Содержание к диссертации
ВВЕДЕНИЕ 9
Глава 1. ТЕОРИЯ, ФИЗИЧЕСКИЕ ПРИНЦИПЫ И ОСНОВЫ ТЕХНОЛОГИИ
ПРОЦЕССА ГИБКИ С РАСТЯЖЕНИЕМ 2iH
1.1. Близкие технические задачи и близкие аналоги гибочного
робота 26
1. 2. Свойства конструкционных материалов заготовок, диаграммы
растяжения 33
1. 3. Математическое моделирование основных закономерностей
процесса Формообразования кО
1. 3. і. Задачи теории процессов гибки с растяжением НО
1. 3.2. Задачи расчета остаточных деформаций после снятия внеш
них нагрузок 5Н
1. з. з. Анализ процесса нагружения S7-
1. 3.4. Определение напряжений и остаточных деформаций по сече
ниям при гибке с растяжением .6Ї
1. 3. 5. Потеря плоской устойчивости при изготовлении профилей
гибкой с растяжением 69
1.4. Технологические особенности процесса гибки с растяжением.6
1.4. 1. Особенности гибки профилей с осевым растяжением как
совмещенной операции ?6
1. 4. 2. Выбор минимально допустимого радиуса гибки при проекти
ровании контура обтяжного пуансона 73
1.4.3. Взаимные перемещения, возникающие при контактировании
поверхностей профиля и пуансона в зоне Формообразова
ния .82
1. 4. 4. Погрешности установки обтяжного пуансона 84
1.4. 5. Анализ параметров трения и их влияния на Формообразова-
ниє гнутых профилей 89
і. 5. технология и оборудование гибки с растяжением 9Ъ
1. б. Анализ научно-технической проблемы, направлений и методов
ее решения 9.9
выводы /03
Постановка задач исследований "Ї06
Глава 2. ОСНОВЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ РОБОТОВ
ГИБКИ С РАСТЯЖЕНИЕМ /09
2. 1. Классификационные признаки технологических роботов гибки
с растяжением 111
2. 2. Примеры кинематических схем манипуляторов роботов 114
2. 3. Схемно-конструктивные решения и правила построения компо
новок манипуляторов ТРГР 120
2. 4. представление профилегибочной машины как технологического
робота -І2В
2. 5. Выбор параметров измерения и контроля, координатной сетки
и структуры комбинированного программирования для ТРГР. . . 1Ъ2 2. б. Основные отличия технологического робота по сравнению с
манипулятором с ручным управлением 142
2. 7. Геометрические свойства эвольвент, как опорных траекторий
рабочих органов ТРГР ІМЧ
выводы 155
глава 3. МЕТОДОЛОГИЯ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ ФОРМООБРАЗОВАНИЯ СЛОЖНОПРОФИЛЬНЫХ ДЕТАЛЕЙ НА ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ РОБОТАХ ГИБКИ
С РАСТЯЖЕНИЕМ 457
3.1. Управление технологическим роботом гибки с растяжением... /6/
3. 1. 1. Основные виды управления технологическими роботами 1S1
3. 1.2. Комбинированное управление Формообразованием на ТРГР.
Формализация схем комбинированного управления '/бЗ
3. 1.3. Показатели качества и оптимизации процесса формообразо
вания на технологическом роботе ^8
3. 1.4. Пример практического использования целевой функции про
цесса формообразования /^0
3. 1.5. Возможности управления Формообразованием по скоростям. . ill
3. 2. Управление точностью обработки партии деталей на ТРГР. . . '/вб
3. 2. 1. информационные и статистические особенности Формообра
зования профилей гибкой с растяжением І8&
3. 2. 2. Знаковые адаптивные подналадки априорно неопределенных
процессов ^9f
3. 2. 3. способ дуального управления 2.06
3. 2. 4. Способ контроля и управления точностью на технологи
ческом роботе гоз
3. 3. Способ коррекции Формообразующего контура обтяжного пуан
сона с переменной кривизной 21Z
3. 4. Задачи диагностики состояния процесса Формообразовавания
на автоматизированном профилегибочном оборудовании 2-/9
выводы 22Н
глава 4. МЕТОДОЛОГИЯ КОНТРОЛЯ СЛОЖНОПРОФИЛЬНЫХ ДЕТАЛЕЙ,
ПОЛУЧЕННЫХ ГИБКОЙ С РАСТЯЖЕНИЕМ 226
4. 1. Задачи контроля гнутых профилей 22 f
4. 1. 1. Контроль сложнопроФильных деталей и сборочных единиц
из них. Средства измерения и контроля 22?
