Экономическая эффективность, ожидаемая от внедрения разработанной системы управления станком с ЧПУ, в расчете на один год составляет I469I9 рублей (сто сорок шесть тысяч девятьсот девятнадцать рублей) при плане внедрения II станков в год.
2. При проектировании и разработке системы адаптивного управления станком с ЧПУ использованы научные рекомендации по исследованию и разработке систем автоматического управления параметрами технологического процесса резания, полученные в диссертационной работе аспиранта Ульяновского политехнического института Кузьмина А.В, Предложенные тов. Кузьминым принципы построения систем стабилизации скорости и мощности резания позволили определить рациональные структуры схем систем стабилизации, учитывающие технологические особенности обработки изделий на токарных станках с системой ЧПУ, при всех видах обработки с учетом совместной работы систем стабилизации скорости и мощности резания и позволили разработать на их основе ряд оригинальных схемных решений, а также сформулировать рекомендации по их практическому применению.
В основу построения систем стабилизации скорости и мощности резания были положены технические решения, защищенные авторскими свидетельствами А.с. № 819733 "Датчик мощности" (Г.В.Логинов, А.В.Кузьмин), А.с.по заявке № 8250064/18-24 "Система адаптивного числового программного управления металлорежущим станком" (Г.В. Логинов, А.В.Кузьмин), заявка на изобретение № 3296400/18-24 "Система числового программного управления с постоянной скоростью резания для токарно-винторезных станков" ((Г.В.Логинов, А.В.Кузьмин) заявка на изобретение № 3297650/21 "Датчик мощности" (Г.В.Логинов, А.В.Кузьмин), которые позволили обеспечить стабилизацию мощности и скорости резания при любых видах токарной обработки, повысить точность стабилизации мощности резания, уменьшить вероятность аварий станка от неконтролируемых сбоев системы ЧПУ, не увеличивая при этом объема программ обработки и технического обслуживания комплекса система ЧПУ-станок.
3. Считать необходимым изготовление партии опытных образцов упомянутой адаптивной системы в заводских условиях с целью внедрения ее на других однотипных станках. Указанная система адаптивного управления может быть использована на других моделях станков и.другими системами ЧПУ с соответствующей конструктивной доработкой.
От Ульяновского авиациооно-промышленного комплекса | От Ульяновского политехнического института |
Н.Орлов | Г.Логинов |
УТВЕРЖДАЮ Главный инженер Производственного объединения «Ижмаш» О.И.Собин |
АКТ
внедрения результатов диссертационной работы
Кузьмина Александра Васильевича на тему:
"Система стабилизации скорости резания процесса формообразования деталей с переменным радиусом обработки на станках токарной группы".
Комиссия в составе председателя начальника специанализированного конструкторского бюро станкостроения (CКБС) Сущева М, и членов начальника бюро электроавтоматики и электропривода станков СКБС Яворского В., начальника бюро универсальных токарных станков СКБС Шалагина Е. констатирует, что диссертационная работа т. Кузьмина А.В. посвящена усовершенствованию процесса токарной обработки и по своему содержанию рассматривает вопросы производственного характера, свойственные нашему предприятию. В своей работе автор разработал новую методику исследования систем стабилизации скорости резания (ССР) при управляющих и возмущающих воздействиях, учитывающую влияние технологических параметров процесса резания На основе детального анализа динамических и установившихся процессов в системах ССР т.Кузьминым А.В. разработаны принципы построения этих систем, а также их структуры, обеспечивающие необходимые показатели качества работы этих систем для всего диапазона изменения технологических параметров.
Результаты диссертационной работы были положены в основу разработки системы ССР с интегральным параметрическим регулятором для токарного станка особо высокой точности модели 250 ИТА.
Производственные испытания этой системы показали, что она обладает высокими показателями качества работы: погрешность стабилизации скорости резания не более 4%, перерегулирование по скорости резания не более 12 % в пусковом режиме и – 15% при действии усилия резания во всем диапазоне возможных значений технологических параметров.
Внедрение этой системы позволяет при изготовлении деталей любой конфигурации с переменным радиусом обработки уменьшить одновременно высоту и шаг микронеровностей в центральных участках деталей, а также машинное время обработки до 2-х раз, повысить износостойкость резцов на снизить колебания глубины и степени наклепа и остаточных напряжений по поверхности деталей, что позволяет получить экономический эффект 2,3 тыс.руб {две тысячи триста рублей) в год на один станок.
В двенадцатой пятилетке запланировано серийное внедрение указанной системы в количестве 40 штук.
Представитель комиссии М.Сущев
Члены комиссии В.Яворский
Е.Шалагин
Типовая межведомственная форма №Р-2 Утверждена приказом ЦСУ ССС №6 от 18августа от 18 августа 1976г. У |
Ульяновский авиационнон-промышленный комплекс
предприятие, организации, учреждение
Акт
Об использовании предложения
«25» августа 1983г.
