Разработка методов, средств и систем управления кинематикой процессов резания на станках и станочных комплексах с ЧПУ

Abstract

Объектом исследования являются нестационарные процессы резания на станках и станочных комплексах с ЧПУ. Цель работы – повышение эффективности использования станков и станочных комплексов с ЧПУ путем разработки методов, средств и систем управления кинематикой процессов резания. В результате выполненных исследований определены факторы нестабильности процессов механической обработки и выявлены резервы снижения их негативного влияния на выходные параметры процесса резания; обоснованы стратегия и методы управления кинематикой процессов резания; установлены законы изменения управляющего воздействия, которые целесообразно реализовать на станках с ЧПУ различных технологических групп и типов; в соответствии с выбранной стратегией управления разработаны инвариантные математические модели и алгоритмы включения в процесс нестационарного резания кинематической нестабильности путем формирования управляющего воздействия на привод главного движения и/или привод подачи станка с ЧПУ; разработаны устройства ЧПУ, реализующие основные законы изменения управляющего воздействия; установлены диапазоны, в которых целесообразно изменять управляющее воздействие с учетом ограничений по качеству обработки и стойкости режущего инструмента; на основе выполненных теоретических и экспериментальных исследований разработаны системы адаптивного управления процессами нестационарного резания на токарных станках с ЧПУ. Степень внедрения – в рамках ГБ 10-22 «Разработка методов, средств и систем управления кинематикой процессов резания на станках и станочных комплексах с ЧПУ» на Минском заводе автоматических линий внедрено программное обеспечение для систем управления нестационарными процессами формообразования на токарных станках с ЧПУ и токарных ГПИ (годовой экономический эффект из расчета на один станок с ЧПУ составляет 12 400 000 рублей); на ИП СИТЕК внедрена адаптивная система управления виброустойчивостью обработки нежестких заготовок на станочном комплексе ЛМ 1576 (предполагаемый годовой экономический эффект от использования адаптивной системы при эксплуатации автоматической линии составит 52 000 000 рублей).