4. 1.2. Пример технологического контроля особоответственной
детали 2Ъ1
4. 1.3. Контроль радиуса кривизны контура сложнопроФильной
детали на координатно-измерительной машине 233
4. 1.4. Требования к точности и дискретности измерения линей
ных и угловых перемещений 23?
4. 1.5. классификация погрешностей изготовления гнутых
профилей 239
4. 2. формирование систем отсчета отклонений 2к-\
Выбор системы отсчета отклонений реального контура детали от номинального контура 24^
Анализ систем отсчета отклонений контура профиля от номинальной кривой ZkG
4.2. 3. Схемы измерения и контроля Формы и положения поверх
ности гнутого профиля 25.9
4.2.4. Использование ТРГР в качестве координатно-измеритель-
ной машины 262
4. з. идентификация геометрии контура обтяжного пуансона
при Формообразовании деталей из профилей на ТРГР. ...... .270
4. 4. Методы и средства контроля взаимных переметений контак-
тирующих слоев профиля и обтяжного пуансона 273
выводы 27 ?
Глава 5. ФОРМООБРАЗОВАНИЕ С/ЮЖНОПРОФИЛЬНЫХ ДЕТАЛЕЙ ГИБКОЙ С
РАСТЯЖЕНИЕМ В АВИАСТРОЕНИИ 278"
5. 1. Условия реализации гибки с растяжением в авиастроении. . .280
5. 1. 1. Конструкционные и технологические требования к деталям
каркаса и обшивки летательных аппаратов 280
5. 1.2. Номенклатура обтяжных пуансонов для проФилегибочных
машин 28*/
5. 1. з. Номенклатура гнутых профилей 292
5. 2. Технологические особенности использования
гибочных роботов в авиационной промышленности 299
5.2.1. Классификация Факторов и причин возникновения погреш
ностей формообразования сложнопрофильных деталей
при гибке с растяжением 2D0
5.2.2. Назначение припусков на обработку фрезерованием
прессованных профилей перед гибкой с растяжением
на технологических роботах 305
5. 2. 3. Условия возникновения эффекта неустойчивости 30$
Комбинированное управление Формообразованием сложнопроФильных деталей на ПГР-6АД с УЧПУ 2Р32М 3*3
Позиционное управление процессом формообразования сложнопроФильных деталей на технологических роботах гибки с растяжением 3^6
Восстановление прямолинейной формы сложнопроФильных деталей на оборудовании гибки с растяжением 3^8
5.2. 7. Использование делеобусловленнои последовательности правил принятия решений по Формированию управляющей
программы 322
выводы 326
глава б. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ПРОИЗВОДСТВНННО-ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ
ИССЛЕДОВАНИИ ПРИ ОБОСНОВАНИИ АПРИОРНОЙ НЕОПРЕДЕЛЕННОСТИ
И ПОСТРОЕНИИ БЛОЧНО-НОДУЛЬНОГО МАТЕМАТИЧЕСКОГО ОПИСАНИЯ
ПРОЦЕССА ФОРМООБРАЗОВАНИЯ 328
6. 1. Анализ влияния размерно-механических параметров
на процесс Формообразования 330
б. 1. 1. Влияние изменения жесткости обтяжных пуансонов на
точность Формообразования ЪЪО
б. 1.2. Проверка влияния вариации плошади поперечного
сечения заготовок на пружинение деталей 335"
6. 1.3. Исследование возможности образования угла закручива
ния гнутых профилей 3^0
б.2.1. Пример Формирования управляющих программ в режиме
"обучение" на технологическом роботе Зч-/
б.2.2. Исследование остаточных деформаций Формы при скоро
стном Формообразовании 3^6
б. з. Исследование влияния погрешностей позиционирования на
процесс Формообразования 2Л8
б. 3.1. Влияние ошибки позиционирования зажимного
патрона на процесс гибки с растяжением 34 8
б. 3.2. Влияние первоначальной погрешности контура пуансона
на Формообразование детали в продольном сечении 353
б. з.3. Влияние угловой погрешности установки пуансона
на погрешность Формы детали в продольном сечении 35^
б. з. 4. влияние продольной составляющей погрешности
установки пуансона на точность изготовления
деталей гибкой с растяжением 2>56
б. з.5. влияние погрешности установки пуансона по высоте
на точность формообразования 3J"f
б. 3.б. Проверка зависимости угловой погрешности гибки
(малковки) от угловой погрешности установки пуансона
относительно плоскости стола 35"5
б. 3.7. Проверка позиционирования растянутого профиля над
столом машины с учетом вылета зажимных патронов 360
б. 3.8. Изменение вертикального положения зажимного патрона
при холостом ходе штока растяжного цилиндра 363
6.3.9. Исследование влияния расстояния между осями качания
крыльев на образование погрешности гибки профилей
с растяжением 36?
