Металлургия. Материаловедение Metallurgy. Material Science
Научная статья УДК 621.791.722: 621.762.04 DOI: https://doi.org/10.18721/JEST28406
Ю.А. Соколов е
ПАО "Электромеханика", Ржев, Россия н [email protected]
МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОИЗВОДСТВЕННОЙ СИСТЕМЫ ЭЛЕКТРОННОЛУЧЕВОЙ СВАРКИ
Аннотация. В статье исследованы внутренние закономерности производственной системы электроннолучевой сварки (ЭЛС) с помощью теории иерархических систем, предлагающей различные способы декомпозиции сложной системы в виде иерархий страт, организации и сложности принятия решений. В статье рассматривается стратифицированное представление производственных систем электроннолучевой сварки. Приведенная иерархическая абстракция, состоящая из технологической, инструментальной, измерительной, информационной, алгоритмической и системной страт, представляет собой инструмент углубленного описания производственной системы, её элементов и связей. Стратифицированное представление ПС позволяет раскрыть взаимодействие разнородных по своей природе уровней и межуровневых связей, имеющих различные интерфейсы. Приведенная в статье иерархическая абстракция, состоящая из технологической, инструментальной, измерительной, информационной, алгоритмической, системной страт раскрывает содержание производственной системы ЭЛС, которая характеризуется последовательным вертикальным расположением подсистем, приоритетом действий подсистем верхнего уровня, зависимостью действий подсистем верхнего уровня от фактического исполнения нижними уровнями своих функций.
Ключевые слова: производственная система, структура, страты, оборудование, конструкция, процесс, электронный пучок, управление, измерение, алгоритмы.
Для цитирования:
Соколов Ю.А. Моделирование производственной системы электроннолучевой сварки // Глобальная энергия. 2022. Т. 28, № 4. С. 90-109. DOI: https://doi.org/10.18721/JEST.28406
© Соколов Ю.А., 2022. Издатель: Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого
Research article
DOI: https://doi.org/10.18721/JEST.28406
Y.A. Sokolov и
Public Joint Stock Company "Electromekhanika Rzhev, Russia
Ii
SIMULATION OF THE PRODUCTION SYSTEM OF ELECTRON BEAM WELDING
Abstract. The article explores the internal laws of the production system (PS) of electron beam welding (EBW) using the theory of hierarchical systems, which offers various ways of decomposition of a complex system in the form of hierarchies of strata, organization and complexity of decision making. The article considers a stratified representation of PSs for electron beam welding. The given hierarchical abstraction, consisting of technological, instrumental, measuring, informational, algorithmic and system strata, is a tool for in-depth description of the PS, its elements and relationships. The stratified representation of the PS allows revealing the interaction of inherently heterogeneous levels and inter-level connections that have different interfaces. The hierarchical abstraction given in the article, consisting of technological, instrumental, measuring, informational, algorithmic, system strata , reveals the content of the EBW PS, which is characterized by a consistent vertical arrangement of subsystems, the priority of the actions of the upper-level subsystems, the dependence of the actions of the upper-level subsystems on the actual execution by the lower levels of their functions.
Keywords: production system, structure, strata, equipment, design, process, electron beam, control, measurement, algorithms.
Y.A. Sokolov, Simulation of the production system of electron beam welding, Global Energy, 28 (04) (2022) 90-109, DOI: https://doi.org/10.18721/JEST.28406
Введение. Сварочное производство, включающее систему технологической подготовки, совокупность основного и вспомогательного оборудования, технологический процесс (ТП), конечный продукт, можно рассматривать как сложную иерархическую производственную систему (ПС), к характерным особенностям которой относятся: многокритериальность оценок процессов, различная природа информационных связей между подсистемами и элементами; многообразие различных форм связей [1—3].
Для описания сложных систем М. Месарович в работе [4] предложил использовать различные уровни абстрагирования или страты, позволяющие детально раскрыть взаимодействие между элементами. Для каждого уровня абстрагирования характерны сосредоточение внимания на специфических аспектах ПС (технологическом, техническом, алгоритмическом, информационным, измерительном, организационном), оригинальный язык, семейство моделей, законы и принципы, позволяющих детально раскрыть взаимодействие элементов ПС в пределах и вне страты.
Целью статьи является исследование внутренних закономерностей производственной системы электроннолучевой сварки (ЭЛС) с помощью теории иерархических систем, предлагающей различные способы декомпозиции сложной системы в виде иерархий страт, организации и сложности принятия решений.
Citation:
© Sokolov Y.A., 2022. Published by Peter the Great St. Petersburg Polytechnic University
Технологическ я стр т
На технологической страте рассматриваются особенности физических процессов ЭЛС, основанной на явлении превращения кинетической энергии электронов в тепловую при их торможении в материале изделия [5—12]. В отличие от дуговых и плазменных источников энергии электронный нагрев осуществляется в самом материале изделия на некоторой глубине от поверхности.