Регистрационный номер авторского
Свидетельства 819733 _____________________
Название предложения ____________ Измеритель мощности _______
____________________________________________________________
____________________________________________________________
Использовано с «25» августа _1983г. в цехе №164 и 243 МЗП_______
____________________________________________________________
В соответствии с описанием или с формулой изобретения (ненужное зачеркнуть)
Зам. главного
Инженера УАПК ____________/Герман К.Г./
Члены комиссии: Зам. начальника МЗП_____________/Гущин Е.Д./
Зам. начальника цеха №164__________/Абрамов/
Зам. начальника №243 __________/Алексеев В.В/
Начальник патентного
отдела __________/Жданов Э.В./
С началом использования предложения ознакомлены:
Автор (соавторы) Логинов Г.В.
Кузьмин А.В.
«17»ноября 1983г.
Типовая межведомственная форма №Р-2 Утверждена приказом ЦСУ ССС №6 от 18августа от 18 августа 1976г. У |
Ульяновский авиационнон-промышленный комплекс
предприятие, организации, учреждение
Акт
Об использовании предложения
«25» августа 1983г.
Регистрационный номер авторского
Свидетельства 954945 ____________________
Название предложения ____________ Система адаптивного числового программного управления металлорежущим станком _______________
____________________________________________________________
Использовано с «25» августа _1983г. в цехе №164 и 243 МЗП_______
____________________________________________________________
В соответствии с описанием или с формулой изобретения (ненужное зачеркнуть)
Зам. главного
Инженера УАПК ____________/Герман К.Г./
Члены комиссии: Зам. начальника МЗП_____________/Гущин Е.Д./
Зам. начальника цеха №164__________/Абрамов/
Зам. начальника №243 __________/Алексеев В.В/
Начальник патентного
отдела __________/Жданов Э.В./
С началом использования предложения ознакомлены:
Автор (соавторы) Логинов Г.В.
Кузьмин А.В.
«17»ноября 1983г.
Типовая межведомственная форма №Р-2 Утверждена приказом ЦСУ ССС №6 от 18августа от 18 августа 1976г. У |
Ульяновский авиационнон-промышленный комплекс
предприятие, организации, учреждение
Акт
Об использовании предложения
«25» августа 1983г.
Регистрационный номер авторского
Свидетельства 978102 ____________________
Название предложения ____________ Система числового программного управления постоянной скоростью резания для токарно-винторезных станков __________________________________________
Использовано с «25» августа _1983г. в цехе №164 и 243 МЗП_______
____________________________________________________________
В соответствии с описанием или с формулой изобретения (ненужное зачеркнуть)
Зам. главного
Инженера УАПК ____________/Герман К.Г./
Члены комиссии: Зам. начальника МЗП_____________/Гущин Е.Д./
Зам. начальника цеха №164__________/Абрамов/
Зам. начальника №243 __________/Алексеев В.В/
Начальник патентного
отдела __________/Жданов Э.В./
С началом использования предложения ознакомлены:
Автор (соавторы) Логинов Г.В.
Кузьмин А.В.
«17»ноября 1983г.
Типовая межведомственная форма №Р-2 Утверждена приказом ЦСУ ССС №6 от 18августа от 18 августа 1976г. |
Ульяновский авиационно-промышленный комплекс
предприятие, организации, учреждение
Акт
Об использовании предложения
«22» мая 1984г.
Регистрационный номер авторского
Свидетельства авторское свидетельство по заявке №3641124/24, решение о выдаче от 6 марта 1984г. ______________________________________________________
Название предложения ____________ Устройство стабилизации скорости резания для токарных станков с ЧПУ ________________Использовано с «22» мая _1984г. в цехе №164 и 243 МЗП __________
_________________________________________________________________
В соответствии с описанием или с формулой изобретения (ненужное зачеркнуть)
Зам. главного
инженера УАПК ____________/Герман К.Г./
Члены комиссии: Зам. начальника МЗП_____________/Гущин Е.Д./
Зам. начальника цеха №164__________/Абрамов/
Зам. начальника №243 __________/Алексеев В.В/
Начальник патентного
отдела __________/Жданов Э.В./
С началом использования предложения ознакомлены:
Автор (соавторы) Логинов Г.В.
Кузьмин А.В.
«12»июля 1984г.
ПРИЛОЖЕНИЕ 2
ПОКАЗАТЕЛИ КАЧЕСТВА ПРОЦЕССОВ УПРАВЛЕНИЯ
П.2. Показатели качества процессов управления непрерывных систем стабилизации скорости резания
Одной из важнейших характеристик систем автоматического управления, в том числе и систем ССР, является ошибка поддержания на заданном уровне в установившемся режиме регулируемой величины. В данном случае ошибка 
между заданным V3 и фактическим значением V скорости резания определяется по формуле
, (П.2.1)
Во всех рассмотренных системах ССР принималась равной 0,05, кроме специально указанных случаев.
