Sterowanie automatyczne procesu wiercenia głębokich otworów

• Autorzy: Zubrzycki J. , Taranenko W. , Świć A. , Lewczenko A.

Warianty tytułu

EN

Automatic control drilling process of deep holes

• Konferencja: Konferencja Naukowo-Techniczna Automatyzacja - Nowości i Perspektywy Automation 2007 (11; 14-16.03.2007; Warszawa, Poland)
• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule przedstawiono specyfikę obróbki głębokich otworów. Wiercenie głębokich otworów jest procesem bardzo pracochłonnym a zarazem najczęściej stosowaną metodą kształtowania otworów głębokich. Głównymi metodami wiercenia otworów głębokich są: wiercenie pełne (cały materiał znajdujący się w przestrzeni przyszłego otworu zamieniany jest na wiór) i wiercenie pierścieniowe (na wiór zamieniana jest tylko część pierścieniowa materiału, usuwany środek pozostawiony jest w postaci nienaruszonej). Specyfiką głębokiego wiercenia jest to, że narzędzie powinno znajdować drogę w materiale nie mając podpory i sztywnego prowadzenia. Złożoność procesu wiercenia głębokich otworów powoduje, że dla stałych parametrów wiercenia naprężenia mechaniczne w narzędziu osiągają wartości krytyczne, w wyniku czego ma miejsce odkształcenie narzędzia i pogorszenie jakości wykonywanych otworów, a nawet jego uszkodzenie. Przedstawiono także metodologię opracowywania modelu matematycznego procesu wiercenia i sam model. Model został opracowany na podstawie identyfikacji analitycznej. Przy wykorzystaniu opracowanego modelu matematycznego przeprowadzono syntezę regulatora, który w warunkach oddziaływania zakłóceń, będących nie w pełni znanymi losowymi funkcjami czasu i powstających w wyniku nieuniknionej zmienności parametrów określających parametry skrawania, umożliwia takie sterowanie procesem, aby osiągnąć żądaną dokładność i jakość wykonywanych głębokich otworów. Dla przedstawionego modelu zakłócenia struktura regulatora pozwala osiągnąć żądaną jakość sterowania. Wskaźniki jakości sterowania w tym przykładzie należy rozpatrywać jako graniczne, w oparciu o które można oceniać właściwości układów z regulatorem posiadającym bardzo prostą strukturę.

EN

Specifics of deep holes processing were introduced in the article. The drilling of deep holes is the very labour-consuming process and in the same time also the most often method for deep holes formation. Main methods of deep openings drilling are: full drilling (the whole material located inside the opening is transformed into chip) and collar drilling (only the collar part of material is being transformed into chip, the centre is left in intact figure). The unique aspect of deep drilling is that the tool should find way in the material without support and stiff guidance. Because of complexity of drilling deep holes process, the mechanical stresses in tool reach the critical values for constant parameters of drilling, which causes the tool deformation and the quality deterioration of produced holes, and even damage of the tool. The methodology of working out the mathematical model of drilling process was introduced as well as the model itself. The model was worked out on the ground of analytic identification. Using worked out mathematical model synthesis of regulator has been conducted. The regulator which in conditions of influence not fully known disturbances (function random in time and formatted in the result of unavoidable variation of parameters that define the machine cutting parameters) makes possible such a steering of process to reach required accuracy and quality of drilled deep holes. For introduced disturbance model the structure of regulator allows reaching the demanded steering quality. The coefficients of steering quality in this example should be considered as border, basing on which it is possible to estimate properties of systems with very simple structure of regulator.

Słowa kluczowe

PL

obróbka otworów głębokich; wiercenie; model matematyczny; sterowanie automatyczne

EN

deep holes processing; drilling; mathematical model; automatic control

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz - Przemysłowy Instytut Automatyki i Pomiarów PIAP
• Czasopismo: Pomiary Automatyka Robotyka
• Rocznik: 2007
• Tom: R. 11, nr 2
• Opis fizyczny: Bibliogr. 16 poz., rys., wzory, pełen tekst na CD

Twórcy

autor

Zubrzycki J.

• Politechnika Lubelska, Instytut Technologicznych Systemów Informacyjnych

autor

Taranenko W.

• Politechnika Lubelska, Instytut Technologicznych Systemów Informacyjnych

autor

Świć A.

• Politechnika Lubelska, Instytut Technologicznych Systemów Informacyjnych

autor

Lewczenko A.

• Narodowy Uniwersytet Techniczny w Sewastopolu

Bibliografia

• 1. Дечко Э. М.: Сверление глубоких отверстий в сталях. - Минск: Вышейша школа, 1979. - 231 с.
• 2. Зусман А. Д. : Обработка отверстий на сверлильных станках. - М.: Машгиз, 1963. - 235 с.
• 3. Тараненко В. А., Левченко А. И.: Управление процессом сверления глубоких отверстий малого диаметра. Studia i monografie, z. 144, Oficyna Wydawnicza Politechniki Opolskiej, Opole, 2003. - 128 s.
• 4. Троицкий Н. Д.: Глубокое сверление. - Л.: Машиностроение, 1971. - 176 с.
• 5. Холмогорцев Ю. П.: Оптимизация процессов обработки отверстий. М.: Машиностроение, 1984. - 184 с.
• 6. Обработка глубоких отверстий / Н. Ф. Уткин, Ю. И., Кижняев, С. К. Плужников, А. А. Шаманин, Ф. М. Дроздов / Подобщ. ред. Н. Ф. Уткина. - Л.: Машиностроение, 1988. - 269 с.
• 7. Черничкин С. А.: Кольцевое сверление и обработка глубоких отверстий. М.: Машиностроение, 1964. - 239 с.
• 8. Бессекерский В. А., Попов Е. П.: Теория систем автоматического регулирования. - М.: Наука, 1975. - 768 с.
• 9. Тверской М. М.: Автоматическое управление рeжимами обработки деталей на станках. - М.: Мащиностроение, 1982. - 208 с.
• 10. Kудинов В. A.: Динамика станков. - М.: Машиностроение, 1967. - 267 с.
• 11. Тараненко В. А., Абакумов A. M.: Динамические модели для оценки точности технологических систем. - М.: ВНИИТЭМР, Вып.1, 1989. - 54 с.
• 12. Петров Ю. П.: Вариационные методы теории оптимального управления. - Л.: Энергия, 1977. - 304 с.
• 13. Петров Ю. П.: Синтез оптимальных систем управления при неполностью известных возмущающих силах . Л.: Изд-во Ленингр. Ун-та, 1987. - 292 с.
• 14. Макаров А. Д.: Оптимизация процессов резания. - М.: Машиностроение, 1976. - 278 с.
• 15. Taranenko V., Zubrzycki J., Levchenko A.: Compiled of mathematical model and processes control system synthesis of hole drilling. Acta Mechanica Slovaca, Journal published by Faculty of Mechanical Engineering, the Technical University in Kosice, Kosice, 2-A/2006, Rocnik 10. - S. 543 - 546
• 16. Abakumov A., Taranenko V., Zubrzycki J., Wolos D.: Controlling the dynamical system of machine tools by elastic-deformable shafts machining. ПРОГРЕССИВНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ И СИСТЕМЫ МАШИНОСТРОЕНИЯ: Международный сборник научных трудов. - Донецк: ДонНТУ, 2006. Выпуск 32. - С. 272 -278