Электронная библиотека Веда
Цели библиотеки
Скачать бесплатно
Доставка литературы
Доставка диссертаций
Размещение литературы
Контактные данные
Я ищу:
Библиотечный каталог российских и украинских диссертаций

Вы находитесь:
Диссертационные работы России
Технические науки
Автоматизированные системы управления и прогрессивные информационные технологии

Диссертационная работа:

Косарев Тимофей Владимирович. Автоматизация контроля и удаления катодных отложений в технологическом процессе прецизионной электрохимической обработки : Дис. ... канд. техн. наук : 05.13.06 : Уфа, 2004 111 c. РГБ ОД, 61:05-5/969

смотреть содержание
смотреть введение
Содержание к работе:

1. АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКОЙ
ЛИТЕРАТУРЫ ПО ПРОБЛЕМЕ КОНТРОЛЯ И УДАЛЕНИЯ
КАТОДНЫХ ОТЛОЖЕНИЙ 12

  1. Современное состояние систем автоматизированного управления процессом прецизионной ЭХО 12

  2. Феноменология процесса образования КО и влияние

величины отложений на выходные технологические

показатели прецизионной ЭХО 16

  1. Проблема автоматизированного контроля и удаления КО 20

  2. Цель и задачи работы 23

2. ИНФОРМАЦИОННАЯ МОДЕЛЬ И АЛГОРИТМЫ РАБОТЫ
АСУТП ЭХО С ФУНКЦИЯМИ КОНТРОЛЯ И УДАЛЕНИЯ
КАТОДНЫХ ОТЛОЖЕНИЙ 25

2.1. Информационная модель автоматизированной системы

управления процессом ЭХО с функциями контроля и

удаления КО 25

  1. Функциональная модель 25

  2. Логическая модель данных 29

2.2. Алгоритмы работы АСУТП ЭХО с функциями контроля и

удаления КО 31

  1. Контроль величины КО 33

  2. Управление процессом удаления КО с контролем допустимой величины тока обратной полярности 37

2.3 Выводы ко второй главе 39

3. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ
ИССЛЕДОВАНИЯ ИНФОРМАТИВНЫХ ПАРАМЕТРОВ
ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ ОБРАЗОВАНИЯ И
УДАЛЕНИЯ ОТЛОЖЕНИЙ 40

3.1. Исследования информативных параметров, характеризующих
величину КО 40

  1. Экспериментальное исследование в лабораторной ячейке электродного потенциала поверхности инструмента, частично покрытой КО 40

  2. Математическая модель процесса образования КО с учетом гидродинамических условий МЭП при импульсной ЭХО вибрирующим электродом-инструментом 43

  3. Физическая и математическая модели поверхности электрода-инструмента, частично покрытой КО 47

  4. Экспериментальное исследование изменения электродного потенциала на физической модели электрода-инструмента. Сравнение теоретических и экспериментальных данных 50

  5. Экспериментальное исследование влияния паразитных ЭХЯ на значения информативного параметра, характеризующего величину КО 52

  6. Математическая модель ЭХЯ в условиях ЭХО при наличии паразитных электрохимических связей. Сравнение теоретических и экспериментальных данных.. 59

  7. Методы измерения величины КО с компенсацией

влияния паразитных ЭХЯ 71

3.2. Статистические исследования информативного параметра,
характеризующего величину КО 77

3.3. Теоретические и экспериментальные исследования
информативного параметра, характеризующего предельно
допустимый ток обратной полярности при удалении КО 78

3.3.1. Экспериментальное исследование поверхности
электрода-инструмента, поврежденной импульсным

током обратной полярности 79

3.3.2. Метод определения предельно допустимого тока

обратной полярности 84

3.4. Выводы к третьей главе 86

4. ПРАКТИЧЕСКОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ

ИССЛЕДОВАНИЙ В СИСТЕМАХ УПРАВЛЕНИЯ 88

4.1. Промышленная АСУТП ЭХО с функциями контроля и

удаления катодных отложений 88

  1. Структура аппаратной части 88

  2. Требования к аппаратно-программной части АСУТП

ЭХО 89

4.1.3. Пример практического апробирования системы
управления процессом ЭХО с функцией контроля и
удаления КО 93

