Национальная академия наук Беларуси



страница11/16
Дата28.11.2017
Размер3.17 Mb.
ТипТезисы
1   ...   8   9   10   11   12   13   14   15   16

References
1. Effects of Irradiance and Other Factors on PV Temperature Coefficients / G. Chimento [et al.] // IEEE Record of Photovoltaic Specialists Conference. – Las Vegas, NV, 1991. – P. 608–613.

УДК 621.441.23


АЛГОРИТМИЗАЦИЯ ТЕОРИИ ТОЧНОСТИ
МНОГОИНСТРУМЕНТНОЙ ОБРАБОТКИ НА СОВРЕМЕННЫХ СТАНКАХ С ЧПУ ТОКАРНОЙ ГРУППЫ

А.А. Кошин¹, Н.Д. Юсубов²

¹Южно-Уральский государственный университет, Челябинск, Россия;

²Азербайджанский технический университет, Баку

e-mail: Nizami_Yusubov@mail.ru
На базе анализа многоинструментных наладок и способов их реализации создан комплекс математических моделей погрешностей выпол­няемых размеров [1, 2]. Систематика разработанных моделей погрешности обработки включает в себя шесть классификационных уровней: 1) показатели погрешности (искажение выполняемого размера, поле рассеяния выполняемого размера); 2) организация работы при многоинструментной обработке (параллельная, последовательная); 3) количество управляемых координат (однокоординатная обработка, двухкоординатная обработка); 4) структура многоинструментной наладки (номенклатура из 20 типовых классов наладок); 5) категория модели (аналитическая, имитационная стохастическая); 6) учет видов упругих перемещений (плоскопараллельные перемещения, плоскопараллельные и угловые перемещения).

Этот комплекс моделей охватывает практически всю номенклатуру наладок и способов реализации многоинструментной обработки как на традиционных токарных автоматах и полуавтоматах с кулачковым командоаппаратом, так и на современных многоцелевых станках с ЧПУ токарной группы. Каждая из моделей имеет свою область эффективного применения. Так, для моделей искажения выполняемых размеров, более простых по механизму формирования погрешности, разработан набор типовых аналитических моделей для основных классов многоинструментных наладок, ориентированных на разные группы токарно-автоматного оборудования. Математические модели искажений и полей рассеяния выполняемых размеров в наладках разных видов учитывают все основные факторы погрешности обработки: припуск (глубину резания ) и его колебания ; жесткость технологической системы e0, ei, e0i, i = 1…n и ее разброс Δe0, Δei, Δe0i, i = 1…n; прочностные свойства обрабатываемого материала (через , , ) и их нестабильность ; режимы резания – подачу , скорость резания ; режущий инструмент, группу обрабатываемого материала и вид обработки (через , , ,, , ). Такое обилие учитываемых факторов делает созданные модели мощным средством анализа и прогнозирования точности обработки.

Ввиду существенно различного уровня сложности разработанных моделей погрешности целесообразна следующая схема их использования в решении перечисленных задач теории точности обработки:

– более простые типовые модели погрешности обработки, ориентированные на отдельные классы многоинструментных наладок применительно к определенным группам станков, используются при разработке нормативов режимов резания для этих групп станков;

– более сложные обобщенные аналитические модели, и особенно имитационная стохастическая модель, используются в качестве базы в САПР соответствующих операций с многоинструментными наладками общего вида. Сформированная имитационная стохастическая модель полей рассеяния [3] не только отражает суть процесса формирования погрешности обработки, но и позволяет моделировать процесс обработки в многоинструментной многосуппортной наладке любой сложности (при условии описания ее упругого перемещения).

Разработанный комплекс математических моделей погрешности вы­полняемых размеров в многоинструментных наладках разных видов сос­тавляет базу теории точности многоинструментной обработки. Однако уровень сложности моделей с очевидностью предполагает использова­ние компьютерных технологий при практических вычислениях. Поэтому целесообразно преобразовать модели к виду, более удобному для ком­пьютерного ее представления, т. е. произвести ее алгоритмизацию.