б. 4. Исследование влияния износа контура пуансона
и температуры рабочих органов и заготовки ЪТ-О
6.4.1. Исследование влияния износа Формообразующего контура
обтяжного пуансона на пружинение детали 3?0
6.4. 2. Формообразование профилей гибкой с
растяжением и нагревом. 37-^
б.4. 3. Влияние температуры рабочих органов профилегибочной
машины на точность формообразования 382
ВЫВОДЫ 388
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 390
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 39 4
ПРИЛОЖЕНИЕ
ПРИЛОЖЕНИЕ 1. СВЕДЕНИЯ ОБ ОБОРУДОВАНИИ И ТЕХНОЛОГИИ ГИБКИ С РАСТЯЖЕНИЕМ В ЗАГОТОВИТЕЛЬНО-ШТАМПОВОЧНОМ
ПРОИЗВОДСТВЕ АО "САРАТОВСКИЙ АВИАЦИОННЫЙ ЗАВОД" 420
А. 1. ПРоФилегибочная машина ПГР-бАД с УЧПУ 2Р32М Н20
А. 2. Описание конструкции доводочного устройства Ч2Ъ
А. з. Гидросистема профилегибочной машины Ч2&
А. 4. Усилитель мощности H2Q
А.5. Назначение и проведение контрольных испытаний
технологического робота гибки с растяжением 429
А. 6. Аппроксимация истинных кривых упрочнения (диаграммы на
пряжения - деформации)
А. 7. Лабораторный стенд для исследования основных закономер
ностей процесса гибки с растяжением 438
А. 8. Общие рекомендации по выбору и проектированию схем и компоновочных решений технологических роботов гибки с
растяжением ^
выводы 433
ПРИЛОЖЕНИЕ 2. АКТЫ ВНЕДРЕНИИ И ИСПЫТАНИИ ЧН2
Введение к работе
Теория манипуляционных роботов в течении последних двух десятков лет прорабатывалась преимущественно к вспомогательным операциям свободного переноса объектов из одного положения в другое по заданным траекториям. Иезкду тем во многих производственных системах роботы могут успешно выполнять технологические силовые операции, требующие отработки заданных программ силового взаимодействия с предметами производства.
В авиастроении к наиболее сложным относятся операции изготовления длинномерных деталей методом гибки с растяжением с опорой на пуансон тонкостенных профилей из алюминиевых и титановых сплавов, из этих деталей собираются несущие конструкции основных частей изделий авиационной техники, отличительными особенностями требований и условий для гибки таких заготовок в авиастроении являются: разнообразие типов и размеров, относительно малая серийность (несколько десятков, единичное ПРОИЗВОДСТВО), довольно высокая требуемая точность. Существующие до сих пор и наиболее распространенные технологии гибки ориентированы на использование специальных гибочных машин с ручным управлением, причем во многих случаях не удается обходиться без последующих трудоемких доводочных и подгоночных операций, часто велика доля бракованных изделий. При изготовлении мелкосерийных и единичных партий деталей для изделий авиационной техники во многих случаях отсутствуют справочные данные о параметрах процесса и их пространственно-временных изменениях, также нет практической возможности в проведении полных экспериментальных исследований.
основные отличительные черты рассматриваемых процессов характеризуются приложением растягивающих усилий, выводящих материал заготовки в зону пластических деформаций, и использование
шаблона или пуансона, задающих требуемый контур. Гибка с растяжением с опорой на пуансон позволяет значительно уменьшить пру-жинение детали, возникающее вследствие неравномерности изгибных нормальных напряжений по сечениям, а также повышать точность изготовления детали в поперечном сечении за счет предотвращения потери устойчивости плоской Формы СИП.
