Разработка интеллектуальной системы управления технологическим комплексом для повышения эффективности обработки деталей

Содержание 2
ОСНОВНЫЕ СОКРАЩЕНИЯ И ОБОЗНАЧЕНИЯ 4
Введение 5
ГЛАВА 1. Патентно-информационный анализ в области интеллектуальных систем управления технологическим процессом обработки деталей 11
1.1. Анализ современных требования к точности обработки деталей резанием 11
1.2. Современные подходы к автоматизации управления станками 19
1.2.1. Методы и системы интеллектуального управления технологическим комплексом 19
1.2.2. Классификация интеллектуальных систем 31
1.2.3. Основные типы интеллектуальных систем 38
1.3. Основные принципы и подходы к созданию интеллектуальных систем управления 45
1.3.1. Принципы построения систем интеллектуального управления 45
1.3.2. Подходы к созданию интеллектуальных систем. 46
1.4. Анализ требований к интеллектуальным системам управления в машиностроении 49
1.5. Выводы по разделу. 50
ГЛАВА 2. Анализ существующих подходов к управлению технологическим комплексом. 52
2.1. Описание технологического процесса обработки деталей 52
2.1.1. Описание технологического комплекса и его компонентов 52
2.1.2. Моделирование процессов обработки деталей 55
2.1.3. Анализ параметров и режимов обработки 57
2.1.4 Разработка математической модели технологического комплекса механической обработки деталей 58
2.2. Анализ технологического процесса резания деталей на станках с ЧПУ 61
2.3. Разработка концепции интеллектуальной системы управления 62
2.3.1. Обоснование выбора интеллектуальной системы управления 62
2.3.1.1. Технологические особенности применения ИСУ в механической обработке 63
2.3.1.2. Анализ проблем и недостатков существующих информационных систем управления (ИСУ) 64
2.3.2. Проектирование архитектуры интеллектуальной системы управления технологическим комплексом мехобработки детали 66
2.3.3. Описание архитектуры системы 68
2.3.4. Методы и алгоритмы интеллектуальной системы управления станком с числовым программным управлением 72
2.3.5. Определение функциональных требований и разработка алгоритмов управления 74
2.3.6. Модели данных и базы данных интеллектуальной системы управления станком с числовым программным управлением 76
SQL-запросы для создания таблиц 81
2.3.7. Интеграция ИСУ станком с числовым программным управлением с существующими системами 82
2.4. Выводы по разделу 87
ГЛАВА 3. Разработка модели интеллектуальной системы управления технологическим комплексом 89
3.1. Моделирование разрабатываемой интеллектуальной системы 89
3.2. Разработка программного обеспечения 100
3.3. Выводы по разделу 103
ГЛАВА 4. Экспериментальные исследования и оценка эффективности 104
Выводы по разделу 106
Список используемой литературы 108

Весь текст будет доступен после покупки

Эффективность работы современного машиностроительного произ-водства во многом определяется достигнутым уровнем его автоматизации. Высокие требования на мировом рынке к качеству выпускаемой продук-ции, тенденция к созданию технологического оборудования с высокими скоростями движения, многономенклатурность изделий, безопасность тру-да и другие социально-экономические требования современного общества обусловливают необходимость перехода к безлюдным технологиям, гиб-кому и автоматизированному производству. В настоящее время основная масса изделий машиностроения производится в механообрабатывающих станочных модулях и комплексах в которых основным технологическим процессом является процесс резания (ПР), а системами управления - систе-мы числового программного управления (ЧПУ).
В настоящее время совершенствование систем ЧПУ в области меха-нообработки, как и любых других продуктов в IT-сфере, идёт стремитель-ными темпами. Производитель, не представивший вовремя свою разра-ботку, ориентированную на требования рынка, рискует навсегда потерять его. При этом основными тенденциями развития систем ЧПУ являются:
– полная совместимость с предыдущими «эволюциями» (для запуска ранее наработанных программ);
– упор на разработку и совершенствования программного обеспече-ния (и т.о. расширения функционала существующих систем ЧПУ);
– открытость систем – для производителей станочного оборудования это означает широкие возможности для самостоятельной доработки;
– многоканальность – для реализации одновременного запуска не-скольких управляющих программ на одной системе ЧПУ;
– поддержка алгоритмов высокоскоростной обработки.