Таким образом, алгоритмические модели и построенные на их базе алгоритмы позволяют рассчитать величины искажения и полей рассея­ния выполняемых размеров для всех типов наладок.
Список литературы
1. Кошин, А.А. Аналитические основы моделей силового взаимо­действия подсистем технологической системы в процессах обработки резанием / А.А. Кошин, Н.Д. Юсубов // Современные проблемы маши­ностроения и приборостроения : доклады Междунар. науч.-техн. конф. – Баку : АзТУ, 2005. – С. 67–70.

2. Юсубов, Н.Д. Обобщение теории точности многоинструментной токарной обработки / Н.Д. Юсубов. – Баку : Элм, 2007. – 362 с.

3. Кошин, А.А. Имитационная стохастическая модель полей рассе­яния размеров, выполняемых в многоинструментных многосуппортных наладках / А.А. Кошин, Н.Д. Юсубов // Ученые записки АзТУ. – 2007. – № 1. – С. 32–35.
УДК 621.375.826
ДАЛЬНОМЕР НА ОСНОВЕ ЦИФРОВОЙ ОБРАБОТКИ

ФОТОГРАФИЧЕСКИХ ИЗОБРАЖЕНИЙ
В.Л. Козлов, А.С. Васильчук

Белорусский государственный университет, Минск



e-mail: KozlovVL@bsu.by
Для измерения расстояний можно использовать как активные лазерные дальномеры, так и пассивные методики [1, 2], основанные на анализе фотографических изображений, полученных с помощью цифровой фотокамеры. Пассивные измерители расстояний в сравнении с лазерными дальномерами обеспечивают преимущества, заключающиеся в скрытности измерений; меньшем энергопотреблении и низкой себестоимости за счет отсутствия мощного дорогостоящего лазера; в возможности измерять расстояния до всех объектов, попадающих в поле зрения, и их размеры, а также расстояния между объектами; возможности измерять расстояния до тех объектов, до которых сложно проводить измерения с помощью лазерных дальномеров, например тонких проводов, антенн, объектов с низким коэффициентом отражения, зеркальных поверхностей, птиц, животных, людей. Основной недостаток пассивных дальномеров, измеряющих расстояния по анализу цифровых изображений, заключается в том, что для проведения измерений в них необходимо использование мерных объектов, располагаемых в измеряемой зоне, что неудобно в режиме эксплуатации. Кроме того, они обладают невысокой точностью измерения, которая составляет 1–3 % от расстояния.

Авторами разработана методика и аппаратные средства для пассивного измерения расстояний и размеров объектов, не использующие мерный объект и обладающие более высокой точностью измерений [3]. Способ измерения заключается в получении двух цифровых фотографических изображений измеряемого объекта из двух точек пространства, разнесенных по горизонтали на известное расстояние. При этом дальность до объекта Z из геометрии изображений определяется по соотношению



где (x'x'') – смещение объекта в плоскости изображения на первом и втором снимках; L – величина базы; f – фокус оптической системы. Зная дальности и координаты измеряемых объектов, можно оценить расстояния между ними. Аналогичным образом можно определять линейные размеры объектов.

Для определения разности координат объекта (смещения) в плоскостях первого и второго изображений стереопары выполняется автоматическое сканирование одного изображения относительно другого и осуществляется поиск максимального соответствия, который проходит в два этапа: грубая оценка и уточнение. На этапе грубой оценки координаты сходства определяется сдвиг между изображениями с разрешением в 1 пиксел. На этапе уточнения разрешение поиска улучшается до сотых долей пиксела с использованием субпиксельной обработки на основе билинейной интерполяции.

В качестве компактного аппаратного решения использован стерео-фотоаппарат Fujifilm FinePix Real 3D W3. Для измерений на более дальних дистанциях была разработана специальная установка с фотоаппаратом Canon EOS 450D, позволяющая делать снимки с базой до 1,75 м. Программное приложение написано на языке С++ под платформу Embarcadero RAD Studio 2010. Интерфейс включает информационную строку; общие инструменты; функциональные инструменты: манипуляцию с объектами, задания области измерения, задания связи между объектами, калибровку камеры (вычисление калибровочных параметров по объекту на известном расстоянии); вызов диалога установки параметров анализа; прокрутку и масштабирование области изображения; анализ достоверности результата измерений. Приложение позволяет пользователю определять дальность до всех объектов, расстояния между объектами и линейные размеры объектов.

