LibRar.Org.Ua — Бібліотека українських авторефератів

Загрузка...

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

багаторівневої системи БТА на різних ієрархічних рівнях в різноманітних зрізах (ретроспективний, конструктивний, компоновочний, технологічний, параметричний тощо) дозволяє провести системний аналіз і дати різносторонню оцінку їх розвитку, розкрити вплив кожної складової на загальний стан системи, встановити пріоритетні компоненти стосовно БТА і проводити цілеспрямований прогноз. Аналітичний опис представлених систем БТА матрицями суміжності, ідентичності та інцидентності дозволяє проводити оцінку структури БТА при виключенні обмежень в складності представлення системи.

3. Запропоновано формалізований опис положення компонент верстата в просторі, а саме шпиндельних блоків, що враховує порядок розташування блоків і їх можливих переміщень (лінійних і кутових) у вибраній системі координат. За основу прийнято плоску поверхню торця переднього кінця шпинделя і точку перетину цієї площини з віссю шпинделя. Вибір системи координат завжди є однозначним: торець шпинделя знаходиться в площині XOZ, вісь Z завжди направлена в шпиндель, а вісь X горизонтальна.

4. Розроблено теоретичну диференціально-поліномну модель опису еволюції і прогнозу БТА. За концептуальну модель прогнозування прийнято логістичну криву. Вона сформована на основі методу статистичної оцінки гіпотези про змішування нормально розподілених статистичних величин. Основна відмінність диференціально-поліномної моделі полягає у тому, що характеристика системи БТА виражається поліномом, степінь якого вибирається таким, для якого множина S- кривих є досить щільною (тобто містить криву достатньо близьку до будь-якої S- кривої). Розроблена модель, на відміну від диференціальної та алгебраїчної моделей, дозволяє більш точно відстежувати процес розвитку БТА, та ефективно прогнозувати їх компоненти. Проведені комп'ютерно-експериментальні дослідження моделі вказують на її адекватність опису процесу розвитку параметрів БТА., точність прогнозу може становити 95-60%, більшій точності відповідають менші часові інтервали.

5. Розроблено структуру бази даних конструктивних рішень та технічних показників БТА, яка відповідає представленню БТА, як системи, і включає такі основні групи: верстат, патент, деталь. Основою структури бази даних є множини інформаційних потреб конструктивно-параметричного характеру, що безпосередньо зв'язані з БТА. Реляційно-алгоритмічний підхід у проектуванні бази даних дозволяє реалізувати добротний інтерфейс споживач - комп'ютер, зручну інформаційно-пошукову мову системи.

6. Створено програмні продукти для накопичення і обробки статистичних даних, формування математичної моделі і аналізу отриманих результатів. Сформовано базу даних токарних автоматів, яка створена в інформаційному середовищі Access, структура побудови програми – модульна. В базі даних накопичено відомості про більше ніж 650 моделей БТА, понад 1300 патентів і авторських свідоцтва та два десятки деталей-представників. Для проведення прогнозних досліджень на основі диференціально-поліномної моделі створено програму "Прогноз", вона не потребує високих системних вимог до комп'ютера та спеціальних навичок в практичному користуванні.

7. Проведено прогноз розвитку БТА, а саме параметричних характеристик верстата, їх компоновок, блоків і вузлів, систем керування. Згідно прогнозу до 2020 року максимальна швидкість різання на БТА з ЧПК досягне 1500...4500 м/хв, збільшиться кількість технологічних модулів (шпиндельних блоків до 4-6, супортів і револьверних головок до 4), зросте кількість інструменту в револьверній головці до 40. Це вказує на необхідність вдосконалення існуючих і розробки нових шпиндельних вузлів, їх опор та високошвидкісних затискних механізмів, патронів, цанг тощо. Кількість одночасно керованих координат стане достатньою для обробки деталі будь-якої складності.

8. Запропоновано стратегію автоматизованого проектування БТА на початкових етапах, що базується на використанні відомих процедур з введенням на відповідних етапах прогнозних досліджень, які передбачають: вибір об'єкту прогнозування, методу прогнозування, отримання і аналіз прогнозних даних та вироблення практичних рекомендацій. Прогнозування дозволяє ефективно впливати на формування технічного завдання при розробці БТА нового покоління.

9. Розроблено методику прогнозування розвитку БТА, з використанням як існуючих різноманітних моделей прогнозу, так і розробленої диференціально-поліномної моделі. Представлена робота завершила формування принципу замкнутості циклу для проектування БТА, який передбачає на початковій стадії проведення прогнозування; використання принципу замкнутості циклу при створенні БТА стало повноцінним.

10. Розроблено нові компоновки БТА на рівні винаходів (поз. ріш. на патент України по заявках №99031625, №99105804 ), в основу яких покладено паралельний, послідовний та паралельно-послідовний принципи обробки, з багаторядними револьверними головками і можливостями нарощування шпиндельних блоків, задніх бабок. Практична реалізація БТА з точки зору компоновочного виконання є цілком реальною.

Результати роботи впроваджено в Державному конструкторсько-технологічному центрі верстатобудування (м. Київ), у відкритому акціонерному товаристві верстатобудівного і універсального машинобудування ВАТ "Верстатуніверсалмаш" (м.Житомир), навчальному процесі в Тернопільському державному технічному університеті імені Івана Пулюя, та Національному технічному університеті України "Київському політехнічному інституті".

Основний зміст дисертації опубліковано в роботах:

1. Кузнецов Ю.Н., Скляров Р.А. Аспекты прогнозирования развития конструкций многошпиндельных токарных автоматов // Вестник Национального технического университета Украины "Киевский политехнический институт".- 1997.- Серия Машиностроение, №32.- С.17-22.

2. Скляров Р.А. База даних для прогнозування розвитку токарних автоматів. Вестник Национального технического университета Украины "Киевский политехнический институт". -1999. Серия Машиностроение, №34, С.299-303.

3. Кузнєцов Ю.М., Скляров Р.А. Використання випадково змішаних випадкових величин для аналізу розвитку технічної системи //Вестник Национального технического университета Украины "Киевский политехнический институт".- 1999. Серия Машиностроение, №37.- С.229-235.

4. Кузнецов Ю.Н., Скляров Р.А. Тенденции развития станков с ЧПУ/ В сб.: Ускорение разработки и внедрение ГПС в механообрабатывающем и сборочном производстве.- Кременчуг, 1996.- С.123-127.

5. Кузнєцов Ю.М., Скляров Р.А., Вагі Алла Сухел. Прогнозування компоновок багатошпиндельних токарних автоматів по критеріям надійності. В сб. тезисов докладов конференции "Надежность машин, механизмов, оборудования", Карпаты, п.Славское.- К.: 2000, С.62-63.

6. Кузнєцов Ю.М., Скляров Р.А. Прогнозування параметрів багатошпиндельних токарних автоматів. В сб. тезисов докладов конференции "Прогрессивные технологии в машиностроении" (Технология – 2000), Одесса.- К.: 2000, С.121-122.

7. Кузнєцов Ю.М., Скляров Р.А. Вплив технологічних факторів на вибір багатошпиндельних токарних автоматів з раціональною системою керування. В зб. тез доповідей конференції "Прогресивні матеріали, технології та обладнання в машино і приладобудуванні", Тернопіль 2000, С.38.


Анотація

Скляров Р.А. Прогнозування розвитку компоновок багатошпиндельних токарних