Основным показателем качества работы систем в динамических режимах.(117) является максимальное отклонение регулируемой величины от её установившегося значения или максимальное перерегулирование 
, определяемое в процентах по следующей формуле
, (П.2.2)
где Vmox - максимальное отклонение скорости резания.
Другим основным показателем качества является время регулирования tp, т.е. наименьшее из значений времени, отсчитываемого от момента приложения воздействия, после которого имеет место неравенство
(П.2.3)
В неравенстве (П.2.3) также равна5%.
К основным показателям качества относится число колебаний регулируемой величины Nn или число перерегулирований за время регулирования -tр и время -tM, соответствующее максимальному перерегулированию .
Исследование.динамических процессов в системах ССР проводилось при решении нелинейных дифференциальных уравнений, описывающих работу систем, численным методом Рунге-Кутте, решении линеаризованных дифференциальных уравнений и уравнений, полученных методом замороженных коэффициентов (см. § 2.3), с использованием цифровых вычислительных машин. При этом считалось, что метод Рунге-Кугта даёт точные результаты. Далее приводятся показатели качества 
, определённые с его помощью, а метод замороженных коэффициентов и линеаризованные уравнения дают приближённые результаты, оценка точности которых производилась при их сравнении с результатами, определёнными методом Рунге-Кутта. Для этого использовались следующие оценки: относительная погрешность определения максимального (первого) перерегулирования по скорости резания 
и угловой скорости 
в процентах
, 
(П.2.4)
где Vn max – максимальное абсолютное значение перерегулирования по скорости резания, полученное с помощью линеаризованных уравнений или методом замороженных коэффициентов;
Vr max - максимальное абсолютное значение перерегулирования по скорости резания, определённое методом Рунге-Кутта.
(П.2.5)
Где wn max – максимальное абсолютное значение перерегулирования по угловой скорости шпинделя, полученное с помощью линеаризованных уравнений или методом замороженных коэффициентов;
wR max — максимальное абсолютное значение перерегулирования по угловой скорости шпинделя, определённоe методом Рунге-Кутта.
При исследовании систем ССР на основе линеаризованных.уравнений дополнительно находилось максимальное относительное отклонение (погрешность определения) 
радиуса Rn, полученного при решении линеаризованных уравнений, от значений радиуса RR, найденного методом Рунге-Кутта, за время tр, т.е.
. 
(П.2.6)
Подобная оценка для метода замороженных коэффициентов невозможна, т.к. он не учитывает изменение R.
Необходимо также отметить, что определение по первому {максимальному) перерегулированию даёт для линеаризованных уравнений максимальное значение, а для последующих перерегулирований расхождение между wR max и wn max будет всё меньше при увеличении N. Для метода замороженных коэффициентов, наоборот, - определение первому перерегулированию имеет минимальное значение, а с ростом N оно будет расти. Это объясняется тем, что метод замороженных коэффициентов не учитывает изменение R и установившееся значение w, около которого совершаются колебания w (t) в динамическом режиме, постоянно. Фактическое же значение R и установившееся значение w с течением времени изменяются, что учитывается в линеаризованных уравнениях (см. рис. 2.3).
Показатели качества находились для различных комбинаций технологических параметров; V3 - заданной скорости резания, R0 - начального радиуса обработки, KR - поперечной подачи. При этом необходимо учесть, что KR задано в мм/рад и для перевода этой величины в традиционную размерность мм/об необходимо домножить значение KR на 
. В таблицах показатели качества сгруппированы по горизонтальным строкам и вертикальным графам в колонки, отличающиеся значениями R0 и V3 причём горизонтальные колонки разбиты на строки, отличающиеся значением КR. Такое построение таблиц даёт наиболее наглядное представление об изменении показателей качества при различных комбинациях технологических параметров.
В табл. П.2.1 - П.2.5 приведены показатели качества систем СCP с главным приводом, имеющим параметры Т= 0,3, 
, К1К2 = 2, при действии управляющего воздействия V3 и F=0, т.е. в пусковом режиме. Значение коэффициента Kpv в АП, АПР и ПДС (АППР) системах CСP определяется в соответствии с (1.36), (1.59), (1.74) при значении технологических параметров Rmox= 250мм; V3 = 2м/с, Rr= 10мм; 
, т.е для тех же значений параметров, для которых построены зависимости V от R, в § 1.4 (см, рис. 1.15). Значение коэффициента Kpv в системе ССР с ИПР-1 регулятором определялось для каждой комбинации технологических параметров V3,R0, КR, исходя из соображений получения лучшего, в смысле качественных показателей , tp, Nn переходного процесса по скорости резания для каждой комбинации V3, Rо, КR. В системе ССР с ИПР-2 регулятором значение Крv определялось требованием получения наилучшего переходного процесса по V для всех возможных значений комбинаций технологических параметров.
