LibRar.Org.Ua — Бібліотека українських авторефератів

Загрузка...

Головна Технологія металів. Машинобуд. → Прогнозування розвитку компоновок багатошпиндельних токарних автоматів

характеристик верстата, їх компоновок, блоків і вузлів;

  • запропоновано формалізований опис компонент БТА на прикладі шпиндельного вузла, який визначає його положення в просторі;

  • створено інформаційну базу даних конструктивних рішень та технічних показників БТА, та програмні продукти для накопичення і обробки статистичних даних, формування математичної моделі і аналізу отриманих результатів;

  • запропоновано нові компоновки БТА на модульному принципі, які отримані з використанням диференціально-поліномної моделі та методу морфологічного аналізу, які відрізняються від існуючих компоновок наявністю багаторядних револьверних головок і можливостями нарощування шпиндельних блоків;

  • завершено формування принципу замкнутості циклу при проектуванні БТА, який передбачає на початковій стадії обов'язкове проведення прогнозування.

    Практичне значення одержаних результатів. 1.Практичною цінністю роботи є розробка методики прогнозування розвитку конструкцій БТА, яка дозволяє здійснювати прогноз розвитку параметрів не тільки БТА, але й іншого металорізального обладнання; 2.Підготовлена програма для розрахунку параметрів та технічних показників верстатів на основі розробленої диференціально-поліномної моделі; 3. Розроблена база даних токарних автоматів в якій міститься інформація про патенти, моделі верстатів, та деталі представники підприємств машинобудівного профілю, яка може представляти інтерес для організацій, які займаються створенням та розробкою нових верстатів. 4.Запропоновані нові компоновки верстатів, на які подано заявки на патент України та отримано пріоритет.

    Запропонована методика прогнозування та розроблені бази даних знайшли використання у відкритому акціонерному товаристві верстатобудівного і універсального машинобудування ВАТ "Верстатуніверсалмаш" (м. Житомир), Державному конструкторсько-технологічному центрі верстатобудування (м. Київ), та передані на ВАТ "Беверс" (м. Бердичів). Результати дослідження використовуються в навчальному процесі при викладенні курсів "Верстати-автомати та автоматичні лінії", "Верстати з ЧПК та верстатні комплекси" в Національному технічному університеті України "Київський політехнічний інститут", "Прогнозування розвитку верстатобудування" в Тернопільському державному технічному університеті імені Івана Пулюя.

    Апробація результатів дисертації. Основні положення роботи доповідалися і обговорювалися на 4-х конференціях: ("Ускорение разработки и внедрение ГПС в механообрабатывающем и сборочном производстве", (Кременчуг, 1996); "Прогрессивные технологии в машиностроении" (м. Одеса, 2000); конференція "Надежность машин, механизмов, оборудования" (Карпати с. Славське, 2000); "Прогресивні матеріали, технологія та обладнання в машино- і приладобудуванні" (м. Тернопіль, 2000)) та 2-х семінарах: на кафедрі "Верстато-інструментальних систем автоматизованого виробництва" Тернопільського державного технічного університету імені Івана Пулюя та "Конструювання верстатів та машин" Національного технічного університету України "Київський політехнічний інститут".

    Публікації. Основні результати дисертації викладені в 8 друкованих роботах, з них 4 статті у фахових наукових виданнях, отримано 2 позитивних рішення на видачу патенту України.

    Структура і обсяг роботи. Дисертація складається із вступу, чотирьох розділів і основних висновків, розміщених на 172 сторінках, 57 рисунків та 9 таблиць на 33 сторінках, списку літературних джерел з 157 найменувань на 12 сторінках і 5 додатків на 65 сторінках, всього 250 сторінок.

    Основний зміст роботи

    У вступі обгрунтована актуальність проблеми дослідження з розвитку токарних автоматів та верстатних комплексів, сформульовані мета та задачі досліджень, наведені відомості про наукову новизну результатів дисертації та практичну цінність, апробацію роботи.

    В першому розділі проведено аналіз існуючих методів і моделей прогнозування. Прогнозування розвитку технічних систем дозволяє визначитись в напрямках проведення пошукових і дослідницьких робіт.

    Застосування кожного виду прогнозуючих моделей в межах зон їх раціонального використання при оцінці розвитку БТА показав обмеженість відомих моделей як в точності так і в надійності прогнозу. Для прогнозування розвитку компоновок і технічних характеристик БТА доцільним є використання методів екстраполяції. Верифікація прогнозу за допомогою лінійних моделей дозволяє відобразити тенденції розвитку токарних автоматів з певним ступенем точності тільки на досить короткому часовому інтервалі (не більше 3...5 років). Для отримання прогнозуючої оцінки на більшому часовому інтервалі доцільно використовувати нелінійні моделі. Проте їх точність є недостатньою для прогнозу розвитку токарних автоматів (15...30%). Точність прогнозу підвищується при використанні моделей у вигляді логістичної кривої.

    Серед методів експертних оцінок для прогнозування розвитку БТА ефективним є морфологічний метод, який сприяє використанню індивідуальної інтуїції експерта. Доцільним при прогнозуванні розвитку БТА є використання методів, які ґрунтуються на аналізі патентної інформації (методи статистичного моделювання).

    В другому розділі приведено опис і аналіз об'єкту прогнозування.

    Об'єкт дослідження, яким є БТА, представлено у вигляді системи, яка визначається множинами: елементів (компонентів БТА), відношень та властивостей . Сукупність елементів і відношень між ними , визначають сукупність властивостей , які реалізуються на цих елементах і відношеннях: , а декартовий добуток визначає сукупність БТА ():

    (1).

    Поділ системи на складові компоненти (підсистеми, блоки, вузли і т.ін.) може бути будь-яким. Розбиття на п'ять підсистем (обробки, маніпулювання, керування, контролю та обслуговування) дозволяє при прогнозуванні структури верстата виявити вплив компонентів та вузлів на його технічні характеристики. Розбиття на три складові частини: кінематичну, конструктивну та систему керування, дозволяє здійснити прогноз тенденцій розвитку як технічних показників верстата так і систем та підсистем верстата.

    БТА представлено у вигляді орієнтованого графа (рис.1), вершинами якого є складові компоненти, а ребра вказують на зв'язки між ними, що дозволяє перейти до функціональної моделі, де кожен блок чи елемент виконує певну функцію.



    Рис.1. Повна граф-модель функціональної структури БТА

    Представлена повна граф-модель є тільки графічним представленням БТА, для подальшого аналітичного аналізу її представляють у вигляді матриць суміжності, ідентичності чи інцидентності. Повна граф-модель БТА включає двадцять елементів Е1-Е20 (вузли і блоки БТА), зв'язки в моделі - Ф1-Ф20 (описують основні функції блоків систем, і їх взаємодію між собою).

    На основі матриці суміжності побудовано зважений мультиграф структури БТА. Представлення системи БТА разом з її аналітичним відображенням у вигляді матриць суміжності, ідентичності дозволяє проводити аналіз значної кількості компоновок БТА.

    Проведено аналіз області використання БТА, при цьому виявлено, що найбільш раціональним методом автоматизації дрібносерійного виробництва є використання БТА з ЧПК. Аналіз розвитку компоновок БТА показав, що верстати в основному побудовані на агрегатно-модульному


  •