Оренбургский государственный университет

Разработка интеллектуальных моделей, реализующих технологический прорыв при реконструкции машиностроительных предприятий Оренбургской области

Проект № 19-48-560001

Руководитель — доктор технических наук, профессор Поляков А.Н.

Объектом исследования являются процессы формирования температурной погрешности станков с ЧПУ вертикальной компоновки, работающих с переменными режимами.

Предмет исследования — закономерности формирования температурной погрешности станков с ЧПУ вертикальной компоновки.

Цель работы — снижение температурной погрешности станков с ЧПУ вертикальной компоновки путем управления движением их рабочих органов.

При выполнении проекта использовались следующие методы:

• теоретические исследования проводились с использованием теории автоматического управления, модального анализа, теории упругости, термодинамики, теории моделирования, идентификации и оптимизации сложных технических систем;
• экспериментальные исследования и обработка полученных экспериментальных результатов проводились с использованием теорий испытаний станков, планирования эксперимента, экспериментального модального анализа, статистических методов обработки результатов; при проведении экспериментов на станках использовались принципы и методы программирования станков с ЧПУ.

В качестве основных результатов работы следует отметить:

• проведен анализ актуальности тепловых процессов для высокоточных станков с ЧПУ по данным мировых исследователей за последние десять лет, который установил, что сегодня температурные погрешности являются одним из основных компонентов суммарной погрешности обработки на современных станках с ЧПУ; при этом в настоящее время наиболее эффективным подходом к воздействию на температурную погрешность станка является ее компенсация;
• проведены натурные эксперименты на станках с ЧПУ на холостых ходах и на отделочной стадии обработки, которые позволили определить количественные оценки: погрешности позиционирования рабочих органов и статической податливости технологической системы в общую погрешность обработки; было установлено, что силы резания на отделочной обработке не приводят к дополнительному теплообразованию в парах трения, но способствуют компенсации температурной погрешности;
• построена функциональная схема системы компенсации температурной погрешности станков с ЧПУ, использующая в качестве обратной связи измерительный щуп, устанавливаемый на станке, и температурные датчики;
• разработана методика оснащения станков с ЧПУ оренбургских предприятий автоматизированными системами компенсации температурной погрешности станка, результат от внедрения которых приводит к размерной точности обработки на станках с ЧПУ, сопоставимой с обеспечиваемой на станке погрешностью позиционирования.

Результаты могут быть востребованы всеми предприятиями, связанными с механообработкой.

Перспективой развития проекта является расширение области исследований на более общие режимы механической обработки, учитывающие работу станка не только на отделочных режимах, и использование методов искусственного интеллекта в алгоритмах компенсации температурной погрешности станка.