Исследования дальномера на 3D-стереофотокамере с базой 7,5 см показали погрешность измерений менее 1 мм на дистанциях порядка
1-2 м и погрешность порядка 10 см на расстояниях ~ 50 м. Приведенные данные свидетельствуют о возможности использования системы для решения задач криминалистики, а также обеспечения работы правоохранительных органов на местах дорожно-транспортных происшествий. Для фотокамеры Canon EOS 450D с базой 1,75 м погрешность измерений составляет 15 см на расстоянии ~ 1 км.
Список литературы
1. Цифровая обработка изображений в информационных системах / И.С. Грузман  [и др.]. – Новосибирск : НГТУ, 2000. – 168 c.

2. Optical Distance Measurement Device Using Image Sensors For Determining Distance to Symmetric Objects : patent US № 5 432 594 / Kenhi Ogawa. – 1995.

3. Козлов, В.Л. Субпиксельная обработка изображений для измерения дальности на основе цифровой фотокамеры / В.Л. Козлов, А.С. Васильчук // Приборы и методы измерений. – 2012. – № 1 (4). – С. 115–120.

УДК 621.92


ПРОЕКТИРОВАНИЕ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНЫХ ЦИКЛОВ
ШЛИФОВАНИЯ ДЛЯ СТАНКОВ С ЧПУ

А.А. Кошин, А.Х. Нуркенов

Южно-Уральский государственный университет, Челябинск, Россия


e-mail: nurkenovah@yandex.ru
Современные шлифовальные станки с ЧПУ имеют широкие технологические возможности. Во-первых, они имеют возможность реализовать непрерывно-переменную подачу, т. е. так называемый функциональный цикл, во-вторых, ощупать закрепленную заготовку и определить ее фактический диаметр и погрешность формы, в-третьих, отследить изменение данных показателей в процессе обработки и внести при необходимости корректировку в управляющую программу.

Однако современная теория циклов ориентирована на проектирование ступенчатых циклов (двух-, трех-, четырехступенчатых циклов) с дискретным переключением подачи по ступеням. В данных циклах практически не учитываются переходные процессы и динамика. Чаще всего работа шлифовальных станков ведется по типовым циклам, отработанным эмпирическим путем [1].

Поэтому возникает парадоксальная ситуация – наличие высокотехнологичного современного оборудования и отсутствие новых методов реализации его потенциала.

В рамках решения этой задачи разрабатывается программный модуль проектирования функционального цикла шлифования на базе подлинной информации о заготовке, а также алгоритм отработки обратной связи от прибора активного контроля и коррекции управляющей программы (рисунок).

П
Алгоритм системы управления в CAE/CAM САПР
роектирование цикла ведется на базе данных, полученных после ощупывания детали (размер заготовки и погрешность формы), т. е. определяется реальный припуск и его колебание. Базой для проектирования является математическая модель силового взаимодействия шлифоваль-ного круга и заготовки в процессе резания (система дифференциаль-

ных уравнений второго порядка).

Методами теории оптимального управления решается двухконтурная задача определения закона изменения подачи в течение цикла. Первый контур – наискорейшее снятие припуска, т. е. попадание размера заготовки в поле допуска выполняемого размера. Второй контур – наискорейшее исправление погрешности формы, т. е. попадание размаха радиусов заготовки на одном обороте в поле допуска по погрешности формы.

Задача оптимального управления решается при ограничении по бесприжоговости цикла, т. е. на каждом обороте детали подача не должна превышать предельной подачи, при которой температура в поверхностном слое детали не превышает предельной по структурным превращениям обрабатываемого материала


(1)
Оба контура управления работают параллельно. Время цикла определяется по максимальному времени этих контуров.

Спроектированный таким образом функциональный цикл является базой для разработки управляющей программы.

Этот цикл построен на детерминированных моделях, и поэтому неизбежны отклонения от него в процессе обработки (вследствие изменения твердости заготовки, состояния круга и т. д.). Для отработки рассогласования разрабатывается алгоритм коррекции управляющей программы по сигналам, получаемым с прибора активного контроля. Также рассматриваются два сигнала: фактический размер заготовки и погрешность формы на каждом обороте.

