Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Оптимизация процесса сверления глубоких отверстий малого диаметра Назаренко, Дмитрий Владимирович

Диссертация, - 480 руб., доставка 1-3 часа, с 10-19 (Московское время), кроме воскресенья

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Назаренко, Дмитрий Владимирович. Оптимизация процесса сверления глубоких отверстий малого диаметра : диссертация ... кандидата технических наук : 05.03.01.- Ростов-на-Дону, 1998.- 211 с.: ил. РГБ ОД, 61 99-5/1039-0

Введение к работе

.

Актуальностьг темы. Вопросы позышзни;; производительности,

точности и надежности процесса обработки всегда были и остаются актуальными для станковедения. Одной из насущных задач, стоящих перед промышленным производством, является его интенсификация на основе создания автоматизированных станочных систем, управляемых от индустриальных ЭВМ и микроконтроллеров.

Процесс сверления глубоких отверстий малого диаметра является типично нестационарным процессом, обеспечение которого требует создания различного класса систем управления. Такие системы были созданы в отечественной и зарубежной практике, однако, до настоящего времени, не было постановки задачи синтеза системы управления с учетом многообразных и изменяющихся ограничений на координаты пространства состояния процесса обработки. Раскрытие этих ограничений во взаимосвязи с механикой процесса глубокого сверления, их отображением в фазовое пространство координат формообразующих движений станочного оборудования, а также определение функции управления, минимизирующей приведенные затраты, до настоящего времени не решены. Именно этим определяется актуальность темы работы, в которой решается вопрос синтеза оптимального управления для сверления глубоких отверстий малого диаметра с учетом ограничений на вектор управления и фазовые траектории формообразующих движзнии и вспомогательных перемещений при функционировании оборудования для рассматриваемого технологического процесса.

Работа ориентирована на создание оборудования для обработки глубоких отверстий в условиях крупносерийного и массового производства, например, при сверлении топливоподводящих отверстий в корпусах и штуцерах форсунок дизельных двигателей, при обработке маслоподводящих отверстий в автомобилестроении и др.

Работа выполнена по общероссийским программам "Конверсия и высокие технологии", "Механика, машиноведение и процессы управления".

Цель работы. Повышение производительности автоматизированного оборудования для сверления глубоких отверстий малого диаметра при фиксированной надежности выполнения процесса сверления путем отыскания оптимальной функции управления.

Методы и приемы исследования. Решение поставленной задачи осуществлялось на базе классического подхода к решению задач оптимизации. Повышение производительности и надежности процесса сверления достигается путем отыскания и использования более точных моделей описания процессов, протекающих при сверлении, и использовании их при определении функции управления, а также путем уменьшения общего количества допущений и приближений, которые являются неизбежными при создании реальных устройств.

Основные результаты работы получены путем теоретических и экспериментальных исследований. В теоретических исследованиях использовались положения теории автоматического управления, теории резания (сверления), теории автоматизированного электропривода, цифровых методов обработки сигналов и цифровой фильтрации, теории случайных процессов. Экспериментальные результаты получены на оригинальном оборудовании, снаряженном измерительными системами, часть из которых разработана и изготовлена автором.

Оборудование работает под управлением ПЭВМ типа IBM PC 486. Для управления процессом сверления использовалось оригинальное программное обеспечение, разработанное автором для проведения измерений и экспериментов по сверлению. Кроме того, предлагаемое программное обеспечение позволяет моделировать различные алгоритмы управления. Все вычисления и обработка результатов измерений проводились по разработанным автором алгоритмам. Алгоритмы управления сверлильным оборудованием и вычислений, в зависимости от их специфики и предъявляемых требований, были реализованы на языках Ассемблер и Паскаль, часть вычислений проводилась с применением математического пакета MATLAB.

Научная новизна работы. В диссертаций рассмотрены и решены задачи, представляющие интерес для станковедения.

1. Изучены закономерности изменения сил, действующих на
сверло при обработке глубоких отверстий.

2. Изучены статистические характеристики силовых
параметров.

  1. Определены отображения пространства состояния процесса сверления в пространство состояния управляемой системы при глубоком сверлении.

  2. Определены и формализованы ограничения пространства состояния процесса сверления и их отображения в фазовом пространстве управляемой системы.

5. Определены оптимальные фазовые траектории
перемещения пиноли сверла при рабочих заглублениях и
вспомогательных перемещениях.

6. Определена функция управления процессом сверления
глубоких отверстий малого диаметра, оптимизированная по
производительности.

Практическая ценность работы,

  1. Получены алгоритмы управления процессом глубокого сверления, ориентированные на использование в современных вычислительных системах, в совокупности с которыми и был получен значительный положительный эффект, выражающийся в повышении производительности системы и надежности процесса сверления.

  2. Разработана система управления процессом сверления глубоких отверстий малого диаметра, позволяющая в значительной степени повысить производительность и надежность процесса сверления. Это достигается путем:

а) использования более совершенных моделей самого
процесса сверления;

б) использования более точной и полной информации о
протекании процесса обработки, что достигается путем применения
дополнительных датчиков, позволяющих выполнять измерения с
необходимой точностью;

в) использования принципиально новых методов анализа
данных измерений текущих значений силовых параметров,
действующих на инструмент;

г) учета изменений условий обработки в ходе выполнения
самого процесса обработки, развития износа инструмента и накопления
скрытых дефектов инструмента, снижающих его прочность в процессе
эксплуатации;

. д) применения микроконтроллеров в цепях управления, позволяющих реализовать полученную в данной работе функцию управления процессом сверления.

3. Приведены алгоритмы и программы для реализации управления процессом глубокого сверления, обеспечивающих максимально допустимую производительность обработки.

Реализация результатов работы. Промышленные испытания
системы сверления проведены на предприятиях: ОАО "Роствертол", ПО
"Азовский оптико-механический завод" и Ростовский

электровозоремонтный завод имени В.И.Ленина. Экспериментальный
стенд, разработанное программное обеспечение и результаты
исследований используются в учебном процессе кафедры
"Автоматизация производственных процессов" Донского

государственного технического университета.

Апробация работы. Основные результаты исследований были доложены на:

- Всероссийской научной конференции студентов и аспирантов.
Радиоэлектроника, микроэлектроника, системы связи и управления.
Таганрог. 1997г.

- 5-й Международной научной конференции по динамике
технологических систем. Ростов-на-Дону. 1997г.

Публикации. По материалам диссертационной работы опубликовано 5 печатных работ.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 4-х глав, общих выводов по работе, списка использованной литературы, приложений. Диссертация изложена на 234 страницах, содержит 78

рисунков, 13 таблиц, список литературы из 183 источников, 14 приложений.