Actual Problems in Machine Building 2016 No. 3

Актуальные проблемы в машиностроении. 2016. №3 Инновационные технологии в машиностроении ____________________________________________________________________ 173 УДК 517.977.5:621.9 ПОДХОД К УПРАВЛЕНИЮ ПРОЦЕССОМ СВЕРЛЕНИЯ НА ОСНОВЕ ВЫПУКЛОЙ МОДЕЛИ СТОЙКОСТИ ИНСТРУМЕНТА Г.И. СМАГИН, канд. техн. наук, доцент В.С. КАРМАНОВ, канд. техн. наук, доцент И.В. ФЕДИН, магистрант (НГТУ, г. Новосибирск) Карманов В. С. – 630073, г. Новосибирск, пр. К. Маркса, 20, Новосибирский государственный технический университет, e-mail: karmanov@corp.nstu.ru В статье предлагается методика расчета двухканальных автоматических систем управления для металлорежущего оборудования. Большинство исследований в этой области основывается на традиционных моделях стойкости режущего инструмента, преимущественного степенного вида. Авторами предлагается выпуклая одноэкстремальная экспоненциальная модель стойкости инструмента, и основанная на этой модели методика вычисления оптимальных режимов резания. При разработке данного подхода применялся метод характеристических линий и характеристических поверхностей. Для выбранного критерия оптимальности найдена характеристическая линия, на которой лежат оптимальные режимы. Конкретное значение режима определяется экономическими данными, входящими в критерий оптимальности. В работе предлагается применить разработанную методику к проектированию станков с числовым программным управлением и системами автоматического регулирования. Предлагается применять управление по стабилизации крутящего момента. Приведены примеры аналитического решения задачи оптимального управления в случае простых моделей зависимости крутящего момента от режимов и времени обработки. Приведен пример синтеза регулятора для двухканального управления. Проведена оценка экономического эффекта от внедрения разработанной методики. Предлагаемая методика исследовалась на данных стойкостных испытания процесса сверления, однако с необходимыми корректировками может применяться и для других операций обработки, например, точения или фрезерования. Ключевые слова: оптимальные режимы сверления, станки с системой автоматического регулирования, одноканальная и двухканальная системы управления приводами для станка, стабилизация крутящего момента на инструменте, синтез регуляторов пониженного порядка, модели стойкости инструмента, нормирование режимов обработки, характеристические линии и характеристические поверхности, нормирование режимов обработки. Введение Целью управления процессом резания является повышение точности обработки, стойкости инструмента, снижения затрат, повышения производительности технологического процесса. В настоящее время активно ведутся работы по проектированию систем управления процессами резания, как за рубежом [1-7], так и в нашей стране [8-21]. Большинство