Совокупность данных двух программных модулей составляет CAM/CAE-контур САПР шлифовальных операций, который представляет собой интеллектуальную систему управления на современных станках с ЧПУ.


Список литературы
1. Иоголевич, В.А. Повышение производительности и точности обработки на круглошлифовальных станках с ЧПУ на основе учета динамических свойств процесса шлифования : автореф. дис. ... канд. техн. наук: 05.02.08. Технология машиностроения / В.А. Иоголевич. – Челябинск : Издательство ЧГТУ, 1992. – 26 с.

УДК 621.91


ИДЕНТИФИКАЦИЯ ОПЕРАЦИИ ФРЕЗЕРОВАНИЯ

ДИСКОВЫМИ ФРЕЗАМИ
С.Л. Леонов, М.К. Витвинов

Алтайский государственный технический университет

им. И.И. Ползунова, Барнаул, Россия

e-mail: sergey_and_nady@mail.ru, vitvink2@yandex.ru
Рассмотрим операцию фрезерования дисковыми фрезами как технологическую систему для преобразования исходного профиля заготовки в профиль детали. В этом случае входным сигналом является профиль заготовки, а выходным – профиль обработанной поверхности детали (рис. 1).
Профиль заготовки Профиль детали

Рис. 1. Система для преобразования исходного профиля заготовки


в профиль детали
Для математического описания динамических систем такого типа широко используется аппарат передаточных функций:
, (1)
где X(s), Y(s) – соответственно лапласовы изображения входного и выходного сигналов (профиля заготовки и профиля детали).

Для идентификации технологической системы необходимо определить коэффициенты передаточной функции (1). Для решения данной задачи предлагается использовать частотные характеристики системы и классический принцип суперпозиции сигналов.

В качестве исходного профиля заготовки предлагается использовать профиль формы «меандр» (рис. 2), при этом высоту шлицев заготовки определяют по формуле: h ≤ t – Δ (2), где h – высота шлицев, t – заданная глубина резания, – погрешность обработки.


Рис. 2. Профиль заготовки

Такой профиль описывается нечетной функцией и дает при разложении в ряд Фурье теоретически бесконечное количество гармоник различных частот, а практическое их получение не является трудоемким. Его разложение в ряд Фурье имеет вид


(2)
Предлагаемый способ идентификации технической системы осуществляется следующим образом.

Заготовку с исходным профилем (см. рис. 1) устанавливают на станок и обрабатывают. Регистрируют изменения амплитуды и частоты выходного сигнала. Для этого после механической обработки поверхности заготовки снимается профилограмма обработанной поверхности.

Производится гармонический анализ профиля детали. Его разложение в ряд Фурье в общем случае имеет вид
(3)
Далее выполняются расчет и построение экспериментальной амплитудно-частотной характеристики (АЧХ) операции механической обработки делением соответствующих амплитуд гармоник профиля детали (3) на амплитуды профиля заготовки (2).

Вместо АЧХ часто используют ее представление в логарифмических координатах L() = 20lgA(). Зависимость L() от lg называют логарифмической амплитудно-частотной характеристикой (ЛАЧХ). На практике вместо ЛАЧХ для простоты построений часто используют асимптотическую ЛАЧХ. Вид графика асимптотической ЛАЧХ однозначно связан с видом передаточной функции динамической системы.

Коэффициенты аналитического представления АЧХ, а в равной степени и коэффициенты передаточной функции динамической системы определяются аппроксимацией по методу наименьших квадратов.
Список литературы


  1. Леонов, С.Л. Основа создания имитационных технологий прецизионного формообразования / С.Л. Леонов, А.Т. Зиновьев. – Барнаул : Изд-во АлтГТУ, 2006. – 198 с.

  2. Леонов, С.Л. Использование принципа технологического наследования для идентификации операции механической обработки / С.Л. Леонов, М.К. Витвинов // Ползуновский вестник. – Барнаул : Изд-во АлтГТУ, 2012. – № 1/1. – С. 321–323.

