39688

Современные перспективные направления повышения точности

Лекция

Производство и промышленные технологии

Все сказанное определяет виртуальный образ технологической системы. Следовательно технологическая система станка должна быть оснащена соответствующими вычислительными средствами возмещающими деятельность человека и соответствующую часть технологической системы. Вычислительная система станка кроме традиционных задач управления процессом обработки должна выполнять следующие задачи: оценку точностных возможностей технологической системы на основе информации полученной подсистемами диагностики состояния станка и инструмента; оценку...

Русский

2013-10-08

61 KB

8 чел.

Современные перспективные направления повышения точности

7.1. Понятие об интеллектуальной технологии [8]

В основу концепции интеллектуальной технологии положена идея получения виртуального образа заготовки, включающего в себя геометрический образ и другие показатели, определяемые ее назначением. Кроме того, необходима аттестация рабочего пространства станка, оснастки в динамике с учетом температурного и деформированного их состояния, характера действия силовых факторов, характера износа инструмента и пр.

Все сказанное определяет виртуальный образ технологической системы.

Реализация интеллектуальной технологии потребует встраивания в технологическое оборудование системы цифровой индикации линейных и угловых перемещений.

Измерительные системы цифровой индикации в технологическом оборудовании должны функционировать непосредственно в рабочей зоне станка, по возможности не ограничивать рабочее пространство станка, иметь надежную защиту от попадания стружки и охлаждающей жидкости, возможность ручной и автоматической настройки на размер во всем диапазоне и др. Наиболее перспективным направлением для решения подобной задачи является использование бесконтактных методов и устройств, основанных на оптикоэлектронном принципе и обладающих высокой чувствительностью и малыми габаритными размерами, практическим отсутствием измерительного усилия.

Процесс измерений и соответствующих расчетов должен ограничиваться операционным временем технологического или производственного процесса Обработку большого объема измерительной информации в реальном масштабе времени (105-107 бит/с) невозможно осуществить без применения средств вычислительной техники. Следовательно, технологическая система станка должна быть оснащена соответствующими вычислительными средствами, возмещающими деятельность человека и соответствующую часть технологической системы. Вычислительная система станка, кроме традиционных задач управления процессом обработки, должна выполнять следующие задачи:

• оценку точностных возможностей технологической системы на основе информации, полученной подсистемами диагностики состояния станка и инструмента;

• оценку пригодности режущего инструмента и подачу команды на его замену;

• определение числа рабочих ходов и режимов обработки каждой поверхности детали с учетом данных о состоянии станка, инструмента и заготовки;

• выработку команд для настройки дополнительных устройств;

• управление процессом обеспечения точности детали;

• накопление статистики о точности изготовленной партии деталей и пополнение базы знании и др.

Для практической реализации концепции интеллектуальной технологии потребуется:

• выявление информационных связей в технологической системе и изыскание возможности их технической и программной реализации,

• создание технологических моделей для реализации технологического процесса, обладающего конструктивной гибкостью;

• создание автоматических систем обнаружения дефектов заготовок и полуфабрикатов при сохранении операционного времени технологического или производственного процесса;

• изыскание в области разработки средств измерительных систем для получения необходимой технологической информации;

• создание гибких мехатронных систем машин и их узлов, способных под конкретный образ детали оптимально менять режимы и конструктивные параметры, т.е. обладающих конструкторско-технологической гибкостью,

• накопление и создание баз данных и баз знаний с разработкой на их основе эксплуатационных систем для использования принципов интеллектуальной технологии;

• разработка методологии представления многомерных объектов и языка их описания в память ЭВМ;

• создание программных средств на базе перспективных средств вычислительной техники, являющихся составной частью технологической системы;

• исключение используемой в настоящее время технической документации в виде технологических и контрольных карт за счет дополнения системы ЧГТУ моделью обрабатываемой детали с учетом геометрического образа и ее физико-механических свойств. Указанное выше означает, что речь идет о принципиально новом подходе к технологической системе, работающей с усредненным образом заготовки и учитывающей все отклонения от идеального образа. Такая система должна обладать достаточной конструктивно-технологической гибкостью, позволяющей по полученному виртуальному образу технологической системы реализовать стратегию оптимального технологического процесса, т.е. наиболее полную адаптацию к сложившейся ситуации при решении конкретных технологических задач

7.2. Понятие о мехатронных системах [5]

Мехатроника - новое направление в науке и технике, необходимое для практической реализации концепции интеллектуальной технологии. Развитию мехатроники способствовало становление и развитие информатики, а также бурный процесс микрокомпьютеризации техники.

