LibRar.Org.Ua — Бібліотека українських авторефератів

Загрузка...

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

автоматів. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.03.01 – процеси механічної обробки, верстати та інструменти, Тернопіль, 2001 рік.

Захищається робота, метою якої є підвищення техніко-економічних показників багатошпиндельних токарних автоматів (БТА) нового покоління на початкових етапах завдяки достовірності оцінки їх стану і прогнозування розвитку. В дисертації здійснено представлення БТА як системи, здійснено їх аналітичне та графічне представлення. В результаті статистичного експерименту розкрито тенденції в розвитку тематичного напрямку патентування. Розроблено диференціально-поліноміальну модель для прогнозування розвитку БТА і база даних, яка реалізована на ЕОМ. В дисертації також запропоновано стратегію проектування БТА з використанням прогнозної моделі.

Ключові слова: прогнозування, багатошпиндельний токарний автомат (БТА), система, диференціально-поліноміальна модель, компоновка.


The summary


Sklayrov R.A. Forecasting of development of arrangements of multiple spindles turning automatic machines.- Manuscript.

The dissertation on competition of a scientific degree of the candidate of technical science on a speciality 05.03.01 - processes of mechanical processing, machine tools and tools, Ternopol, 2001.

The operation is defended, the purpose by which one is the heightening of overall economics of multispindle turning automatic machines (МSА) of a new generation on incipient states due to veracity of an estimation of their condition and prediction of a development. In a thesis the series transition from elementary representation of a system to the structurally functional scheme of the machine tool is carried out. As a result of statistical experiment the tendencies of development of a theme direction of patenting are uncovered. Is designed differential-polynomial model for forecasting of development MSA, which one realized on a computer. In a thesis policy of designing MSA with usage of forecasting model also is offered.

Key words: forecasting, multiple spindle turning automatic machines (MSA), system, differential-polynomial model, and arrangement.


Аннотация

Скляров Р.А. Прогнозирование развития компоновок многошпиндельных токарных автоматов. - Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.03.01 - процессы механической обработки, станки и инструменты, Тернополь, 2001 год.

Защищается работа, целью которой является повышение технико-экономических показателей многошпиндельных токарных автоматов (МТА) нового поколения на начальных стадиях благодаря достоверности оценки их состояния и прогнозирования развития.

В диссертации МТА, как техническая система, представлен в виде структурно-функциональной модели, которая позволяет более детально, описать слагаемые компоненты, а следовательно, и компоновку МТА. Построенная граф-модель представлена в виде ориентированного графа, вершинами которого являются компоненты станка, а ребра указывают на связи, которые между ними существуют. Такое представление позволяет перейти к функциональной модели, в которой каждый блок исполняет определенную функцию. Аналитическое описание представленных систем МТА матрицами смежности, идентичности и инцидентности позволяет проводить оценку структуры БТА при исключении ограничений в сложности представления системы.

Предложено формализированное описание положения компонент станка в пространстве, а именно шпиндельных узлов, которое учитывает порядок расположения блоков и их возможных перемещений (линейных и угловых) в выбранной системе координат.

Разработана теоретическая дифференциально-полиномная модель описания эволюции и прогноза МТА. Она сформирована на основании метода статистической оценки гипотезы о смешивании нормально распределенных статистических величин. Основное отличие дифференциально-полиномной модели состоит в том, что характеристика системы МТА выражается полиномом, степень которого выбирается такой, для которого множество S- кривых будет довольно плотным (содержать кривую достаточно близкую к любой S- кривой). Разработанная модель, в отличие от дифференциальной и алгебраической моделей, разрешает точнее отслеживать процесс развития МТА, и эффективно прогнозировать их компоненты. Проведенные компьютерно-экспериментальные исследования модели указывают на ее адекватность описанию процесса развития параметров МТА, точность прогноза может составлять 95-60%, большей точности соответствуют меньшие временные интервалы.

В работе осуществлен выбор и произведена классификация источников информации, которые используется при прогнозных исследованиях, обоснованы необходимость создания баз данных и выбор средств их разработки. На основании разработанной структуры создана база данных МТА, которые выпускались различными странами, патентов на компоновочные решения и основные узлы, а также детали, которые обрабатываются на этих станках.

В результате статистического исследования раскрыты тенденции развития тематического направления патентования. За последние 15 лет изобретательская активность в областях механизмов зажима, поворота шпиндельного блока МТА, токарных автоматов с кулачковым управлением существенно снизилась, наблюдается четкая тенденция роста изобретательской активности в области патентования токарных автоматов с ЧПУ.

Произведен анализ динамики выпуска токарных автоматов с различными системами управления и по количеству шпинделей, на основании которого сделаны выводы о необходимости выпуска МТА с ЧПУ на модульном принципе (в том числе многоцелевых), выпуска МТА параллельного и параллельно-последовательного действия на базе двухшпиндельных модулей.

Разработана методика прогнозирования развития БТА, с использованием как существующих разнообразных моделей прогноза, так и разработанной дифференциально-полиномной модели. Представленная работа завершила формирование принципа замкнутости цикла для проектирования МТА, который предусматривает на начальной стадии обязательное проведение прогнозирования.

В диссертации предложена стратегия проектирования МТА на начальных этапах, которая базируется на использовании известных процедур с введением на соответствующих этапах прогнозных исследований, которые предусматривают: выбор объекта прогнозирования, метода прогнозирования, получение и анализ прогнозных данных и выработка рекомендаций по дальнейшему использованию результатов прогноза.

Это позволило выполнить прогноз параметров станка (максимально допустимая скорость резания), количества технологических модулей (шпинделей, супортов, револьверных головок), рост количества инструментов в револьверной головке и др. На основании такого подхода возможно спроектировать токарный автомат, с высшими технико-экономическими показателями по сравнению с существующими.

Ключевые слова: прогнозирование, многошпиндельный токарный автомат (МТА), система, дифференциально-полиномиальная модель, компоновка.