УДК 658.512.011.56
ПОВЫШЕНИЕ ТЕХНОЛОГИЧНОСТИ ОРИГИНАЛЬНЫХ

ДЕТАЛЕЙ ЗА СЧЕТ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ БАЗЫ ГРАФИЧЕСКИХ

ЭЛЕМЕНТОВ, АДАПТИРОВАННЫХ ПОД УСЛОВИЯ

КОНКРЕТНОГО ПРОИЗВОДСТВА
А.В. Петухов

Государственный технический университет, Гомель, Беларусь



e-mail: petukhov@tut.by
Одним из эффективных способов увеличения производительности труда на стадиях технической подготовки и производства машиностроительных изделий является повышение их технологичности за счет использования средств вычислительной техники при проектировании конструкций и технологий.

Технологичность конструкции является субъективным фактором конкретного предприятия и во многом определяется составом и реальными техническими характеристиками используемых оборудования и средств технологической оснастки. Технический контроль конструкторской документации на стадиях проектирования машиностроительных изделий в ряде случаев позволяет повысить технологичность. Однако указанный подход даже в условиях электронного документооборота трудоемок не всегда эффективен, так как анализу подвергается уже спроектированная конструкция, просчитанная на прочность, и любые вносимые в нее изменения откатывают процесс проектирования на несколько шагов назад.

Эффективным способом повышения технологичности конструк-
ции является внедрение интегрированных систем конструкторско-технологического проектирования, базирующихся на использовании метода типизации на различных уровнях (обработки отдельных элементарных поверхностей, сочетаний поверхностей и заготовок в целом).

Сущность практической реализации метода типизации на уровне обработки заготовок в целом заключается в том, что на стадии адаптации интегрированной системы конструкторско-технологического проектирования администратор системы из номенклатуры деталей предприятия отбирает детали с близкими геометрическими параметрами. Эти детали образуют группу, для которой создается общий технологический процесс (ОТП). Он, являясь информационной основой системы проектирования, обобщает традиции и опыт создания технологии на данном предприятии. Чем больше деталей в группе, тем эффективнее используется система проектирования. Данный метод обеспечивает снижение стоимости проектирования, сокращение сроков технологической подготовки производства, повышение качества технологических процессов, независимость качества проекта от квалификации проектировщика и возможность сохранения опыта проектирования технологии.

Наряду с этими достоинствами метод обладает существенным недостатком, который заключается в высокой сложности и значительной трудоемкости разработки и отладки ОТП. Эффективным методом борьбы с указанным недостатком является создание базы графических элементов (БГЭ), адаптированных под условия конкретного предприятия с автоматизацией расчетов припусков на обработку, режимов и норм времени. Дело в том, что любую комплексную деталь, для изготовления которой разрабатывается ОТП, можно представить в виде определенного множества элементарных поверхностей; следовательно, создание БГЭ и базы данных переходов для их обработки позволяет оперировать с целым комплексом условий и вычислений.

Для повышения технологичности оригинальных деталей за счет использования базы графических элементов, адаптированных под условия конкретного производства, на стадии адаптации интегрированной системы конструкторско-технологического проектирования необходимо выполнить действия в следующей последовательности:



  • сформировать базу данных (БД) оборудования (конкретного);

  • на основании БД оборудования сформировать БД операций, выполняемых на нем;

  • на основании БД операций сформировать БД ключевых слов, описывающих переходы на выполняемых операциях;

  • на основании БД ключевых слов, сформировать БД обрабатываемых элементов и выполнить классификацию обрабатываемых элементов по видам и типам с выявлением характеризующих параметров;

  • формализовать методики определения припусков на обработку элементарных поверхностей, принятые на предприятии;

  • выявить взаимосвязи между описаниями обрабатываемых элементов и переходами, представляемыми в полной и сокращенной форме;

  • сформировать БД технологической оснастки конкретного предприятия (с параметрами технических характеристик);

  • сформировать базу графических элементов, адаптированных под условия конкретного производства.