4.2. Технические требования к источнику технологического тока и

источнику тока обратной полярности для работы с новой
АСУТП ЭХО 96

4.3. Разработка учебной лабораторной работы по моделированию

процесса образования КО 97

4.4. Пример технологической операции изготовления детали

нмпульсно-циклическим методом ЭХО с контролем и

удалением КО 99

4.5. Выводы к четвертой главе 101

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ 103

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 105

Введение к работе:

Повышение технических требований к точности и качеству поверхности деталей машин и приборов дает стимул к развитию и применению новых прецизионных способов ЭХО, отличающихся высокой степенью прерывистости кинематико-геометрической характеристики и позволяющих вести обработку на малых (менее 10 мкм) МЭЗ.

В последнее десятилетие были достигнуты значительные успехи в вопросах автоматического управления процессом ЭХО. Большой вклад в развитие данного направления внесли отечественные и зарубежные научные коллективы: Тульского политехнического института, Уфимского государственного авиационного технического университета, научно-исследовательского технологического института (НИТИ, лаборатория 106), НКТБ «Искра» (Уфа), АО «Электросистема» (Киров), АО ЦНИТИ (Центральный научно-исследовательский технологический институт, Москва), фирма «Dorner engineering» (Германия), фирмы «Ultra-systems» и «Amchem» (Великобритания) и др.

Однако, в большинстве случаев в качестве объекта управления рассматривался процесс ЭХО на относительно больших (0,02..0,2 мм) МЭЗ, что ограничивало точность копирования, либо при разработке алгоритмов управления и формировании структуры системы управления не учитывались особенности физико-химических процессов и закономерностей, характерных для малых и сверхмалых МЭЗ при высоких (>100 А/см ) плотностях импульсного тока. В частности, при разработке систем автоматизированного управления не учитывались искажения значений информативных параметров, характеризующих величину МЭЗ, обусловленных изменением физико-химического состояния и макрогеометрии поверхности катода, например, за счет образования на нем пленок и осадков - катодных отложений (КО), либо селективным электрохимическим растворением фаз материала электрода-заготовки.

Появление КО, величина которых соизмерима с величиной МЭЗ, в технологическом аспекте приводит к снижению точности обработки, увеличению энергоемкости процесса; копирование микрорельефа КО не позволяет снизить шероховатость обрабатываемой поверхности. В аспекте управления процессом КО приводят к снижению достоверности информативных параметров, характеризующих величину МЭЗ, физико-химическое состояние поверхности электродов и межэлектродной среды, что в совокупности снижает качество управления процессом.

Таким образом, проблема создания систем АСУТП ЭХО на малых МЭЗ с функциями контроля и удаления КО является актуальной.

Основные положения, выносимые на защиту:

  1. Информационная модель АСУ ТП ЭХО с функциями контроля и удаления КО.

  2. Метод определения предельно допустимой амплитуды тока обратной полярности при заданной длительности очищающего импульса в процессе удаления КО.

  3. Методы контроля величины КО по остаточному напряжению на электродах после выключения технологического импульса с компенсацией негативного влияния паразитных ЭХЯ на погрешность измерения величины КО.

  4. Алгоритмы контроля информативных параметров и алгоритмы управления процессом удаления КО.

  5. Технические требования к аппаратно-программной реализации АСУ ТП ЭХО с функциями контроля и удаления КО.

Научная новизна

1. Разработана информационная модель АСУ ТП ЭХО, учитывающая информационные потоки данных, характеризующих величину КО и допустимый ток обратной полярности при удалении КО, а также функции,

формирующие управляющие команды процессом ЭХО и процессом удаления КО на основании данной информации.

  1. Усовершенствован метод контроля величины КО с компенсацией влияния паразитных ЭХЯ на точность измерения, основанный на анализе скорости спада остаточного напряжения на электродах после приостановки процесса ЭХО. Отличительной особенностью данного метода является то, что сокращение длительности измерительной паузы при ЭХО предлагается осуществлять принудительным разрядом емкостей ДЭС электродов постоянным током обратной полярности малой плотности, с последующим анализом скорости изменения остаточного напряжения на электродах.