Ручное управление машинами, предназначенными для гибки с растяжением, предъявляет повышенные требования к оператору, необходимы высокая квалификация, большой опыт и интуиция, приспособление к новому типоразмеру заготовки требует больших временных затрат.
Внедрение машин с автоматическим числовым программным управлением, таких, как ПГР-6АД, при программировании методом обучения позволяет неограниченное число раз воспроизводить эмпирически подобранную программу перемещения рабочих органов по координатам. Однако системы управления существующего гибочно-растя-жного оборудования с УЧПУ имеют существенно ограниченные функциональные возможности, реализуемые ими законы управления несовершенны, при этом кинематика механизмов построена по образцу манипуляторов с ручным управлением.
чтобы обеспечить высокое качество изготовляемых деталей и высокую надежность, автоматизированные и автоматические машины, предназначенные для гибки с растяжением, должны иметь достаточно сложные кинематические схемы манипуляторов, новые системы числового программного управления с расширенными функциональными возможностями, развитое программное обеспечение, они должны быть быстро переналаживаемыми, адаптивными, приспособленными к мелкосерийному производству, обладать свойством слабой зависимости к изменениям размерно-механических параметров заготовок и обтяжных пуансонов.
У/
По большинству признаков такие машины относятся к специализированным технологическим роботам гибки с растяжением (ТРГР) [85]. Однако до сих пор большой накопленный опыт роботостроения применительно к выполнению технологических операций гибки с растяжением практически не использовался. С другой стороны, в робототехнике вопросы создания промышленных роботов для выполнения силовых Функций и сложных операций, когда необходимо воспроизводить сложные законы с контролем одновременно координат и силовых Факторов, разработаны недостаточно, преимущественно для дистанционно управляемых манипуляторов с отражением усилий.
Вопросы Формообразования сложнопроФильных деталей на проФи-легибочном оборудовании рассматривались в работах М. И. Лысова, И. М. Закирова (Казанский технический университет) - вопросы теории и расчета процессов изготовления деталей методами гибки; С.С. Одинга. С. А. Лопасова (Воронежский технический университет) -вопросы создания САПР гибки с растяжением; А. Н. Громовой, В. к. Коробова, В.И.Зайцева, А. А. Галла (НИАТ, г. Москва), В. И. Максимен-кова (НИИАСПК) - вопросы автоматизации процессов гибки с растяжением; а также Н. Н. Горбунова, А. Д. Томленова и других исследователей [62, 65, 66, 80, 112, 131, 140, 141. 209, 210, 235]. Необходимо отметить результаты научных исследований ученых ИГТУ им. Н.Э.Баумана, НГТУ "Станкин", ИМА1 РАН, посвяшенных вопросам базирования и оценке отклонения контура изготовленной детали от номинальной кривой [74, 114, 251]. Оборудование для гибки с растяжением разрабатывалось и изготовлялось в НИАТ» савеловском по "Прогресс", Гомельском станкозаводе, Волжском автозаводе, за рубежом наибольшую известность получили разработки Фирм франции и ФРГ, например, адб, г. Нант, а также отто вольф индустрй-АНЛАГЕН ГЕЗЕЛЫАФТ ИВХ, г. Кельн [265]. одной из интереснейших разработок является машина гибки с растяжением "Лаура" (франция), эксп-
луатируемая на самарском авиазаводе. Аналогичными разработками в судостроительной промышленности [173] занимаются в ГНТЦ ЦНИИ технологии судостроения (г. Санкт-Петербург) под руководством о. с. ку-клина.
Из сказанного выше следует, что комплексная научно-техническая проблема повышения точности Формообразования сложнопрофиль-ных деталей гибкой с растяжением является актуальной проблемой, имеющей большое народохозяйственное значение.
Работы по теме диссертации велись в течении последнего десятилетия в рамках ряда государственных и отраслевых программ: Программы работ Нинстанкопрома по созданию систем автоматического обеспечения точности обработки и диагностики состояния инструмента для ГПС, Программы Минвуза "Полет". Союзной Программы по созданию ГПС, реализуемой в соответствии с постановлением см Н 526 от 31.05.84, ряда отраслевых программ Иинавиапрома, тематических планов Научно-исследовательского технологического института, Саратовского подшипникового завода, АО "Саратовский ави-аиионнный завод", а также на основе прямых хоздоговоров с рядом предприятий: Саратовским ПО им. с. Орджоникидзе, заводами "Пирометр", "Техприбор" (Санкт-Петербург), "Кентавр" (г. Смоленск), АКБ "Кристалл" (г. Москва), Бердичевским станкозаводом "Комсомолец" и другими. Автор на протяжении ряда лет являлся руководителем и непосредственным исполнителем указанных НИР.