Внедрение в производство мехатронных структур способствует высокой концентрации электронных схем, агрегатов, механизмов оборудования и машинных структур; автоматизации производственных процессов с высокой надежностью оборудования; упрощению перестройки технологических систем на выпуск новой продукции путем создания функциональной избыточности и гибкости мехатронных структур; получению высокой прибыли и рентабельности производства вследствие повышения производительности и интенсификации технологических процессов.

Применительно к прецизионному станкостроению основные принципы построения мехатронных устройств таковы:

1. Принцип «директ драйв» - прямой привод. Сущность этого принципа заключается в том, что обрабатываемая деталь и режущий инструмент закрепляются непосредственно на электроприводы без промежуточных зубчатых передач и трансмиссий. Таким образом, устраняются погрешности из-за зазоров и износа деталей трансмиссии.

2. Управление электроприводами осуществляется путем варьирования частотой и мощностью питающего напряжения. При этом каждый привод имеет персональное питание. Точным дозированием электрической энергии удается достичь высокой точности по сравнению с механическим приводом аналогичного назначения.

3. При обработке детали на мехатронном станке положение обрабатываемой детали и режущего инструмента постоянно контролируется с помощью датчиков положения высокой точности.

4. Мехатронный станок управляется компьютером, который является управляющим центром всей мехатронной системы.

Структурную схему в упрощенном варианте можно условно изобразить в виде блоков, представленных на рис. 7.1. Основной особенностью мехатронного станка является то, что в нем используются электрические процессы вместо механических, т.е. дозирование усилий и мощности производится компьютером при подаче питания на электроприводы. Обратная связь при этом осуществляется сигналами с датчиков положения режущего инструмента и обрабатываемой детали. Все механизмы подачи имеют прямой привод с линейным перемещением

В настоящее время металлообрабатывающие станки достигли своей предельной точности обработки - 10 мкм, в то время как точность датчиков положения инструмента достигает долей микрометра Мехатронные системы по своим техническим возможностям позволяют достичь точности обработки. Близкой к точности датчиков положения режущего инструмента и обрабатываемой детали.

Сравнение мехатронных и прецизионных станков показывает, что мехатронные станки превосходят своих предшественников по всем основным параметрам.

Рис. 7.1. Структурная схема мехатронного станка

Производственное оборудование должно поставляться на основе принципа комплексных поставок, предполагающего переход от создания отдельных станков к сложным технологическим системам, проектирование, производство, ввод в эксплуатацию и доводку которых осуществляет производитель оборудования по единому функционально взаимосвязанному проекту. Этот принцип может быть использован для создания технологических систем на основе мехатронных структур.

Анализ показывает, что внедрение мехатронных устройств позволит обеспечить повышение производительности труда в 9-10 раз; сокращение в 1,5 раза затрат на проектирование и изготовление новых технологических линий; сокращение в 1,5-2,0 раза сроков и затрат на освоение выпуска новой продукции;

уменьшение сроков создания сложных технологических систем с 7-10 до 2-3 лет; повышение уровня комплексной механизации и автоматизации труда на 95 %; увеличение в 1.5-2.0 раза ресурса работы технологического оборудования;

увеличение коэффициента технической готовности оборудования до 0.95:

уменьшение трудоемкости технического обслуживания производства в 1.5-2.0 раза.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