Здесь необходимо отметить, что стабилизация V с заданной ошибкой при F≠0 и принятых значениях Kpv в АПР и ПДС (АППР) системах обеспечивается не во всём диапазоне технологических параметров, а лишь при той их комбинации, которая удовлетворяет соответствующим неравенствам (1.59), (1.74). Это возможно при V3 > 2м/с и любых других указанных значениях технологических параметров или при снижении значения F и расширении за счёт этого диапазона V3 вниз и т.п. Обеспечение режима ССР с заданной ошибкой 
во всём диапазоне технологических параметров путём увеличения Kpv в АП системе невозможно вообще, т.к. в ней Kpv имеет и.без этого очень большое значение, приводящее к значительной колебательности процессов в системе (см. табл. П.2.1). В ПДС системе ССР увеличение Kpv требует принятия специальных мер (см. § 2.3), исключающих ухудшение динамики системы.
Результаты более подробного исследования наиболее перспективных АПР, ПДС, АППР систем ССР и системы ССР с ИПР-2 регулятором, с поперечной подачей, обеспечивающей движение как к центру шпинделя (KR<0), так и от его центра (KR>0) для средних токарных станков, имеющих диапазон технологических параметров [131], указанный в
Таблица П. 2.1.
Показатели качества АП системы ССР в пусковом режиме по скорости резания
при Kpv= 1000
V3, м/с | 0,2 | 20,0 | 20,0 | ||||||||||
R0, мм | KК, мм/рад | tp, с |
| TM , с. | Nn | tp, с |
| TM , с. | Nn | tp, с |
| TM , с. | Nn |
1,6 | 1,20 | 0,02 | 1,20 | 0,04 | 1,34 | 0,04 | |||||||
0,4 | 1,20 | 0,02 | 1,20 | 0,04 | 1,30 | 0,04 | |||||||
0,16 | 1,20 | 0,02 | 1,20 | 0,04 | 1,26 | 0,04 | |||||||
0,016 | 1,20 | 0,02 | 1,20 | 0,04 | 1,24 | 0,04 | |||||||
1,6 | 1,32 | 0,08 | 1,76 | 0,08 | 2,24 | 0,08 | |||||||
0,4 | 1,24 | 0,08 | 1,28 | 0,08 | 1,84 | 0,08 | |||||||
0,16 | 1,16 | 0,08 | 1,24 | 0,08 | 1,64 | 0,08 | |||||||
0,016 | 1,12 | 0,08 | 1,16 | 0,08 | 1,32 | 0,08 | |||||||
1,6 | 2,20 | 0,24 | 2,32 | 0,16 | - | 0,10 | - | ||||||
0,4 | 2,0 | 0,26 | 2,28 | 0,20 | 2,56 | 0,12 | |||||||
0,16 | 1,68 | 0,30 | 2,20 | 0,24 | 2,44 | 0,16 | 32- | ||||||
0,016 | 1,76 | 0,32 | 1,68 | 0,28 | 2,20 | 0,24 |
Таблица П.2.2
Показатели качества АПР системы ССР в пусковом режиме по скорости резания
при 
| 0,2 | 2,0 | 20,0 | |||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| |
1,6 | 1,20 | 0,20 | 1,20 | 0,20 | 1,40 | 0,20 | ||||||||
0,4 | 1,20 | 0,20 | 1,20 | 0,20 | 1,20 | 0,20 | ||||||||
0,16 | 1,20 | 0,20 | 1,20 | 0,20 | 1,20 | 0,20 | ||||||||
0,016 | 1,20 | 0,20 | 1,20 | 0,20 | 1,20 | 0,20 | ||||||||
1,6 | 1,05 | 0,70 | 1,75 | 0,65 | 2,10 | 0,45 | ||||||||
0,4 | 1,05 | 0,70 | 1,35 | 0,65 | 2,10 | 0,55 | ||||||||
0,16 | 1,05 | 0,70 | 1,05 | 0,70 | 1,75 | 0,65 | ||||||||
0,016 | 1,05 | 0,70 | 1,05 | 0,70 | 1,05 | 0,70 | ||||||||
1,6 | 2,20 | 1,50 | 2,30 | 0,80 | 2,35 | 0,50 | ||||||||
0,4 | 3,70 | 2,10 | 2,75 | 1,15 | 2,25 | 0,65 | ||||||||
0,16 | 5,50 | 2,80 | 2,15 | 1,45 | 2,30 | 0,80 | ||||||||
0,016 | 8,90 | 5,70 | 5,60 | 2,80 | 2,15 | 1,50 Дата добавления: 2015-10-21; просмотров: 19 | Нарушение авторских прав
|
%
