ВВЕДЕНИЕ 8
ГЛАВА 1. ФАКТОРЫ, ОПРЕДЕЛЯЮЩИЕ ТОЧНОСТЬ СТАНКОВ И РОЛЬ ТЕМПЕРАТУРНЫХ ДЕФОРМАЦИЙ В ОБЕСПЕЧЕНИИ ТОЧНОСТИ МЕХАНООБРАБОТКИ 8
1.1 Элементы, определяющие эксплуатационную точность станков и степень их влияния на суммарную погрешность обработки 9
1.2 Источники температурных деформаций узлов станков и сравнительная
оценка их значимости 12
ГЛАВА 2. СОВРЕМЕННЫЕ СПОСОБЫ УМЕНЬШЕНИЯ
ТЕМПЕРАТУРНЫХ ДЕФОРМАЦИЙ УЗЛОВ СТАНКОВ И ТЕХНИЧЕСКИЕ
СРЕДСТВА ИХ РЕАЛИЗАЦИИ 17
2.1 Охлаждение узлов в функции частоты вращения шпинделя или силы
резания 17
2.2 Прогнозирование температурных деформаций и автоматическая
компенсация температурных погрешностей станка 21
2.2.1 Автоматизация прогнозирования температурных перемещений
исполнительных органов станка 21
2.2.2 Прогнозирование теплового состояния станка с помощью
нейросетевого подхода 23
2.3 Стабилизация температуры шпиндельного узла станка, достоинства и
недостатки известных систем стабилизации 27
2.3.1 Стабилизация температуры в прецизионных станках с помощью
полупроводниковых охлаждающих устройств 27
2.3.2 Автоматическая компенсация тепловых деформаций на отделочнорасточном станке 31
2.3.4 Система термостабилизации шпиндельного узла по патенту
Я.Л.Либермана №102553 36
2.3.5 Система термостабилизации шпиндельного узла по патенту
Я.Л.Либермана №116387 41
2.4 Выводы и постановка задач работы (обоснование систем
термостабилизации с искусственным интеллектом) 46
ГЛАВА 3. НЕЧЕТКАЯ ЛОГИКА КАК БАЗА ПОСТРОЕНИЯ СИСТЕМ
ТЕРМОСТАБИЛИЗАЦИИ С ИСКУСТВЕННЫМ ИНТЕЛЛЕКТОМ 48
3.1 Сущность математического аппарата нечеткой логики и его возможности 48
3.1.1 Основы фаззи-логики 48
3.1.2 Системы нечеткого вывода 49
3.2 Принципы построения систем управления на основе нечеткой логики 58
3.3 Возможные варианты применения нечеткой логики для построения
«интеллектуальных» систем термостабилизации шпиндельного узла 61
ГЛАВА 4. СИСТЕМА MATLAB КАК АППАРАТ ПРОГРАММНОЙ РЕАЛИЗАЦИИ СИСТЕМ ТЕРМОСТАБИЛИЗАЦИИ ПОДШИПНИКОВ СТАНОЧНОГО ШПИНДЕЛЬНОГО УЗЛА С ПРИМЕНЕНИЕМ НЕЧЁТКОЙ ЛОГИКИ 64...
Металлорежущие станки являются основным видом
машиностроительного оборудования, предназначенным для производства современных машин, приборов, инструментов и других изделий.
Известно, что при эксплуатации металлорежущих станков вследствие различных температурных деформаций возникают погрешности обработки деталей. Для их уменьшения разработаны различные методы и системы термостабилизации, в том числе реализованные аппаратно системы термостабилизации подшипников мотор-шпинделя станка, основанные на базе нечеткой логики.
Разработанные “интеллектуальные” системы термостабилизации подшипников станочного мотор-шпинделя на базе нечеткой логики нацелены на реализацию в станках, быстроходность мотор-шпинделя в которых достигает п = (2 — 3) • 104 об/мин. Такие системы имеют точность и быстродействие, достаточные для осуществления процесса
термостабилизации подшипников, однако их трудно адаптировать к конкретным условиям их использования на разных станках.
Для того, чтобы повысить гибкость системы, упростить и расширить возможности их изменения, их целесообразно реализовать программно, причем в системе MATLAB, которая дает возможность не только повысить упомянутую гибкость, но и наглядно следить за состоянием подшипников в каждый текущий момент времени.
Таким образом, целью данной работы является разработка систем термостабилизации шпиндельного узла металлорежущего станка с искусственным интеллектом в среде MATLAB.
В ходе дипломного проекта был проведен анализ основных факторов, определяющих точность станков и влияние температурных деформаций на точность механообработки, а также анализ различных современных способов уменьшения этих деформаций и существующих систем термостабилизации.
По результатам анализа были разработаны «интеллектуальные» системы термостабилизации шпиндельного узла в среде MATLAB, использование которых повлечет за собой снижение температурных деформаций и повышение точности металлорежущих станков.
Разработанные программы позволяют в первую очередь выполнять расчет производительности маслораспылителя автоматически, а также произвести быстрый необходимый анализ и корректировку программы с учетом дополнительных экспертных данных в каждом частном случае работы станка с ЧПУ, что говорит о хорошей гибкости систем при использовании данной программы. Данными системами можно оснастить как новые, так и уже находящиеся в эксплуатации металлорежущие станки.