42330. Выборка данных 173.5 KB
  Изучить используемый в реляционных СУБД оператор извлечения данных из таблиц. Получить навыки работы с оператором SELECT в программе "IBExpert". SELECT [DISTINCT LL] { величина [ величина ]} [INTO :Переменная [ :Переменная ]] FROM tbleref [ tbleref ] [WHERE условие поиска ] [GROUP BY Колонка [ Колонка ]] [HVING условие поиска ] [UNION [LL] select_expr ] [ORDER BY список сортировки ]; величина = {Колонка :Переменная константа выражение функция udf [ величина [ величина ]] NULL USER} [S Псевдоним] константа = Число 'Строка' выражение = SQL выражение возвращающее единичное значение функция = COUNT [LL] величина DISTINCT величина SUM [LL] величина ...
42331. Хранимые процедуры (Procedures) 113.5 KB
  Хранимые процедуры Цель работы Изучить виды используемых в Firebird хранимых процедур. Теоретические сведения Хранимые процедуры Procedures Хранимая процедура – это откомпилированная во внутреннее представление сервера СУБД подпрограмма хранящаяся в базе данных. Хранимые процедуры пишутся на специальном языке хранимых процедур и триггеров в котором имеются операторы присваивания ветвлений и циклов и в которых можно использовать операторы SQL такие как INSERT DELETE UPDTE и SELECT. Хранимые процедуры позволяют переносить часть...
42332. Разработка концептуальной модели базы данных 233 KB
  Добавьте следующие элементы в структуру данных сущности FIRMS: Имя атрибута Назначение ID Идентификатор партнера Nme Наименование партнера ddress Адрес City Город Phone Телефоны EMil Адрес электронной почты Person Контактное лицо FinDelt Финансовое сальдо ChngDelt Обменное сальдо Coeff Коэффициент скидки наценки RetDys Количество дней для возврата В структуру данных сущности BOOKS добавьте следующие элементы: Имя атрибута Назначение ID Идентификатор книги Nme Название книги uthor Авторы Publish Издательство Yer Год выпуска Pges Количество...
42333. Разработка реляционной модели базы данных 232 KB
  Разработка реляционной модели базы данных Цель работы Изучить виды моделей данных. Получить навыки разработки реляционной модели данных с помощью CSEсредства Open ModelSphere. Теоретические сведения Что такое реляционная модель данных Реляционная логическая модель данных это модель данных логического уровня для реляционной СУБД но не привязанная ни к какой конкретной СУБД. Перед созданием реляционной модели данных необходимо изучить такие понятия этоой модели данных как таблицы столбцы; первичные потенциальные и внешние ключи;...
42334. Технология программирования Active Server Pages 91.5 KB
  По расширению файла . Функции и выражения для работы с файлами При осуществлении открытия фала в одном из режимов мы будем работать с объектом типа FileSystemObject который обладает всеми необходимыми методами для работы с фалами. В нашем случае с её помощью мы будем создавать объект типа FileSystemObject и использовать его для работы с файлами.FileSystemObject с именем objFSO OpenTextFile Это метод возможно использовать для открытия файла и получения его файлового дескриптора.
42335. Переход в РНР 137.5 KB
  Стандартные теги Стандартные теги используются программистами РНР чаще остальных способов что объясняется наглядностью и удобством этой формы записи: php print Welcome to the world of PHP ; У стандартных тегов есть еще одно дополнительное преимущество: за открывающей конструкцией следуют символы php однозначно определяющие тип дальнейшего кода. Короткие теги Короткие теги обеспечивают наиболее компактную запись для перехода в РНР: print Welcome to the world of PHP ; По умолчанию короткие теги не используются их нужно...
42336. Планирование заданий в многопроцессорных системах 32 KB
  Методические указания В компьютерной системе 5 процессоров. Все процессоры разные по производительности и набору команд. Каждая задача задается следующим образом: Zперечень процессоров сложность количество операций.
42337. Чисельні методи - обєктно-орієнтований підхід 107.5 KB
  Курс Чисельні методи, як і будь-який інший, побудовано за принципом від простого до складного, тому методи, що їх розглядають у перших розділах програми, виявляються складовими частинами алгоритмів, що розглядаються на подальших етапах. Це дозволяє побудувати роботу над програмним забезпеченням так, щоби не робити дурної роботи двічі, а то і тричі. Хоча, в принципі, формально немає заборони кожен програмний проект розробляти з самого початку, аби все було правильно.