Забезпечення точності токарної обробки з використанням систем автоматичного керування - Автореферат

Якість складається з багатьох показників, і особлива роль в його забезпеченні відводиться показнику точності, бо від точності виготовлених поверхонь безпосередньо залежить якість роботи машини, її надійність та довговічність. Актуальність виконаного дослідження визначається тим, що неухильний ріст вимог до підвищення якості продукції і ефективності виробництва призводить до необхідності постійного удосконалення технологічних процесів обробки деталей. Тема дисертаційної роботи повязана з тематикою кафедри "Технологія машинобудування" Української інженерно - педагогічної академії, згідно державній науково-технічній програмі "Високоефективні технологічні процеси в машинобудуванні", яка координується Міністерством освіти України (теми 95-1ДБ та 99-1ДБ за Наказом Міністерства освіти України №37 від 13.02.1997р. і рішеннями НТР УІПА - протоколи №3 від 23.12.98р., №2 від 23.12.94р.). Практичне значення одержаних результатів Практична цінність роботи полягає в тому, що: розроблений пакет програм для ЕОМ, які дозволяють розрахувати величину підналадочного імпульсу для керування точністю обробки кожної послідовно обробленої деталі технологічного процесу при заданих умовах; запропонований універсальний алгоритм оцінки та прогнозування точністних параметрів технологічного процесу не залежно від стаціонарності процесу; запропонована схема керування точністю обробки, яка включає: станок з ЧПУ, що керується за допомогою ЕОМ вищого рангу, блок контролю, блок накопичення статистичних даних, блок аналізу статистичних даних та блок корекції технологічного процесу по точнісних параметрах. Особистий внесок здобувача полягає в тому, що після проведення досліджень вперше встановлена можливість ефективного прогнозування похибки обробки на попередньо настроєних верстатах; для обґрунтування цього вивчені фактори, що впливають на похибку обробки, досліджено що при прогнозуванні похибки обробки необхідно враховувати нестаціонарність процесу розсіювання розмірів, розроблена методика оцінки процесу розсіювання розмірів на стаціонарність, яка позволяє давати надійні оцінки, не знаючи закону розподілу випадкових величин, розроблений метод прогнозування похибки обробки при точінні з використанням ланцюгів Маркова у випадку стаціонарності процесу; для цього досліджено до якого з класів у класифікації ланцюгів Маркова відноситься досліджуваний процес, приведено методику побудови перехідної матриці, що являється імовірною моделлю прогнозування похибки обробки; розроблені методики оцінки та прогнозування похибок обробки у випадку нестаціонарності процесу, для цього вперше використані методи непараметричних статистик; виконаний комплекс організаційно-технічних заходів щодо виготовлення системи автоматичного керування і впровадження високоефективної технології у виробництво.В роботах багатьох вчених розглянуті різні закони розподілу випадкової величини розмірів деталей, в основу яких покладені імовірні схеми, відповідно фізичної суті явищ, які визначають даний технологічний процес. Недоліком багатьох методів являється те, що в більшості випадків невідомий закон розподілу випадкових величин, необхідно приймати ряд припущень щодо стаціонарності процесу та ін. Матриця математичного очікування часу першого досягнення М задовольняє рівнянню: M=(I-Z EZDG)D, де Е - матриця, всі елементи якої рівняються 1, Zdg - матриця, одержана із матриці Z заміною всіх елементів, що не лежать на головній діагоналі нулями, D - діагональна матриця, j-й діагональний елемент якої рівняється Для цього необхідно перевіряти умову випадковості процесу відносно середини поля допуску кожних 5-7 деталей на протязі технологічного процесу між двома підналадками, використовуючи для цього критерій непараметричних статистик, "критерій серій". Дана методика позволяє з надійністю 95% визначити область, в якій систематичні фактори не переважають над випадковими, і визначити границю між областями впливу випадкових та систематичних факторів.Розроблена методика оцінки технологічного процесу на стаціонарність методами непараметричних статистик дала можливість прогнозування точності обробки методами непараметричних статистик та ергодичних регулярних ланцюгів Маркова в залежності від стаціонарності процесу. Запропонована математична модель прогнозування точності обробки для стаціонарного і нестаціонарного процесів, і на їх основі розроблені алгоритми та управляючі програми для ЕОМ, які позволяють з достатньою степінню надійності оцінити якісні параметри технологічного процесу. Розроблена методика оцінки помилки настройки та довірливих границь, яка основана на критерії непараметричних статистик, критерії "Вілкоксона" і не потребуюча знання закону розподілу випадкової величини дозволила з достатньою надійністю оцінити помилку настройки і використати дану інформацію у процесі керування точністю обробки.

