Введение к работе
Актуальность работы. Интенсификация производства на основе широкого использования антоматиіации является основным направлением развития машино-и приборостроения в настоящее время. В качестве первоочередной задачи автомати іании и управления технологическими процессами выдвигается применение средств вычислительной техники для управления технологическими процессами, понюляющих обеспечивать требуемую точность обрабатываемых деталей на оборудовании с ЧПУ. Для обеспечения высокой точности обработки деталей необходимо, что бы размеры обработанных поверхностей не выходили за пределы поля допуска на размер по чертежу и были близки к центру поля допуска.
Среди многообразия автоматизации не все автоматизированные системы управления (АСУ) позволяют обеспечить необходимую точность обработки деталей Даже в такой области традиционного применения АСУ, как управление технологическими процессами и автоматизированного контроля качества деталей машино- и приборостроения, не решена до конца задача выбора оптимальных параметров управления технологическим процессом. Кроме того, в ходе любого технологического процесса возникает задача компенсации воздействия внешних возмущений на объект управления (iatотовка), влияющих на точность выпускаемой продукции.
Использование нечеткой логики, позволит оценивать диапазоны рекомендуемых значений параметров управлення в виде нечетких интервалов, разрешающих установить для каждой технологической операции допустимые значения, обеспечивающие требуемую точность обработки деталей.
Проблемная ситуация заключается в поиске научно-технических решений
управления технологическим процессом повышения точности обработки деталей
и предотвращения влияний возмущающих воздействий на объект управления,
при обработке деталей в реальном времени на оборудовании с ЧПУ.
" В связи с этим задача создания автоматизированной системы управления
технологическим процесс на основе г ЭД^Щ)ЭДн%ьЖ$*}псой логики представляется актуальной и перспективт й. ВИіЛИОТЕКА I
1 ^ jnSf&iU
Основная часть диссертационной работы выполнялась в рамках плана научно исследовательской работы Курского государственного технического университета по ЕЗН Министерства образования Российской Федерации в 2000 - 2003 г.г., утвержденного начальником управления планирования и финансирования научных исследований Министерство образования Российской Федерации, а также хозяйственного договора 1.37.02 «Разработка программных средств и обработка измерительной информации».
Цель работы. Заключается в разработке математических моделей компонентов технологического процесса обработки деталей и построении на их основе высокоточной автоматизированной системы контроля и управления.
Разработать математическую модель компонентов технологического процесса контроля и управления точностью обработки деталей в ходе технологической операции.
Осуществить математическое моделирование многоуровневой структуры деталей.
Создать алгоритм определения параметров управления технологическим процессом высокоточной обработки деталей.
Разработать автоматизированную систему контроля и управления технологическим процессом высокоточной обработки деталей.
Методы исследования. Для решения поставленных в работе задач использован аппарат матричной алгебры, численное моделирование, теории нечетких множеств, теории автоматического управления, графов н множеств. Применены теоретические положения современной технологии машиностроения, а также методы вычислительной математики и математической статистики.
^ау*"»" новизна работы заключается в следующем: 1. В разработке математической молели компонентов технологического процесса, а основе которой лежит оценивание диапаюна
"' - і
»ч *
рекомендуемых значений параметров управления с помощью нечетких интервалов, обеспечивающей высокую точность обработки деталей.
2 Моделирование вектора возмущающих воздейс лнй и целевой функции, позволяющей учитывать значения возмущающих воздействий, действующих в процессе обработки деталей в реальном времени.
Метод построения многоуровневой структуры деталей, основанный на использовании n-мерных математических моделей, позволяющих описывать детали различной геометрической формы.
Алгоритм управления технологическим процессом, позволяющий обеспечить требуемую точность обработки деталей при использовании оборудования с ЧПУ.
Практическая ненность;
Установленные в диссертации зависимости, рекомендации по проектированию системы управления технологическим процессом и контроля позволяют создать автоматизированные системы управления, обладающие высокой точностью обработки деталей.
Построен вектор возмущающих воздействий, действующий на техполошческий процесс обработки деталей в реальном времени, поіволяющнй учитывать и компенсировать внешние воздействия, с.целью увеличения точности обработки деталей.
3. Разработанная система контроля и управления технологическим
процессом защищена авторскими свидетельствами Российской Федерации WtNt
26142,27868.
4. Результаты работы внедрены на предприятии вЛ« 25714 и МУЛ ЖКХ
«Спецавтобаза» г. Курск и используются в учебном процессе Курского
государственного технического университета при чтении лекций и проведении
практических занятий по курсам «Метрология и измерительная техника» и
««Основы теории управления». Акты внедрения прилагаются к материалам
диссертации.
На шииту илютт^.;
.1. Математические модели инструмента, оборудования, схемы управления и детали для системы управления технолотческим процессом с высокой точностью изготовления деталей.
Алгоритм управления технологическим процессом обработки деталей.
Методика многоуровневого построения структуры деталей.
Результаты теоретических и экспериментальных исследований автоматизированной системы управления технологическим процессом.
Дпробация работы. Основные результаты. полученные в
диссертационной работе, докладывались и получили положительную оценку на Международных и Российских конференциях: "Распознавание 200Г (г. Курск, 2001 г.); "Распознавание 2003" (г. Курск, 2003 г.); "Материалы и упрочняющие технологии - 2001" (г. Курск, 2001 г.); "Медико-экологические информационные технологии - 200Г (г. Курск. 2001 г.); на научно-технических семинарах кафедры "Вычислительная техника" Курского государственного технического университета с 2000 по 2003 гт.
Публикации. По теме диссертации опубликовано IS печатных работ, в том числе 8 статей, 2 авторских свидетельства Российской Федерации.
Личный вклад автопа. В работах, опубликованных в соавторстве, лично соискателем предложены в JI, 3, 4, 5] - структурные схемы и основные принципы функционирования АСУ ТП, а также алгоритм управления Технологическим процессом, основанный на нечеткой логике, в [2, 9, 11] -вывод расчетных соотношений для выбора параметров управления технологическими процессами обработки деталей, в [6, 7, 8, 10] - методы построения многоуровневой структуры деталей.
Структур» и объем работы. Диссертационная работа состоит из иведення, четырех глав, заключения, содержащего основные научно-технические результаты, перечня использованных литературных источников и приложения. Работа выполнена на 131 страницах, в том числе 13 рис>нков, 12 таблиц, список литературы из 135 наименований.
В приложении приведены документы, свидетельствующие о практической реализации использования результатов исследования и разработок автора, а также программы расчета параметров управления точностью технологического процесса.
Области возможного использования. Диссертационная работа относится к области автоматизации и управления технологическими процессами и производствами и может применяться в машино- и приборостроении для обеспечения высокой точности обработки деталей любой сложности и конфигурации при использовании оборудования с ЧПУ.
