Введение к работе
Актуальность. Повышение точности, надежности и качества металлорежущих станков всегда актуально для станкостроения. Переход станкостроительной промышленности на рыночные отношения приводит к необходимости освоения в сжатые сроки новых видов промышленной продукции и модернизации имеющегося парка машин. Все это придает станкостроению гшрокономенклатурный характер. В этих условиях необходимо создание принципиально нового класса переналаживаемого автоматизированного технологического оборудования и обеспечение надежных условий функционирования при интенсивном характере его эксплуатации.
Для решения указанных проблем особое значение приобретает создание универсальных информационных систем, позволявших оценивать качество станка как в предэксплуатационный период, так и во время его'работы. Использование современных средств вычислительной техники для сбора, ооработки и хранения информации позволяет осуществлять комплексное диагностирование станка, режущего инструмента и процесса резания.
Известно, что эксплуатационные и качественные показатели металлорежущих станков во многом определяются свойствами их преобразующих систем. Поэтому методы оценки динамических характеристик преобразующих систем металлорежущих станков позволяют не толь ко сертифицировать станки по их динамическом;' качеству, но и открывают направление диагностики их текущего состояния по динамическим характеристикам.
В настоящее время имеются работы, посвященные решению данной проолемы. Это. прежде йсето. исследования, выполненные в МПУ мм. Баумана. ЭНШОе, -Мосстанкине. НИИНаше. Киевском и Нижненовгородском политехнических институтах. ГИСХМе.
В диссертационной работе в- русле указанных въпье направления делается следующий иаг в решении проблемы диагностики динамического качества станков и их состояния, который состоит е создании методики экспресс-оценки характеристик и.параметров динамической преобразующей системы металлорежущего стэнка и разработке на ее базе методики приемосдаточных испытаний, а также в создании методов -оперативной диагностики состояния станков по их динамическим характеристикам. Содержание этого шага определяет актуальность диссертационной работы для станковедения.
Яель работы/. Повышение точности, качества и надежности металлорежущих станков на основе экспресс-анализа динамических характеристик их преобразующих систем и диагностики текущего состояния по динамическим характеристикам.
Методы исследования. В работе применялись методы, динамики маиин. прежде всего динамики металлорежущих станков, теории колебаний, теории автоматического управления, теории случайных процессов и корреляционно-спектрального анализа. Для получения и обработки экспериментальных данных, а также при расчетах, связанных с моделированием преобразующих систем станков." широко применялись оригинальные компьютерные программы, разработанные с учетом принципов структурного программирования.
Научная новизна. В работе:
а) разработаны математические алгоритмы идентификации пара
метров пространственной модели преобразующей системы станка-.
б) создан программно-аппаратный комплекс для экспресс-анализа
. динамических характеристик станка;
в) исследована взаимосвязь динамических характеристик с сос
тоянием упругой системы. При этом обнаружен ряд неизвестных ранее
результатов, например, гистерезисное изменение параметров дина
мической преобразующей системы в зависимости от уровня вибрацион
ного возбуждения.
г) обнаружено, что в варьировании параметров преобразующей
системы отображается техническое состояние элементов и узлов стан
ка:
Практическая ценность. Разработанные методы исследования -динамических характеристик преобразующих систем станков позволяют создать испытательно-диагностический комплекс для проведения приемосдаточных испытаний,на базе современной вычислительной техники. Созданное программно-аппаратное обеспечение позволяет оперативно определять амплитудно-фазовые частотные характеристики не только металлорежущих станков, но и других сложных пространственных динамических систем.
Предложена методика приемосдаточных испытаний станков по анализу динамических характеристик их преобразующих систем.
Разработаны принципы построения систем диагностики процессов обработки, основанные на анализе состояния преобразующих систем станков.
Реализация работы. Создан испытательно-диагностический комплекс для приемосдаточных испытаний токарно-револьверных станков
ІД325 Новочеркасского станкостроительного завода (НСЗ). Экономический эффект составил 75 тыс. рублей.
Методика исследования динамических характеристик применяется для станков токарной группы на ПО "Ростсельмаш".
Программное обеспечение для моделирования и идентификации параметров преобразующих систем станков используется в Зональном институте повышения квалификации и переподготовки кадров (г. Ростов-на-Дону) и РИСХМе.
Микропроцессорная система диагностики и управления процессом сверления глубоких отверстий малого диаметра внедрена на Ногинском заводе топливной аппарату вы (НЗТА) с экономическим эффектом 14.2 тыс. руб. на один станок.
Апрооапия работы. Основные результаты работы докладывались аа научно-технической конференции "Типовые механизмы и технологическая оснастка станков-автоматов, станков с ЧПУ и ГПС". Киев. 1991. 1992 г.г.; Российской научно-практической конференции. Хабаровск. 1992 г.; Научно-технической конференции профессорско-преподавательского состава РКСХМа. Ростов-на-Дону. 1988-1990 г.г.; Специализированном семинаре "Испытание и диагностирование технологического оборудования комплексно-автоматизированного производства". Институт машиноведения им. А. А.Благонравова АН СССР. Москва. 1990 г.
Публикации- По результатам проведенных исследовании опубликовано 9 работ.
Структура и объем работы. Диссертационная работа изложена на ПО страницах машинописного текста, включающего введение, четыре главы" основной части, заключение и общие выводы. Диссертация содержит список литературных источников из 148 наименований. 56 таблиц. 67 рисунков и приложения.