ЦЕЛЬ диссертации заключается в повышении точности и надежности изготовления на специализированных технологических роботах сложнопроФильных деталей гибкой с растяжением за счет Формирования требуемых системных свойств этих роботов и разработки новых способов организации и управления технологическими процессами Формообразования и контроля для многономенклатурного роботизированного производства.
4Ъ Для достижения указанной цели поставлены следующие наиболее крупные научные задачи:
Проанализировать Физические основы Формообразования тонкостенных профилей гибкой с растяжением как совмещенной операции упруго-пластического деформирования. Выявить технологические особенности процесса гибки с растяжением, определяющие Формирование и Формализацию координатной сетки, критериев и оценок па-паметров процесса Формообразования для специализированных технологических роботов.
На основе обработки данных результатов измерений при серийном производстве выработать рекомендации по оптимизации технологических процессов гибки с растяжением.
Разработать единую методологическую основу математического моделирования для анализа и оптимизации схем формообразования и законов изменения координат и сил. Построить математическую модель технологического процесса упруго-пластического деформирования при гибке с растяжением, с использованием которой определить требования к типовым технологическим процессам и к роботам.
Обосновать выбор и принципы построения кинематических схем манипуляторов роботов для гибки с растяжением, провести сопоставительный анализ и определить наиболее перспективные из них.
Разработать методологию планирования целенаправленных действий по обеспечению требуемого высокого качества процесса Формообразования, эффективную для условий мелкосерийного производства и многообразия вариантов реализации с учетом априорной неопределенности процесса, для чего организуется целеобусловленная последовательность процедур принятия решений при Формировании управляющей программы, связанных с обучением и параметрической адаптацией параметров управляющей программы.
Разработать методологию процессов контроля гнутых с растяже-
ниєм профилей, принципы и методологию измерений погрешностей относительно номинального контура и контроля реального контура Фо-рмообразованной детали, предназначенных для эффективного использования для коррекцтт управляющих программ.
Разработать комплекс технических и программных средств, предназначенных для повышения качества и надежности процесса Формообразования при гибке с растяжением.
Выявить основные доминирующие возмущающие Факторы, сформулировать ограничения на параметры режимов гибки с растяжением. Исследовать воздействие большого числа Факторов, влияющих на точность Формообразования. Осуществить многоплановые лабораторные, экспериментальные и производственные исследования процесса формообразования сложнопроФильных деталей на технологических роботах гибки с растяжением АО "Саратовский авиационный завод" для анализа реальных процессов и определения эффективности использования разработанных методов.
Разработать обоснованные рекомендации по совершенствованию конструкций манипуляторов технологических роботов и расширению возможностей управления процессом формообразования, с целью расширения номенклатуры изготовляемых сложнопроФильных деталей, повышения производительности, точности и обеспечения надежности изготовления деталей.
НАУЧНАЯ новизна работы заключается
в создании единой концепции методических, математических, алгоритмических и программно-аппаратных средств Формирования требуемых системных свойств специализированных роботов, позволяющих повысить точность процесса гибки с растяжением в реальных условиях значительных изменений размерно-механических параметров заготовок и пуансонов;
в предложении новых способов организации и управления техноло-
гическими процессами Формообразования и контроля для многономенклатурного роботизированного производства, позволяющей расширить использование существующих пуансонов и сократить их номенклатуру путем подбора их по геометрическим параметрам и целеобусловленно-го оперативного Формирования управляющей программы;
в расширении предметной области роботостроения, введении понятия о новом виде оборудования - технологических роботов гибки с растяжением;
в разработке методологии, принципов Формирования координатной сетки, структуры управления и компоновочных решений технологического робота гибки с растяжением;
в обосновании метода повышения точности формообразования слож-нопрофильных деталей на технологических роботах гибки с растяжением, реализующего формирование целеобусловленной последовательности процедур принятия решений по коррекции Формообразующего контура обтяжного пуансона, способов отслеживания, обучения и параметрической адаптации управляющей программы;
в Формировании специального Формализованного описания схем и законов управления, позволяющего единообразно представлять структуру манипулятора и законы управления перемещениями его звеньев, описать законы управления Формообразованием по перемещениям, усилиям, моментам, скоростям перемещений, комбинированное и с переменной структурой, описывающего состояния согласованного взаимодействия рук робота между собой через деформируемую заготовку при предварительном растяжении и Формообразовании;
в предложении, описании и реализации нового вида управления гибкой с растяжением - скоростного управления формообразованием, позволяющего сокращать время гибки с растяжением при обеспечении точности изготовления;
в разработке методов базирования и измерений отклонения контура
/6
детали от номинальной кривой, в частности, технологически заданной естественной системы отсчета отклонений, построеной на эвольвенте к контуру номинальной кривой;
- в описании, определении основных свойств и параметров, Форма
лизации эффекта неустойчивости процесса Формообразования на тех
нологических роботах, обусловленного значительным изменением оп
рокидывающего момента силы растяжения; в разработке рекомендаций
по устранению этого эффекта.
НАУЧНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ, ВЫНОСИМЫЕ НА ЗАЩИТУ:
единая концепция методических, математических, алгоритмических и программно-аппаратных средств Формирования требуемых системных свойств технологическких роботов гибки с растяжением, позволяющих повысить точность процесса гибки с растяжением для решения проблемы обеспечения качества изготовления гнутых сложнопрофиль-ных деталей в общем технологическом процессе заготовительно-штам-повочного производства в реальных условиях значительных изменений размерно-механических параметров заготовок и пуансонов;
новые способы организации и управления технологическими процессами формообразования и контроля для многономенклатурного роботизированного производства, позволяющие расширить использование существующих пуансонов и сократить их номенклатуру путем подбора их по геометрическим параметрам и целеобусловленного оперативного Формирования параметров управляющей программы;
методология, принципы Формирования координатной сетки, структуры законов управления и выбора компоновочных решений технологического робота гибки с растяжением;
обобщенный метод обеспечения точности Формообразования сложно-проФильных деталей на технологических роботах гибки с растяжением, реализующий Формирование целеобусловленной последовательности процедур принятия решений по коррекции Формообразующего кон-
тура обтяжного пуансона, способов обучения и адаптации параметров управляющей программы;
методика Формирования специального Формализованного описания схем и законов управления, позволяющего единообразно представлять структуру манипулятора и законы управления перемещениями его звеньев, описать законы управления Формообразованием по перемещениям, усилиям, моментам, скоростям перемещений, комбинированное и с переменной структурой;
новый способ скоростного управления процессом формообразования, позволяющий сокращать время гибки с растяжением при обеспечении точности изготовления;
методы базирования и определения отклонения контура детали от номинальной кривой, в частности технологически заданной естественной системы отсчета отклонений, использующий эвольвенту к контуру номинальной кривой;
описание, определение основных свойств, Формализация эффекта неустойчивости процесса Формообразования на профилегибочных машинах, обусловленного значительным изменением опрокидывающего момента силы растяжения; рекомендации по устранению этого эффекта.
При исследовании вопросов Формообразования сложнопроФильных деталей на оборудовании гибки с растяжением учитывался опыт современного роботостроения, а также исследования в обрасти пластического деформирования профильных заготовок из авиационных сплавов Методами ГИбКИ [62, 65, 66, 80, 144, 145, 154, 161, 170, 181, 210, 235, 253].
Следует отметить достаточно известные монографии и учебники ПО РОбОТОТехНИКе [11, 34, 35, 48, 68, 73, 78, 109, 148, 155, 177, 208, 246, 247, 249, 261], В КОТОРЫХ ОбСУЖДаЮТСЯ ВОПРОСЫ КО-
нструирования манипуляторов роботов, способов и систем контроля и управления движением исполнительных органов.
Из справочных изданий по гибке можно выдалить справочик под редакцией Романовского в. п. [2043. Вопросы анализа больших пластических деформаций на достаточно сложном математическом уровне обсуждаются в монографии Поздеева А. А. , Трусова В. п. , няшина ю. И [1823. Анализ малоциклового нагружения проводится в работе Дау-ниса М. А. [671.
