Методика проектирования гибких модулей на базе винтовых прессов с системой диагностического управления (1245690)

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла

Перевертов В.П., Авдонин Г.Т., Бочаров Ю.А.МЕТОДИКА ПРОЕКТИРОВАНИЯ ГИБКИХ МОДУЛЕЙ НА БАЗЕ ВИНТОВЫХ ПРЕССОВ С СИСТЕМОЙ ДИАГНОСТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯСоздание гибких производственных модулей (ГПМ) и комплексов обработки материала давлением ссистемой диагностического управления, составными частями которой являются система контроля(получение информации от датчиков), система диагностики (обработка информации, принятие диагнозао техническом состоянии объекта, выход из состояния отказа), система управления (ручное,программное, адаптивное) представляет собой комплекс задач, решение которых целесообразноосуществлять поэтапно, в соответствии с разработанными алгоритмами (рис. 1-5).

В [1] отмечено,что в зависимости от технологического процесса гибкие модули обработки давлением можноподразделить на заготовительные (ГПМ3), термические (ГПМт), штамповочные (ГПМш), обрезные (ГПМо),контрольные (ГПМк) из которых можно компоновать кузнечные линии, участки, цехи и заводы.Рассмотрим горячештамповочный модуль на базе винтового пресса (ВП) с электрическим приводом(ЭВП), гидравлическим приводом (ГВП), фрикционным (ФВП) и муфтовым приводом (МВП). При разработкесистем контроля, диагностирования и управления KШМ необходимо в каждом конкретном случаеучитывать конструктивные особенности ВП.Характерными этапами при его проектировании является разработка структурно-функциональных,динамических и математических моделей: модуля, системы контроля, диагностики и управления,технологического процесса и кузнечного оборудования.

В [2] рассматривается математическая модельгибкого модуля на основе линейной регрессии, которую можно использовать при расчетах. Следующимихарактерными этапами проектирования являются: разработка алгоритмов контроля, диагностирования иуправления как КШМ, так и модуля в целом; разработка программного обеспечения, структурных ипринципиальных схем систем контроля, диагностики и управления; проведение имитационногомоделирования и исследований на реальном оборудовании. При проектировании систем контроля,диагностирования и управления ВП (рис.1-5), а так же модуля в целом, необходимоусловно«разбить» КШМ на основные элементы 1-6 в соответствии с разработанной классификацией отказов 2рода, каждый из которых имеет свою математическую и динамическую модель.

На основе этих моделейвыбираются контролируемые и диагностируемые параметры 1-1, ...6-6 и диапазон техническогосостояния (норма, риск, отказ) каждого из диагностируемых элементов пресса. Для определениятехнического состояния каждого из элементов выбираются методы диагностирования и техническиесредства контроля (система контроля) для его осуществления.

Далее рабочий процесс проектированияосуществляется в соответствии с разработанным алгоритмом (рис. 2) и результатами, приведенными в[1-5].Для ГВП, в качестве элемента 1 (силовое оборудование) является гидропривод, имеющийматематическую и динамическую модели [1]. В качестве диагностируемых параметров 1 - 1 можновыбрать следующие: 1 - давление масла в гидросистеме; 1 - температура масла; 1 - объем масла вгидросистеме и т.д.

Для ЭВП в качестве элемента 1 является электропривод (силовое оборудование),для которого характерна своя математическая и динамическая модели, из которых можно выбратьследующие диагностические параметры: 1 - крутящий момент; 1 - зазор между ротором-статором; 1- температура обмоток статора и т.д.Рис. 1. Алгоритм процесса проектирования ГПМобработки давлениемРис. 2. Алгоритм проектирования системдиагностики КШМВ качестве элемента 2 КШМ (рис.

2),от которого зависит точность дозирования энергии удара, аследовательно качество поковок, выбираем исполнительный орган пресса. Для ГВП это может бытьзапорный клапан высокого давления илибыстродействующий импульсный клапан [6]. В качестведиагностируемых параметров выбираем: 2 - ход золотника; 2 - время срабатывания; 2 - давление взапорном клапане и т.д. Для ЭВП в качестве исполнительного органа служат электромагнитныепереключатели, в ФВП – поршневые гидропневмоцилиндры механизма нажатия диском на маховик. Умуфтовых винтовых прессов (МВП) исполнительным органом служат электромагнитные, пьезо илимеханическиегидроклапанывключение-отключение.Наиболееперспективныпьезогидравлическиеисполнительные органы с импульсным сбрасывающим клапаном [6].В качестве элемента 3 KШM выбираем штамповую оснастку, а диагностируемых параметров: 3 - объемполости штампа; 3 - температура штампов и т.д.

Аналогично рассматриваются и последующие элементыКШМ, количество которых зависит от «глубины» диагностирования.При выборе области состояний элементов КШМ следует учитывать, что диагноз - образсобирательный и зависит от каждого из рассмотренных параметров. На этом этапе проектированиярекомендуется установить диапазон ограничений на диагностируемые параметры; их взаимное влияние,использовать алгоритм диагностирования.При выборе методов диагностирования КШМ следует руководствоваться материалами, рассмотреннымив работах [1, 3]. Рассмотренная методика построения систем диагностирования применима и ксистемам более высокого порядка: модулям и комплексам.Алгоритм проектирования технических средств систем контроля параметров технологическогопроцесса, KШM и модулей на их основе представлена на рис. 3.

