Наукові основи розширення функціональних можливостей верстатних комплексів за результатами моніторингу роботи обладнання
DSpace at NTB NTUU KPI
Переглянути архів Інформація| Поле | Співвідношення | |
| Title |
Наукові основи розширення функціональних можливостей верстатних комплексів за результатами моніторингу роботи обладнання
|
|
| Creator |
Веселовська, Наталія Ростиславівна
|
|
| Description |
Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора технічних наук за спеціальністю 05.03.01 – процеси механічної обробки, верстати та інструменти. – Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут», Київ, 2011. Основна ідея роботи полягає в розробці принципово нового підходу до моніторингу верстатного комплексу механічної обробки, сутність якого полягає у організації методики керування процесом механічної обробки на основі єдиного інтегрованого інформаційного середовища адаптованого до універсального комплексу комп’ютерного моделювання Matlab/Stateflow та Matlab/Simulink, при структурному представлені всіх складових процесу механічної обробки і моделювання, як інструменту вирішення задачі, що розширює функціональні можливості верстатних комплексів. На основі запропонованого комплексного підходу до проведення калібрування верстату, що полягає у визначенні дійсних розмірів верстату з визначеної множини контрольних вимірювань, сформульовані основні положення щодо підвищення ефективності процесу механічної обробки при використанні верстатів з паралельної кінематикою у складі верстатного комплексу, використання універсального комплексу комп’ютерного моделювання дозволяє суттєвим чином підвищити якість організації процесу обробки, впорядковано систему вибору стратегії із врахуванням результатів моніторингу верстатного комплексу. Диссертация на соискание научной степени доктора технических наук по специальности 05.03.01 – процессы механической обработки, станки и инструменты. – Национальный технический университет Украины «Киевский политехнический институт», Киев, 2011. Диссертация посвящена решению актуальной научно-технической проблемы расширения функциональных возможностей станочных комплексов по результатам мониторинга оборудования, позволяющих на основе оптимальных процессов механической обработки обеспечить их высокую производительность и надежность в процессе эксплуатации. Современные станочные комплексы являются технически сложными системами по следующим причинам: процессы механической обработки при формообразовании обеспечиваются совокупностью преобразований информационного, материального и энергетического потоков. В многономенклатурном производстве этот фактор имеет большое значение, так как множество операций производится на одном и том же оборудовании с применением различных инструментов. В работе исследовано и показано, что эффективность станочного комплекса определяется взаимодействием информационных, материальных и энергетических потоков в виде передвижения заготовки через определенную последовательность функциональных блоков, которые заданы наборами количественных, пространственных, временных, технологических, логических операторов, характеризующих состояние объекта в структуре процесса механической обработки. Предложена методика системного подхода проектирования станочного комплекса, схема станочного комплекса в виде взаимозависимых систем и реализована матричная форма его описания, позволяющая решать задачи анализа и синтеза данного комплекса на уровне систем и подсистем. Разработана обобщенная модель процесса механической обработки, включающая цель, взаимосвязь задач, технологические средства системы принятия решений, которая в режиме реального времени позволяет определять параметры и погрешности оборудования, а также формировать задачу оптимального взаимодействия всех частей системы для достижения оптимальных характеристик. Обоснован, на основании определения функций станочного комплекса, выбор основного показателя качества и эффективности в виде функционала, зависящего от величины изменяемых параметров. На основе теории сложных систем предложена разработка многоцелевой модели системы – станочного комплекса в виде методики формирования функций системы, как корректно заданного множества целей (взаимодействия с другими системами и окружающей средой). При этом определяющим признаком системы выбрана иерархическая структура связей между общим критерием для всей системы в целом (призводительность) и отдельными частными критериями (качества, устойчивости, точности), которые сформулированы для отдельных подсистем различных уровней иерархии. Обосновано утверждение, что задача оптимизациии процесса механической обработки на современных станочных комплексах является многокритериальной задачей при наличии широкого ряда ограничений, которая должна решаться с помощью предложенной критериальной оценки эффективности данного типа механической обработки, с учетом показателей его производительности для определения оптимального периода контроля и обслуживания станочного комплекса, обеспечивающие максимальное значение коэффициета готовности. Определено, что станочный комплекс выполняет свое функциональное предназначение при надежной работе системы управления, которая согласовывает информационный и материальный потоки, обеспечивает реализацию функций оборудования соответственно их функционального назначения. Обоснованы общие требования к структуре и составу функций автоматизированной системы управления в виде универсального алгоритма, который включает в себя функции систем планирования и управления материальным потоком. Предложен принципиально новый подход к моделированию процессов механической обработки на станочных комплексах, суть которого состоит в использовании структурных представлений составляющих процесса и реализации концепции методики управления этим процессом на основе единой интегрированной информационной среды, адаптированной к универсальному комплексу компьютерного моделирования Matlab/Stateflow и Matlab/Simulink. Моделирование используется как основной инструмент обоснования мониторинга станков и позволяет реализовать механизм обеспечения функционирования станка и разработать математический аппарат для его количественного анализа, определить основные направления повышения эффективности мониторинга за счет оценивания и прогнозирования состояния станка в области оптимальных значений параметров. Предложен комплексный подход к проведению калибровки станка, который основан на определении действительных размеров станка на основании множества результатов контрольных измерений и построении общей картины ошибок в каждой точке рабочего пространства станка в зависимости от направления перемещения приводов. Предложены основные подходы к повышению эффективности управления процессом механической обработки с использованием станков с параллельной кинематикой. Упорядочена система выбора стратегий с учетом результатов мониторинга. Показано, что развитие технологии мониторинга целесообразно проводить в направлении использования моделей и алгоритмов для выявления неявных зависимостей между состоянием станка (или комплекса в целом) и параметрами качества деталей, изготавливаемых на нем. Интеграция таких алгоритмов в систему управления станком позволит осуществлять мониторинг в режиме реального времени. The tesis for the scientific degree of Doctor of engineerings science in speciality 05.03.01 – Processes of tooling, machine-tools and instruments.– National Technical University of Ukraine «Kyiv Polytechnic Institute», Kyiv, 2011. The basic idea of work is the development of principle new way of machine tools complex monitoring of tooling, which is aimed to organize the methods of tooling process control on the basis of the unique integrated informative environment of the computer design of Matlab/Stateflow and Matlab/Simulink adapted to the universal complex, at structural presented all of constituents of process of tooling and design, as instrument of decision of task which extends functional possibilities of machine-tool complexes. The basic statements of efficiency increasing of tooling process with the usage of tools with a parallel kinematics as a part of machine tool complex are formulated on the basis of offered complex way of machine-tool calibration, that is aimed to distinguish the real machine tool sizes. the usage of universal complex of computer modelling considerably allows to increse the quality of tool process organization, the system of strategy choise is organized too. |
|
| Publisher |
НТУУ "КПІ"
|
|
| Date |
2011-06-01T14:40:07Z
2011-06-01T14:40:07Z 2011 |
|
| Type |
Thesis
|
|
| Identifier |
http://library.kpi.ua:8080/handle/123456789/879
|
|
| Language |
uk
|
|