Необходимо отметить значительное число изобретений, посвященных схемным и конструктивным решениям оборудования гибки с растяжением. Сведения о них публикуются в бюллетене НИИГПЭ. Значительная часть изобретений относится к классу В 21 Д 7/оо. Публикациям по процессам Формообразования гибки и правки профилей и листов присваивается УДК 621.981/.982, публикациям, посвященным вопросам теории, исследованию и проектированию роботов и манипуляторов, - 621.865.8.001.
Существует большое количество информационных материалов по близким аналогам процесса Формообразования на ТРГР. к ним можно отнести публикации по металлорежущему, сварочному оборудованию, средствам автоматизации процессов производства, по другим близким тематикам. Областью исследования является достаточно узкая специализация - Формообразование на технологических роботах гибки с растяжением. Автору в объеме исследований удалось разработать основы обшей методики проектирования ТРГР, методологию контроля и управления процессами Формообразования, из прикладных задач следует выделить алгоритмы адаптивных пульсирующих подналадок, а также способы определения отклонений детали от номинального контура.
в первой главе рассматриваются вопросы анализа процесса Формообразования на оборудовании гибки с растяжением, исследуется изменение напряженно-деформированного состояния профиля при Формообразовании, связанное с возможностью потери устойчивости
19 плоской Формы, и при упругом пружинений при освобождении из зажимных патронов. Рассматриваются технологические особенности гибки с растяжением, в частности, основные отличия Фомообразова-ния профилей, ориентированных "полкой внутрь" и полкой наружу" по отношению к обтяжному пуансону. Проводится анализ научно-технической проблемы.
Вторая глава посвяшена основам проектирования схем и компоновочных решений ТРГР. В ней рассматриваются условия представления профилегибочных машин как технологических роботов гибки с растяжением, приводятся примеры и Формализованные описания схем одно-, дву- и многоруких манипуляторов. Анализируются координатная сетка ТРГР, образованная касательными и эвольвентами к Формообразующему контуру пуансона, способы использования средств измерений и структура комбинированного программирования УЧПУ ТРГР.
В третьей главе рассматривается методология управления процессом Формообразования как последовательность целенаправленных решений. Алгоритмы управления осуществляются как в реальном времени, так и при изготовлении партии деталей. Приводятся задачи и Формализованное описание комбинированного управления, анализируются способы управления по силам, моментам, перемещениям и скоростям. Управление точностью изготовления партии деталей осуществляется с помощью алгоритмов адаптивных пульсирующих поднала-док управляющего параметра - усилия растяжения или прирашения перемещений. Описываются способы контроля на ТРГР, коррекции Формообразующего контура обтяжного пуансона.
В четвертой главе обсуждаются вопросы методологии контроля сложнопрофильных деталей, изготовленных на ТРГР. Показано многообразие вариантов определения отклонений деталей от номинальной кривой, реализованной, например, в виде контурного шаблона. Формируется технологически заданная естественная система отсчета
.отклонений, связанная с длиной участка эвольвенты к контуру шаблона или контуру обтяжного пуансона, определяются требования к точности и дискретности измерений на ТРГР. Рассматривается возможность использования технологического робота в новом качестве - координатно-измерительной машины. Приводятся схемы установки средств измерений.
В пятой главе рассмотрены вопросы формообразования слож-нопроФильных деталей гибкой с растяжением в авиастроении, в частности, на примере заготовительно-штамповочного производства АО "Саратовский авиационный завод", на котором используются машины ПГР-б,ПГР-7 с ручным управлением по силам, а также ПГР-бАД с УЧПУ 2Р32М. Проводится анализ взаимнопротиворечивых контстру-кдионных и технологических требований к материалам заготовок. Проводится анализ номенклатуры обтяжных пуансонов и номенклатуры гнутых профилей, исследовано распределение основных параметров: по длине, радиусу кривизны, плошади поперечного сечения, усилию растяжения. Как одно из преимуществ использования ТРГР, обосновывается возможность расширения диапазона припусков на операцию предварительного фрезерования на 150-300 '/. описывается разработанная целеобусловленная последовательность процедур принятия решений по оперативному Формированию управляющей программы.
В шестой главе рассмотрены экспериментальные исследования процесса Формообразования гибкой с растяжением в производственных условиях АО "Саратовский авиационный завод".