При выборе методов измерения следуетисходить из того, что технические средства будут работать в условиях вибраций, ударных нагрузок,графитовой пыли т.е. должны быть бесконтактными. При выборе методов обработки информациирекомендуется использовать адаптивные методы, разработанные С.В. Копейкиным [4].Создание систем управления энергией удара КШМ целесообразно осуществлять в соответствии салгоритмом, представленным на рис. 4.1. Технологический процесс. На этом этапе необходимо выбрать оптимальный технологическийпроцесс: 1 - штамповка в открытых штампах; 2-штамповка в закрытых штампах; 3 - закрытая объемнаяштамповка выдавливанием в разъемные матрицы; 4 - штамповка с активными силами трения; 5штамповка с кручением и т.д.2.

Технологическое оборудование. На этом этапе выбирается KШM, на которой можно осуществлятьвыбранный технологический процесс, отвечающая требованиям гибкого производства.3. Разработка математических моделей технологического процесса, КШМ, технических средствконтроля, диагностики и управления, алгоритма управления необходима как на этапе исследований нареальном оборудовании, так и при имитационном моделировании.Исследование физики процесса деформирования заготовки при штамповке не входит в круг задачданной работы. Поэтому при моделировании работы системы управления энергией КШМ считаетсяизвестной зависимость энергии деформирования заготовки при штамповке заданных деталей.Для разработки методики сформулированы математические модели технологического процесса,кузнечной машины, технических средств контроля и управления, алгоритма управления в соответствиис [1].

Поскольку в реальных условиях существенное значение имеют случайные факторы, они должныбыть отражены в математических моделях соответствующими параметрами и зависимостями.Технологический процесс.В задачах управления процессом горячей объемной штамповки на КШМударного действия математической моделью технологического процесса является одна из следующихфункциональных зависимостей:а) технологического усилия Pд в зависимости от параметров технологического процесса(температуры з, массы (объема) mз (Vз) заготовки и т.д.) и величины деформации заготовки нарабочем ходе S (перемещения на рабочем ходе)Pд = Pд (Xт , т, S)(1)где Xт =(з,  mз, …) - вектор отклонений контролируемых параметров технологического процесса отрасчетных значений X т* ; т – вектор контролируемых параметров технологического процесса.Рис. 3. Алгоритм проектирования средствконтроля параметров технологического процесса иКШМРис.

4. Алгоритм проектирования системуправления энергией удара КШМВ реальных условиях контролируемые параметры технологического процесса з, mз, …измеряютсядатчиками с некоторыми погрешностями , m, …поэтому более точной моделью технологическогоусилия будетT зависимостьPд = Pд (Xт - хт, т, S),(2)где Xт - вектор параметров технологического процесса, измеренных реальными датчиками системыконтроля; хт - вектор погрешностей датчиков системы контроля параметров технологическогопроцесса.Функции (1) и (2) в общем случае нелинейны по своим аргументам. Однако если отклонениепараметров технологического процесса допустить только в достаточно узком диапазоне[1], то модель(1) технологического усилия можно представить в линеаризованном видеPд =  (J) +  (S)Xт + р,(3)где  (S) - линейная кусочно-гладкая функция,(4)(S )  Py / X т |*Xт  Xтгдерслучайнаясоставляющая,технологического процесса т.Модель (2) линеаризуется к видуобусловленнаяналичиемнеконтролируемыхпараметровPд =  (J) +  (S)Xт + Yр,где  =  -  (S)хт(5)(6)Ад=S+Xт+A=S+Xт+YA,(8)б) потребной работы деформирования заготовки АдAд  Aд ( X т ,  т )  Aд ( X т   xт ,  т ) Sд Pд ( X т ,т , S )dS  ,(7)0или в линеаризованном видегдеSд  (S )dS  ;1 (9)0Sд (S )dS  ;(10)0YA  Sд  YPi   A  S g  P .в) оптимальной эффективной энергии рабочих частей КШМTЭ0 Aдд(11)где д - механический КПД рабочего хода.КШМ ударного действия.

Характеристики

Тип файла PDF

PDF-формат наиболее широко используется для просмотра любого типа файлов на любом устройстве. В него можно сохранить документ, таблицы, презентацию, текст, чертежи, вычисления, графики и всё остальное, что можно показать на экране любого устройства. Именно его лучше всего использовать для печати.

Например, если Вам нужно распечатать чертёж из автокада, Вы сохраните чертёж на флешку, но будет ли автокад в пункте печати? А если будет, то нужная версия с нужными библиотеками? Именно для этого и нужен формат PDF - в нём точно будет показано верно вне зависимости от того, в какой программе создали PDF-файл и есть ли нужная программа для его просмотра.

Список файлов книги