tema_1_tochnost_stankov_v_istoricheskom_ razvitii (832664), страница 4

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

Текст из файла (страница 4)

В 2000–2016 годах повышение точности станков, в дополнении к традиционным конструкторско-технологическим методам, развивается на основе применения систем коррекции и управления с использованием функциональных возможностей систем ЧПУ на основе уже известных методов оценки точности, а также созданием различных их модификаций: на основе теории нейронных сетей (Chen J., Yang H., Lee, Mize, Zeigert, Ramesh R.), авторегрессионного анализа (Ni J.), грей-систем (Wangetal), статистических методов повышения геометрической точности (Knapp W.) и др. Продолжаются работы по созданию системных представлений о точности станков и методов их оценки: объемные ошибки нетвердого (non-rigid) тела (Wang C, Svoboda O, Bach P, Liotto G.), объемные 3D-ошибки твердого и нетвердого тела (Mekid S.,Jedrjiewski J., KiongT.K., Wang C.), структурная точность и точность образов, формируемых станком, на основе функций поля состояний (Кузнецов А.П.), экспоненциальная модель интеграции геометрических ошибок станка (Fu G., Fu J., Xu Y., Chen Z.), модель общих смещений из-за погрешностей частей деталей станка и обрабатываемой детали в системах координат КИМ (Jie Gu, John S. Agapiou and Sheri Kurgin).

В табл. 3 приведены в исторической последовательности основные принципы, используемые в методах оценки показателей точности станков, а также технические и технологические события, приводящие к качественному изменению конструктивно-компоновочных решений самих станков, повышению их точности и функциональных возможностей, что требует соответствующего изменения методов оценки, которые должны быть адекватными уровню качества станка.

Рис. 11 Развитие компонентов технических систем

На современном этапе таким техническим событием можно считать преимущества мехатронного подхода, что позволяет реализовать синергетический эффект функционального интегрирования (рис. 11) в виде улучшения технических и эксплуатационных параметров устройств, таких как надежность, эффективность, удельное энергопотребление и т.д., а также создавать уникальные компоненты и системы, в целом не реализуемые без использования подобных технологий разработки и изготовления мехатронных модулей движения.

Первый качественный прорыв был сделан в информационно-управляющих компонентах на базе 2D-микроэлектронных технологий. До последнего времени подобные компоненты продолжают лидировать в процессе интеллектуализации и практически уже не лимитируют общий прогресс миниатюризации технических систем в целом. С точки зрения прогресса наиболее важными стали микроминиатюризация сенсорных компонентов на базе ЗD-микросистемных технологий, появление микро-электро-механических систем (МЭМС) и микро-опто-электро-механических систем (МОЭМС). Основными компонентами, сдерживающими дальнейшую миниатюризацию технических систем, являются исполнительные (силовые) компоненты. Они до настоящего времени базируются в основном на технических идеях двигателей 19 века. Их будущий прогресс связан с созданием микроминиатюрных исполнительных устройств.

Мехатронный подход к проектированию технических систем на основе общесистемных критериев, соответствующих основным требованиям к системе, перспективен в первую очередь для технических систем, когда не предполагается расширение их функционального назначения и номенклатуры.

Рис. 12. Принципиальная структура-схема инновационного станка

Системно-мехатронный подход значительно сложнее модульно-мехатронного в силу большей сложности объекта оптимизации. Даже оставаясь нереализуемым, он служит конечной целью или пределом, к которому следует стремиться. Сложность системно-мехатронного подхода логично объясняет тот факт, что мехатроника началась именно с создания однофункциональных компонентов. Следовательно, особенности мехатронного подхода позволяют получать синергетический эффект функционального интегрирования в виде улучшения технических и эксплуатационных параметров устройств, таких как надежность, эффективность, удельное энергопотребление и т.д., а также создавать уникальные компоненты и системы, по существу не реализуемые без подобных технологий разработки и изготовления. На рис. 12 приведена принципиальная структура инновационного станка – станка будущего, структура, свойства и характеристики которого определяются системой элементов, реализующих иные физические принципы взаимодействия, построение которых основано на одной из трех структур: трансформируемой, реконфигурируемой или бионической. Очевидно, что процесс достижения этой цели будет поэтапным и потребует соответствующих исследований и разработок на основе указанных физических принципов.

Характеристики

Список файлов лекций