~сз гх1' ах' ах
(2.6)
где £ = => 0, £“, = — => 0, так как (?, - большой параметр. Кроме этого в (2.6)
(£])
г = 1,2,3. Тогда траектория "медленных" движений вычисляется из порождающей системы
й?й>,
—--у- = ~1& ~С'1С0>
вх с1х 1,1 С'1
СМЛ1Х- мсл (х,, X, ,0,0,) - м’сл
0 = РР1 -с,,х| -с2|х2 -с3|х3;
(2.7)
0 = Ту, “С12х( -с22х2 ~с32х3;
0 = /у3 -с! 3Х| -с23х2 -с33х3,
в которой последние три уравнения задают точку равновесия подсистемы "быстрых" движений и определяют момент сопротивления вращения шпинделя - ротора в первых двух уравнениях - уравнениях "медленных" движений. Поэтому, если задана точка равновесия подсистемы "быстрых" движений х*,х'2,х'3, как решение системы,
рг. 1 =сих! +с2А+с3.1хз;
л Рр 2 = С[ 2Х 2 2Х2 23 ’
[Рр,г = с13Х| +с23х2 +с 33X3,
(2.8)
то определено и уравнение медленных" движений

| <1(0
= - мсз (х’,01, ,0,0,) - А/с., (Ст)>
(2.9)