Основний зміст роботи

технологічний обробка стаціонарність похибка

Підсумком роботи є наукові і практичні результати: 1. Розроблена методика оцінки технологічного процесу на стаціонарність методами непараметричних статистик дала можливість прогнозування точності обробки методами непараметричних статистик та ергодичних регулярних ланцюгів Маркова в залежності від стаціонарності процесу. Встановлено, що у випадку стаціонарності процесу для оцінки та прогнозу можна використовувати теорію ланцюгів Маркова, а для нестаціонарного процесу - методи непараметричних статистик, так як вони не потребують знання закону розподілу випадкових величин.

2. Запропонована математична модель прогнозування точності обробки для стаціонарного і нестаціонарного процесів, і на їх основі розроблені алгоритми та управляючі програми для ЕОМ, які позволяють з достатньою степінню надійності оцінити якісні параметри технологічного процесу.

3. Розроблена методика оцінки помилки настройки та довірливих границь, яка основана на критерії непараметричних статистик, критерії "Вілкоксона" і не потребуюча знання закону розподілу випадкової величини дозволила з достатньою надійністю оцінити помилку настройки і використати дану інформацію у процесі керування точністю обробки.

4. Розроблений метод розділу області дії випадкових та систематичних факторів, який оснований на критерії непараметричних статистик - критерій "Серій", дав можливість розділити області впливу на похибку обробки випадкових та систематичних факторів, та використати дану інформацію у процесі керування точністю обробки.

5. Розроблена методика прогнозу точності обробки кожної послідуючої деталі технологічного процесу, основана на використанні робасних оцінок позволяє з високою надійністю оцінити характер руху процесу з часом і визначити величину впливу систематичних факторів на кожну із деталей технологічного процесу.

6. Запропонований універсальний алгоритм керування точністю обробки, який враховує стаціонарний і нестаціонарний процес дозволяє забезпечити надійний прогноз точності обробки та визначити величину підналадочного імпульсу для використання його системою керування.

7. Запропонована схема керування точністю обробки, яка включає станок з ЧПУ, що керується за допомогою ЕОМ вищого рангу на основі розробленого алгоритму керування дозволяє підвищити точність обробки при точінні на 18%, та зменшити кількість наладчиків на участку в два рази.

8. Промислова реалізація запропонованих методик, методів розрахунку, технологічних рекомендацій та алгоритмів прогнозування точності обробки при точінні підтвердила ефективність виконаних розробок.

1. Гордеев А.С.,Трищ Р.М. Рассеяние размеров во времени при точении // Прогрессивные технологии и системы машиностроения. - Донецк: ДОНГТУ, - 1998. - с.200-203.

2. Трищ Р.М. К вопросу автоматического управления точностью обработки // Резание и инструмент в технологических системах. - Международный научно-технический сборник. - Харьков: ХГПУ. - 1999, вып. 54. - с. 227-229.

3. Арпентьев Б.М., Гордеев А.С., Трищ Р.М. Алгоритм системы управления точностью обработки // Вестник Харьковского государственного политехнического университета: Машиностроение. - Харьков: ХГПУ. - 1999 - вып. 54. - с. 7-11.

4. Трищ Р.М., Гордеев А.С. Стабилизация точности обработки // Вестник Харьковского государственного политехнического университета: Новые решения в современных технологиях. - Харьков: ХГПУ. - 1999 - вып. 45. - с. 44-45.

5. Арпентьев Б.М., Гордеев А.С., Трищ Р.М. Повышение запаса точности при механической обработке // Вестник Харьковского государственного политехнического университета: Новые решения в современных технологиях. - Харьков: ХГПУ. - 2000 - вып. 78. - с. 55-56.

Размещено на .ru