При исследовании процесса Формообразования сложнопрофиль-ных деталей на ТРГР может быть использован блочный принцип построения математических моделей, при использовании которого модель строится из отдельных логически законченных блоков, отражающих одну из многих сторон изучаемого объекта. Приводятся
примеры построения отдельных блоков математического описания объекта с учетом проведенных лабораторных, производственных и экспериментальных исследований, используется статистическое оценивание основных параметров детерминированно-стохастического процесса, математическое моделирование проводилось с помощью ПЭВМ IBM.
Результатом полнопрофильных производственно-экспериментальных исследований в условиях производства АО "САЗ" явились разработанные рекомендации по повышению точности, надежности, безопасности работы на ирофилегибочном оборудовании.
основные научные положения и результаты работы докладывались и получили одобрение на отраслевых конференциях в НИТИ (г. Саратов, 1985-86 г. г. ), Всесоюзных семинарах по диагностике в ИМАШ АН РФ (1989-9ІГ.г.), Международной конференции "Когнитивные процессы-93" (г. Москва), Международной конференции "Применение робототехнических систем в экстремальных условиях" (г. Санкт-Петербург,*1995 г. ), Международной конференции"Экстремальная робототехника" (г. Санкт-Петербург, 1996 г.), Международной научно-технической конференции "Комплексное обеспечение точности автоматизированных производств" (г. Пенза, 1995 г. ), международном конгрессе "Конструкторско-технологическая информатика" (г. Москва, МГТУ "Станкин", 1996 г. ), международной научно-технической конференции "Проблемы управления точностью автоматизированных производственных систем" (г. Пенза, 1996 г.), 6-й Российской научно-технической конференции с международным участием "Оптические, радиоволновые и тепловые методы неразрушаюше-го контроля"(г. Саратов, 1995 г.), Всероссийской научно-технической конференции "Гагаринские чтения" (МГАТУ, г. Москва, 1996 г. ), Международной научно-технической конференции "Современные научно-технические проблемы гражданской авиации" (МГТУГА, г. Мо-
сква, 1996), научно-технических и научно-методических конференциях Саратовского гостехуниверситета, заседаниях и семинарах кафедр "Теория технологических машин" МГТУ "СТАНКИН", "Технология производства летательных аппаратов" Московского государственного авиационного технологического университета, "Автоматы" Санкт-Петербургского государственного технического университета, технологии машиностроения Каунасского технологического университета, заседаниях ЦОТФ Карагандинского политехнического института, теории вероятности и математической статистики Саратовского государственного университета, металлорежущих станков и инструментов Саратовского технического университета, научно-технических советах ГНД ЦНИИ технологии судостроения (г. Санкт-Петер-бург) и ЦНИИ измерительной аппаратуры (г. Саратов). Материалы диссертации экспонировались на Второй Всероссийской научно-практической конференции "Высшая школа России: конверсия и прогрессивные технологии" (МАИ, г. Москва, 1996 г. ).
Теоретические исследования выполнены с использованием положений робототехники, машиноведения, теории механизмов, технической механики, теории упругости, технологии машиностроения, обработки металлов давлением, соответствующих разделов теории управления, теории вероятности и математической статистики, с использованием методов математического моделирования на ЭВМ. Исследования проводились на изготовленном автором лабораторном стенде и профилегибочных машинах ПГР-6. ПГР-7, ПГР-6А, ПГР-бАД на Саратовском и Самарском авиационных заводах. Реализация результатов работы:
совершенствование технологии формообразования сложнопроФильных деталей на технологических роботах гибки с растяжением АО "Саратовский авиационный завод";
разработка и внедрение методов измерения отклонения изготовлен-
23 ных деталей от номинальной кривой;
разработка и внедрение способов управления точностью Формообразования, предназначенных для использовании на технологических роботах гибки с растяжением;
проведение многоплановых производственно-экспериментальных исследований на роботах гибки с растяжением в заготовительно-штамповочном производстве АО "Саратовский авиационный завод".
Достоверность основных положений и выводов по работе обеспечивается сравнением с научно-технической информацией и расчетами по близким аналогам, согласованностью с результатами лабораторных и производственно-экспериментальных исследований.
По теме диссертационной работы опубликовано 55 научных работ (в том числе монография), 10 технических решений защищены различными видами охранных документов ниигпэ.
Диссертация состоит из введения, б глав, заключения и списка литературы, материалы изложены на 340 стр. машинописного текста. Сведения о внедрениях приведены в приложениях.
?
2'і
