СТРУКТУРА СПЕЦИАЛЬНОГО АДАПТИВНОГО МОДУЛЯ МЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ КРУПНОГАБАРИТНЫХ ДЕТАЛЕЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ Жуков Е.М.,Алдушина М.А.,Михалюк А.Г.

Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова


Номер: 7-4
Год: 2016
Страницы: 24-27
Журнал: Актуальные проблемы гуманитарных и естественных наук

Ключевые слова

датчики контроля, устранение дефектов, датчики индуктивного типа, аналоговое и цифровое представление информации, control sensors, elimination of defects, inductive sensors, analog and digital representation of information

Просмотр статьи

⛔️ (обновите страницу, если статья не отобразилась)

Аннотация к статье

В статье рассмотрен принцип работы станка-робота, осуществляющего контроль величины снимаемого припуска по средством датчика геометрии, датчика сигналов и энкодера, передающих данные на микропроцессор, регулирующего приводы продольной и поперечной подач. Данная разработка может применяться в области автоматизации контроля и оценки величины износа рабочей поверхности восстанавливаемой детали.

Текст научной статьи

Решение задачи восстановления рабочих поверхностей деталей технологического оборудования, имеющего значительные габариты, позволяет не только продлить ресурс его эксплуатации, но и значительно сэкономить на приобретении новых узлов и элементов оборудования. Эта задача решается с использованием специальных мобильных станочных модулей, выполняющих обработку рабочих поверхностей изношенных деталей. При этом возможно два вида обработки: восстановительная, заключающаяся в снятии припуска, до устранения дефектов, искажений формы восстанавливаемой поверхности, и обработка наплавляемого припуска [6]. Более подробно технология ремонта крупногабаритных деталей [8] технологического оборудования описана в работах сотрудников кафедры Технология машиностроения БГТУ им. В.Г. Шухова, например [4]. При любом виде обработки идет «непрерывный» съем неоднородного и неравномерного припуска, в первом смысл - из-за наличия дефектов и искажений формы, во втором - исправленная поверхность всегда неравномерна и неоднородна, в особенности подобного вида обработки изложены в [9]. Согласно этой работе технологическая система находится в определенном состоянии при снятии припуска [1], т.е. происходит скачек усилий резания, а с ними вся система подвергается закономерным нагрузкам, что может привести к ее разрушению или получению дополнительных дефектов на восстанавливаемой поверхности. Выход из этой ситуации может быть представлен следующими способами: использование управляемого процесса обработки с прогнозированием подачи и глубины резания, т.е. адаптация по текущей глубине резания, или использование систем защиты адаптивного модуля, описанного ранее [2]. В работе [5] предложена спецификация стационарного станочного модуля, дано наименование оборудования - станок-робот, но не предложена структура робота, а только технологические системы. Авторы, прежде всего, отмечают, что для управления приводами [14] продольной и поперечной подач технологической системы требуется информация о величине и состоянии снимаемого припуска. Следует отметить, что управление главным движением практически выполняться не может, так как оно является технологическим, или обработка поверхности детали технологического оборудования выполняется в процессе его эксплуатации, без остановки на ремонт, таким образом, станок-робот должен идентифицировать параметры обработки, как это описано в [11]. Неоднородность материала припуска можно определить при условии его известной величины. Но скачек или увеличение мощности, затрачиваемой на ее снятие, в этом случае, как описано в [11], используются датчики мощности или токи привода продольной подачи, поскольку датчик тока может являться аналоговым, потребуется преобразование его сигнала в цифровую форму, как это описано в [10]. Возможно так же использование датчиков, имеющих в своей конструкции АЦП и выполняющих обмен информацией с основным блоком, например, I2C. Но, следует отметить, что все известные авторам интерфейсы, используемые в подобных датчиках последовательного действия, значительно снижают скорость обмена информацией, а, соответственно, и снижают скорость реакции системы на неоднородность материала припуска. Таким образом, авторы отдают предпочтение параллельному интерфейсу указанному в [10], тем более расстояния для передачи информации незначительно и современные аппаратные средства имеют хорошую защиту от помех. Вопрос получения информации о величине снимаемого припуска [1] с использованием датчиков индуктивного типа, по мнению авторов, в настоящее время можно рассматривать с использованием средств визуализации. Следует отметить, что датчики индуктивного типа хорошо работают с ферромагнетиками, цветными металлами. Но с не металлами, их использование затруднено. На кафедре ТМ БГТУ им. В.Г. Шухова выполнены разработки, позволяющие оценивать как микро- так и макро-геометрию объектов с использованием ПЗС-матриц, тем более, например в работе [13] описано устройство и метод определения величины наплавляемого припуска. По этой причине средства визуальной компьютерной диагностики более приемлемы для определения геометрии обрабатываемой поверхности, а структурная схема, представленная на рис. 1 более приемлема для станка-робота. Рис. 1. Структура управления станком-роботом Обработка всей информации, как задающий параметры обработки, так и текущий, осуществляются микропроцессором МП. Это может быть либо ПК с мощным многоядерным процессором либо ПЛК с RTSC- процессором, в зависимости от сложности решаемой задачи. Главное, что МП формирует системы управления приводами П1 и П2 [14] - продольной и поперечной подачей, соответственно. Информация о неоднородности припуска поступает от датчика ДС, состоящего из датчика тока (ДТ), аналогово-цифрового преобразователя (АЦП) и блока интерфейса (БИ). Информация о геометрии припуска поступает от датчика геометрии - ДГ, состоящего из ПЗС- матрицы (ПЗС) и ПЛК, выполняющего обработку информации об объекте в соответствии с алгоритмом [12] обработки изображения. В том случае, если выполняется токарная обработка поверхности детали, требуется снятие значения скорости вращения детали, для чего служит энкодер - Э, оснащенный блоком интерфейса БИ. Изображенная на рис.1 структура управления адаптивной системой восстановительной обработки [7], могла бы остаться просто управляемым станком (станком с ЧПУ), но наличие средства технологического зрения, превращает ее в робота, так как появляется возможность системе оценить величину износа рабочей поверхности восстанавливаемой детали по заранее известным алгоритмам [3]. Работа выполнена в рамках ФЦП «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2014-2020 годы» по Соглашению №14.577.21.0193 от 27 октября 2015 г. «Разработка роботизированного комплекса для реализации полномасштабных аддитивных технологий инновационных материалов, композитов, конструкций и сооружений».

Научные конференции

 

(c) Архив публикаций научного журнала. Полное или частичное копирование материалов сайта возможно только с письменного разрешения администрации, а также с указанием прямой активной ссылки на источник.