Весь текст будет доступен после покупки

ГЛАВА 1. Патентно-информационный анализ в области интеллекту-альных систем управления технологическим процессом обработки де-талей
Развитие современных обрабатывающих производств и все более жесткая конкуренция на мировом рынке неизбежно привели к появлению нового спроса на управление технологическими процессами со стороны различных отраслей промышленности.
Требуется, чтобы не только производительность контролируемой установки наилучшим образом соответствовала заданным значениям, но и хорошо контролировалась работа всего промышленного предприятия, чтобы эксплуатационные показатели (т.е. качество продукции, эффектив-ность и потребление
на этапе производства) были хорошо отрегулированы в их целевых диапа-зонах.
1.1. Анализ современных требования к точности обработки деталей ре-занием
Основной задачей производства является обеспечение заготовок с определенными качественными характеристиками в нужном количестве, наиболее быстрым и экономичным способом. На каждый производствен-ный процесс влияют различные нарушения, которые могут быть как внешними, так и внутренними (происходящими внутри самого процесса). По этой причине функционально определяющие свойства компонентов имеют допуски. Если характеристическое значение выходит за допустимые пределы, оно считается неисправным. В таких случаях важные функцио-нальные характеристики должны быть проверены либо в процессе произ-водства, либо по его завершении.
К важным отклонениям, которые необходимо учитывать, как воз-можные причины дефектов, относятся:
• отклонения, вызванные статическими силами, такими как вес заго-товки или некорректное закрепление;
• отклонения, вызванные динамическими силами, приводящими к ав-токолебаниям или вынужденным колебаниям;
• отклонения, вызванные тепловыми воздействиями, такими как тех-нологическое тепло или внутренние источники тепла в станке;
• отклонения, вызванные износом инструмента.
С развитием современной промышленности роль системы управле-ния, как ключевого фактора конкурентоспособности предприятия, посто-янно возрастает. Современные тенденции, такие как «Интернет вещей» и «Индустрия 4.0», предполагают развитие новейших подходов к контролю качества продукции и ее разработке.
Качество изделий можно охарактеризовать совокупностью свойств, удовлетворяющих определенные потребности в соответствии с их назначе-нием. Качество определяется при совместной оценке технических, эксплуа-тационных, конструкционно-технологических параметров, норм надежно-сти, долговечности и прочих характеристик.
Одной из важнейших характеристик качества изделий машинострое-ния и процессов является точность. Под точностью подразумевают сово-купность параметров продукта, соответствующих его номинальному зна-чению.
Современные мощные и высокоскоростные машины не могут функциони-ровать при недостаточной точности их изготовления, что приводит к воз-никновению дополнительных динамических нагрузок и вибраций, нару-шающих нормальную работу машин и вызывающих их ускоренный износ и разрушение.
Повышение точности изготовления деталей и сборки узлов увеличи-вает долговечность и надежность эксплуатации механизмов и машин. Это объясняет непрерывное ужесточение требований к точности изготовления деталей машин. В настоящее время для многих точных изделий требуются детали с допусками в несколько микрометров или даже нанометров.
Разнообразные причины, приводящие к возникновению погрешно-стей при обработке деталей, могут быть условно разделены на две основ-ные категории: систематические и случайные причины.
Суммарная погрешность обработки в станках с ЧПУ образуется в результате множества взаимосвязанных ошибок, возникающих в несущей системе станка, приводе его рабочих органов, системе управления и кон-троля, инструменте и самой обрабатываемой детали.

Весь текст будет доступен после покупки

1. Лохин В., Манько С., Романов М. Интеллектуализация систем ин-формации и управления – основа развития высокоточного оружия // Ра-диоэлектронные технологии. 2016. No 2.
2. Соколовский, А.П. Вибрации при работе на металлорежущих стан-ках [Текст] / Соколовский А.П. Сб. «Исследование колебаний металлоре-жущих станков при резании металлов». М.: Машгиз, 1958
3. Старков, В.К. Физика и оптимизация резания материалов [Текст] / Старков В.К. Москва, Машиностроение, 2009. 640 с
4. Решетов, Д.Н. Надежность машин [Текст] /Решетов Д.Н., Иванов A.C., Фадеев В.З. Под ред. Д.Н.Решетова. М.: Высшая школа, 1988.- 239 с.
5. N. Xu, S. H. Huang, and J. Snyder, “Systematic Investigation of Tool Wear Monitoring in Turning Operations,” 2005 ASME International Mechani-cal Engineering Congress and Exposition, November 5-11, Orlando, FL, 2005.
6. S. H. Huang, Q. Liu, and R. Musa, “Tolerance-based Process Plan Eval-uation Using Monte Carlo Simulation,” International Journal of Production Research, Vol. 42, No. 23, pp. 2004, pp. 4871-4891.
7. Laperriere L, and El Maraghy, H. A., (2000), "Tolerance Analysis and Synthesis Using Jacobian Transforms," Annals of CIRP, Vol. 49, No. 1, pp. 359-362.
8. Пашкевич, В. М. Управление точностью обработки деталей машин на основе использования семантических сетей / В. М. Пашкевич, М. Н. Миронова // Вестник Гомельского государственного технического универ-ситета имени П. О. Сухого. 2012. № 1. С. 14–21.
9. Козочкин, М.П. Разработка переносного и интегрированного диа-гностического комплекса для анализа процессов резания материалов [Текст] / Козочкин М.П., Порватов А.Н. // Контроль и диагностика. 2017. № 1. С. 44-48.
10. Козочкин, М.П. Система адаптивного управления станочным обору-дованием по сигналам вибрации и активной мощности [Текст] / Козочкин 143 М.П., Порватов А.Н., Дуйсенгали А. // Автоматизация и управление в машиностроении. 2016. № 1 (23). С. 17-25.

Весь текст будет доступен после покупки