Алгоритм адаптивного управления процессом обработки торцов пружин методом плазменной резки

Сергей Александрович Платов; Алексей Валерьевич Щенятский

doi:10.22213/2410-9304-2023-3-95-104

Авторы

С. А. Платов ООО «НПЦ «Пружина»
А. В. Щенятский ИжГТУ имени М. Т. Калашникова

DOI:

https://doi.org/10.22213/2410-9304-2023-3-95-104

Ключевые слова:

крупногабаритная пружина, плазменная резка, адаптивное управление

Аннотация

Приведен краткий обзор и общее состояние вопроса о востребованности и необходимости производства пружин для подвижного состава РАО «РЖД». Из существующих технологических способов обоснованно выбрана и применена плазменная резка как прогрессивный метод обработки материалов резанием, что необходимо для увеличения выпуска изделий. Представлены общие характеристики данного метода как альтернативного при обработке изделий из металла. Описано существующее решение по применению метода плазменной резки при обработке торцов пружин. Представлена новая структурная схема управления автоматизированным производством обработки торцов пружин комплексом оборудования в составе: промышленный робот-манипулятор Kawasaki, оборудование плазменной резки Kjellbreg, вспомогательная оснастка и инструменты. Предложена новая экспериментальная система управления производством пружин. Представлен разработанный алгоритм адаптивного управления процессом обработки торцов крупногабаритных пружин методом плазменной резки с учетом индивидуальных геометрических характеристик обрабатываемых изделий. Разработан измерительный стенд, схемы замера заготовки и программа обработки результатов измерений. Получены экспериментальные данные отклонения поверхности обработанного торца пружины от плоскости перпендикулярной оси пружины при постоянных значениях параметров процесса плазменной резки. Выявлены факторы, определяющие необходимость индивидуального подхода к обработке торцов пружины. Сформулированы требования к исходным данным обрабатываемых изделий. Представлена закономерность изменения значений технологических параметров процесса плазменной резки от геометрических характеристик обрабатываемых изделий. Предложен быстрый табличный способ расчета тока реза - значимого технологического параметра. Разработана программная реализация алгоритма адаптивного управления процессом обработки на языке высокого уровня VisualStudioC++. Проведен анализ полученных результатов тестирования и отладки. Сформулированы выводы.

Биографии авторов

С. А. Платов, ООО «НПЦ «Пружина»

-

А. В. Щенятский, ИжГТУ имени М. Т. Калашникова

доктор технических наук, профессор

Библиографические ссылки

Афанасьев А. А., Рыболовлев А. А., Рыжков А. П. Цифровая обработка сигналов: учеб. пособие для вузов. 2-е изд., испр. и доп. М.: Горячая линия - Телеком, 2022. 370 с. ISBN 978-5-9912-0869-7.

Управление электронными устройствами на C++. Разработка практических приложений / пер. с англ. И. В. Бакомчев. М.: ДМК Пресс, 2016. 442 с.

Алгоритмы: разработка и применение. Классика Computers Science / пер. с англ. Е. Матвеева. СПб.: Питер, 2016. 800 с.

Алгоритмы. Теория и практическое применение / Род Стивенс. М.: Издательство "Э", 2016. 544 с.

Волков М. А., Постыляков А. Ю., Исаков Д. В. Управление техническими и технологическими системами: учебное пособие для студентов / Министерство образования и науки Российской Федерации, Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б. Н. Ельцина, Нижнетагильский технологический институт (филиал). Нижний Тагил: НТИ (филиал) УрФУ, 2019. 249 с. ISBN 978-5-9544-0103-5.

Методика оптимального размещения роботов-манипуляторов в задачах автоматизированного проектирования / М. М. Кожевников, В. М. Шеменков, М. Н. Миронова, И. Э. Илюшин // Вестник Белорусско-Российского университета. 2022. № 3 (76). С. 42-51.

Методы и алгоритмы планирования траекторий роботов манипуляторов для лазерной резки / М. М. Кожевников, О. А. Чумаков, В. М. Шеменков, И. Э. Илюшин // Вестник Белорусско-Российского университета. 2019. № 2 (63). С. 4-12.

Кузнецова П. Е., Сафронов М. В., Максимов Н. В. Проблемы автоматизации технологического процесса на промышленном предприятии // Актуальные проблемы авиации и космонавтики: сборник материалов VIII Международной научно-практической конференции, посвященной Дню космонавтики: в 3 т. Красноярск, 2022. С. 919-921.

Фролов А. В., Комарова К. К. Программирование перемещения сварочной горелки при автоматизированной сварке // Наука, инновации и технологии: от идей к внедрению: Материалы II Международной научно-практической конференции молодых ученых / редкол.: А. В. Космынин (отв. ред.) [и др.]. Комсомольск-на-Амуре, 2022. С. 173-177.

Фролов А. В., Кравченко А. С. Разработка универсальной траектории перемещения сварочной горелки при автоматизированной сварке // Наука, инновации и технологии: от идей к внедрению: материалы II Международной научно-практической конференции молодых ученых / редкол.: А. В. Космынин (отв. ред.) [и др.]. Комсомольск-на-Амуре, 2022. С. 178-181.

Турыгин Ю.В., Нистюк А. И., Платов С. А. Разработка человеко-машинного интерфейса на базе рабочего места оператора роботизированного комплекса /// Вестник ИжГТУ. 2018. № 4. С. 43-51.

Turygin Y., Platov S. Railtruck Robotic Spring End Process Operating System: conference. Smolenice: IEEEServiceCenter, 2014. P. 127-132.

Землянушнова Н. Ю., Тебенко Ю. М. Анализ методов улучшения качества пружин // Оборонный комплекс - научно-техническому прогрессу России. 2005. № 2. С. 20-26.

Платов С. А., Турыгин Ю. В. Исследование и повышение эффективности РТК подрезки торцов пружин // Молодые ученые - ускорению научно-технического прогресса в XXI веке: cборник трудов II Всероссийской научно-технической конференции аспирантов, магистрантов и молодых ученых с международным участием, Ижевск, 23-25 апреля 2013 года. Ижевск: Изд-во ИжГТУ, 2013. С. 381-384. ISBN 978-5-7526-0603-8.

Анахов С. В. Принципы и методы проектирования в электроплазменных и сварочных технологиях: учеб. пособие / под ред. А. С. Боруховича. Екатеринбург: Изд-во Рос. гос. проф.-пед. ун-та, 2014. 144 с. ISBN 978-5-8050-0531-3.