  1. Предложен метод определения предельно допустимой амплитуды и длительности импульса тока обратной полярности, не допускающего электрохимического повреждения электрода-инструмента при удалении КО, основанный на выявлении критичных точек вольтамперной характеристики МЭП, характеризующих переход анодных электрохимических процессов из пассивной в транспассивную область.

  2. Разработана математическая модель процесса образования КО, учитывающая гидродинамические условия МЭП при импульсной ЭХО вибрирующим электродом-инструментом, и модель процесса изменения электрических характеристик ДЭС электрода в зависимости от величины КО, устанавливающая функциональную взаимосвязь величины КО и информативного параметра.

Практическая ценность

Результаты работы использованы: 1. При разработке технологии изготовления узких пазов на ЗАО «Оптимедсервис» в детали прецизионной части ножа витреотома для проведения офтальмологических полостных операций на заднем сегменте глаза.

  1. При создании опытного образца электрохимического станка на предприятии «Уралтехносервис».

  2. При разработке и внедрении в учебный процесс курса лекций и методических указаний к лабораторным работам по дисциплинам «Теоретические основы обработки металлов концентрированными потоками энергии» и «Системы автоматизированного проектирования в реновации».

Отдельные разделы работы выполнялись в рамках государственной научно-технической программы Академии наук Республики Башкортостан «Проблемы машиноведения конструкционных материалов и технологий»; по заданию Министерства образования РФ по направлению «Производственные технологии» (ПР-577 от 30.03.03), а также в соответствии с планами работ по контрактам и хозяйственным договорам Уфимского государственного авиационного технического университета (УГАТУ) и ООО «Компания Новотэч» (г. Уфа).

Апробация работы

Основные результаты работы докладывались и обсуждались на: XIV-m Международном симпозиуме по электрическим методам обработки ISEM-XIV (Эдинбург, Шотландия 2004г.), на всероссийской научно-технической конференции «Современная электротехнология в промышленности России» (г. Тула, 2003г.), на IV международном научно-практическом семинаре «Современные электрохимические технологии в машиностроении» (г.Иваново, 2003 г.), на V-м международном семинаре «Computer Science and Information Technologies» (г. Уфа, 2003 г.) и на технических советах предприятия «Новотэч» (г. Уфа).

Публикации

По теме диссертации опубликовано 7 печатных работ, в том числе 3 статьи в рецензируемых изданиях центральной и международной печати.

Структура и объем работы

Содержание диссертационной работы изложено в 4 главах на 111 страницах машинописного текста, содержит 41 рисунков, 5 таблиц и список литературы из 54 цитируемых источников.

1. АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКОЙ

ЛИТЕРАТУРЫ ПО ПРОБЛЕМЕ КОНТРОЛЯ И УДАЛЕНИЯ КАТОДНЫХ ОТЛОЖЕНИЙ

Подобные работы
Милостная Наталья Анатольевна
Автоматизация контроля и управления технологическим процессом высокоточной обработки деталей на основе теории нечеткой логики
Звягин Геннадий Михайлович
Комплексная автоматизация процессов обработки грунтов на строительстве магистральных трубопроводов
Михалев Олег Николаевич
Автоматизация технологических процессов обработки точных отверстий на многооперационных станках
Минцаев Магомед Шавалович
Автоматизация технологического процесса тепловой обработки бетона методом термоактивных опалубок в монолитном домостроении
Петушко Игорь Викторович
Автоматизация технологических процессов ультразвуковой обработки жидких и твердых сред
Куприянов Юрий Михайлович
Система обработки данных для автоматизации технологических процессов мониторинга дорожной сети
Шведов Николай Георгиевич
Автоматизация и управление процессом многолезвийной механической обработки на основе динамического моделирования технологической системы
Маврин Андрей Борисович
Автоматизация технологических процессов химико-термической обработки изделий на промышленных предприятиях
Любимов Андрей Андреевич
Автоматизация управления экологическими показателями технологических процессов ультразвуковой обработки
Чичерин Иван Владимирович
Сплайн-алгоритмы обработки сигналов измерительной информации в системах автоматизации технологических процессов : На примере объектов черной металлургии

© Научная электронная библиотека «Веда», 2003-2013.
info@lib.ua-ru.net