Указанный подход позволит учитывать условия конкретного предприятия на стадии рабочего проектирования конструкций изделий, объективно оценивать возможность изготовления и производственные затраты, а также распараллеливать процессы конструкторского и технологического проектирования за счет раннего выявления необходимого оборудования и средств технологической оснастки.
УДК 621.441.23
ПРОЕКТИРОВАНИЕ МНОГОИНСТРУМЕНТНОЙ

ОБРАБОТКИ НА СОВРЕМЕННЫХ МНОГОЦЕЛЕВЫХ

ТОКАРНЫХ СТАНКАХ С ЧПУ
Н.Д. Юсубов, Г.М. Багирова

Азербайджанский технический университет, Баку



e-mail: Nizami_Yusubov@mail.ru
Перспективным направлением в технологии машиностроения является разработка операций с совмещением во времени нескольких технологических переходов – многоинструментная параллельная обработка, которая выполняется при общей (для разных инструментов) частоте вращения шпинделя с заготовкой и общим временем обработки. Наиболее эффективна многоинструментная обработка на многоцелевых станках с ЧПУ нового поколения. Многоцелевые станки, которые сочетают возможности токарных станков с ЧПУ и обрабатывающих центров, в настоящее время являются одной из наиболее динамично развиваю­щихся концепций металлообработки. Сочетание пятикоординатной об­работки с автоматической сменой инструмента позволяет выполнять множество операций [1, 2].

С целью более полного использования многоинструментного техно­логического оборудования при работе на скоростных режимах резания выгодно применять наладки с двумя режущими инструментами в налад­ке и в редких случаях три. При этом достигается повышение производи­тельности на 30–40 % в результате увеличения скорости резания и пода­чи, а также сокращается расход инструмента [1].

В ходе проведения анализа выяснилось, что применение многоинс­трументной обработки на заводах Азербайджанской Республики воз­можно вследствие наличия оборудования, на котором могла бы производиться подобная обработка. На заводах есть оборудование, на котором возможна реализация многоинструментной обработки, но оно применяется для одновременной обработки нескольких деталей (в шпинделе и противошпинделе), а не для одновременной обработки нескольких поверхностей. Есть оборудование, на котором возможна одновременная многоинструментная обработка нескольких поверхностей. Эта ситуация сложилась в связи с тем, что отсутствуют рекомендации по проектированию и применению таких наладок.

На данный момент в литературе, в которой приводятся рекомендации по назначению режимов резания и норм времени, ни слова не сказано о многоинструментой обработке для таких наладок и о том, как при такой обработке назначать режимы резания. Поэтому необходима разработка рекомендаций по проектированию и применению именно многоинструментных наладок.

Для разработки таких рекомендаций создан классификатор многоинструментных наладок, применяемых на производстве Азербай­джанской Республики. С помощью классификационной формулы много­инструментных наладок применительно к условиям современных станков с ЧПУ токарной группы [3]

где Y – признак способа установки; ky – код способа установки; Cij – признак суппорта; kc – код вида суппорта; ec – расположение суппорта; Sij – признак подачи суппорта; ks – код вида подачи суппорта; es – направление подачи суппорта; uijk – признак режущего инструмента; ku – код режущего инструмента; eu – ориентация режущего инструмента; k – номер режущего инструмента на данном суппорте; j – номер суппорта на данной рабочей позиции; i – номер рабочей позиции; ∩k – признак параллельной (одновременной) работы инструментов, описанных в квадратных скобках после этого знака; ∩j – признак параллельной (одновременной) работы суппортов, описанных в квадратных скобках после этого знака; Ui – признак последовательной отработки всех рабочих позиций, получены формализованные описания наладок, представленные на заводах Азербайджанской Республики. Далее предусматривается на основе разработанной классификации получить комплексную модель точности в пространственных наладках и разработать рекомендации по проектированию наладок для современных многоцелевых станков с ЧПУ токарной группы, т. е. создать САПР многоинструментной обработки.


Каталог: event
event -> Доклад о ситуации с обеспечением прав человека в европейском союзе
event -> Разнарядка
event -> Занятие первое. Работа с файловым менеджером Total Commander
event -> Инструменты ретуши Adobe Photoshop
event -> Семинар будет проходить 27 и 28 января. Курс «Скульптура бровей»
event -> Пиганов Михаил Николаевич профессор кафедры ктэсиУ, член оргкомитета; Зеленский Владимир Анатольевич профессор кафедры ктэсиУ, отв секретарь оргкомитета. Пленарное заседание


Поделитесь с Вашими друзьями:
1   ...   8   9   10   11   12   13   14   15   16


База данных защищена авторским правом ©vossta.ru 2019
обратиться к администрации

    Главная страница