Algorithms for control of grinding technological process in mass production

Full Text

Операция шлифования является одной из финишных в технологических процессах изготовления ряда ответственных изделий массового производства. К таким можно отнести детали подшипников качения, валы и штоки различных механизмов, детали буровых долот и прочее. Это обуславливает, с одной стороны, высокие требования к качеству технологического процесса и систем, его обеспечивающих, а с другой - обеспечение высокого качества и производительности при массовом производстве с минимальным количеством контрольных и диагностических процедур. Задачи алгоритмизации технологического процесса шлифования рассматриваются в ряде работ отечественных и зарубежных авторов [1-3, 6]. Подробно описаны основные факторы, участвующие в формировании требований к составляющим вектора выходных координат процесса для обеспечения заданного комплекса качественных показателей обработанных деталей. Разработаны технические средства для реализации алгоритмов управления различных видов [2, 3, 7-9]. Однако рассмотренные меры относятся к решению задачи алгоритмизации применительно к одной реализации и не учитывают некоторых важных особенностей технологического процесса шлифования. В то же время при массовом производстве имеют место значительные вариации параметров математической модели процесса как объекта управления. К таким в первую очередь относятся вариации режущих свойств инструмента (абразивного круга) и конечная глубина ожогового слоя, формируемого во время чистового этапа обработки [1]. Для бездефектной обработки требуется оценка вышеупомянутых факторов и, как следствие, оперативная коррекция параметров алгоритмов управления [4, 9]. Выходом из сложившейся ситуации является применение алгоритмов, учитывающих статистическую информацию о случайных факторах. Для детерминированного варианта, реализуемого на станках - автоматах и полуавтоматах, не допускающих оперативной коррекции параметров управления, это возможно при выборе параметров дискретных [8] или комбинированных (дискретных на черновом участке и непрерывном на чистовом) с учетом чувствительности формируемых ими ансамблей траекторий к параметрам законов распределения случайных составляющих [9]. Особый случай представляет задача синтеза управления для процессов обработки ответственных деталей, где требуется обеспечить минимальную вероятность брака. В этом случае параметры управления определяются в ходе решения задачи оптимального управления, минимизирующей целевой функционал, который включает функцию штрафа, учитывающую затраты на предотвращение или устранение возможных аварийных ситуаций. Решение сформулированных выше задач обеспечивается системой, включающей, помимо высококачественной системы управления приводами шлифовального станка, дополнительный контур идентификации, обеспечивающий определение текущих параметров математической модели станка и по коротким выборкам - расчет вероятностных характеристик. Для идентификации области ограничений по ожогам возможно использовать хорошо себя зарекомендовавшие устройства неразрушающего контроля (например, вихретоковые) [9]. Объем контрольных выборок (периодичность контроля) определяется по известным методикам статистических испытаний. Результаты опытно-промышленных испытаний показали возможность существенного повышения производительности (до 10…15 %) и сокращения в 2…5 раз количества забракованных изделий.

About the authors

Vladimir G Schetinin

Samara State Technical University

Email: schetinin_v@mail.ru
(Ph.D. (Techn.)), Associate Professor 244, Molodogvardeyskaya str., Samara, 443100, Russian Federation

References

Supplementary files