ЭЛС характеризуются большим количеством явлений различной физической природы: формирование электронного пучка, нагрев и плавление материала, течение металла в ванне расплава, испарение материала и др. При небольших значениях удельной мощности пучка, ~104 Вт/см2, тепло выделяется на поверхности металла, ванна расплава формируется в форме полусферы. При увеличении удельной мощности пучка до 106 Вт/см2 усиливается перегрев поверхности ванны, возникает интенсивное испарение металла и паровой поток, поверхность расплава прогибается, образуя так называемый кратер и приближая зону выделения тепла к твердому металлу [13].
В начальный момент образования ванны расплава уменьшается её радиус, а вместе с этим увеличивается сила поверхностного натяжения, поэтому глубина проплавления в начальный момент растёт несколько медленнее. При дальнейшем углублении кратера радиус кривизны поверхности ванны расплава на его дне не меняется, следовательно, величина силы поверхностного натяжения перестает увеличиваться, но продолжает возрастать статическое давление, поскольку растет высота столба жидкого металла ванны. По мере углубления пучка уменьшается интенсивность его воздействия на дно кратера и на некоторой глубине наступает динамическое равновесие сил. Диаметр канала кратера примерно в 2..4 раза больше диаметра пучка. С началом движения пучка паровой канал и ванна расплава деформируются и приобретают вид, показанный на рис. 1 [13].
Перетекание металла с передней стенки кратера на заднюю осуществляется в основном за счет действия реакции пара и капиллярной силы. В движущейся ванне пучок воздействует в основном на переднюю стенку, на которой вследствие высокой температуры уменьшается сила поверхностного натяжения.
Структура (пространственное положение изделия и электронного пучка, тип соединения и форма разделки кромок, выбор технологических приемов сварки, предварительный прогрев кро-
Рис. 1. Форма ванны жидкого металла и кратера при движении электронного пучка: 1 — основной металл,
2 — передняя стенка кратера, 3 — задняя стенка кратера, 4 — зона кристаллизации, 5 — металл шва, 6 — корневая пила (стрелками показано направление движения жидкого металла, V — скорость сварки) Fig. 1. The shape of the liquid metal pool and the crater during the movement of the electron beam: 1 — the base metal, 2 — the front wall of the crater, 3 — the rear wall of the crater, 4 — the crystallization zone, 5 — the weld metal, 6 — the root saw (the arrows show the direction of movement of the liquid metal, V — welding speed)
мок, осцилляции пучка вдоль или поперек стыка и др.) и параметры (рабочее давление в рабочей камере и электронной пушке, ускоряющее напряжение, ток пучка, скорость сварки, ток фокусирующей линзы, рабочее расстояние от пушки до изделия, амплитуда и частота колебаний пучка, время импульса и паузы при импульсной сварке) технологического процесса оказывают определяющее влияние на качество сварного соединения. Технологические приёмы и поддержание оптимальных параметров режима сварки обеспечивает снижение образования дефектов сварных швов (трещины, неполное проплавление, поры, несплошности и т.д.).
Инструмент льн ястр т
На инструментальной страте рассматривается техническое обеспечение для выполнения технологического процесса ЭЛС. Элементами подсистемы, соответствующей инструментальной страте, являются единицы специализированного и вспомогательного оборудования. На этом этапе определяются наиболее существенные технологические параметры сварки и состав технических средств, взаимодействия между ними.
Проектирование установки для реализации операции ЭЛС, как правило, осуществляется при помощи специальных инструментов: пакетов автоматизированного проектирования и инженерных расчётов, объектно-ориентированных языков моделирования. Объектно-ориентированный подход к проектированию подразумевает рассмотрение установки в виде совокупности объектов, взаимодействующих друг с другом и подчиненных общей цели функционирования. Выделяя совокупность объектов и отношений между ними, можно построить объектную модель установки и на её основе разработать программные средства.
Одним из инструментов для проектирования ПС электроннолучевой сварки является унифицированный язык моделирования UML (Unified Modelling Language), разработанный на базе методов Буча, Якобсона (Object-Oriented Software Engineering, OOSE) и Рамбо (Object Modeling Technique, OMT). Средства UML позволяют построить множество диаграмм для концентрации внимания на различных аспектах ПС [14—15]. К основным способам использования UML для моделирования ПС относятся: разработка диаграмм (графическое представление информации о моделируемой системе), обмен информацией (взаимопонимание всех специалистов, участвующих в проекте), спецификация систем (построение адекватных моделей с учётом специфических особенностей системы), генерация кода (формирование кода на языке программирования из модели), имитационное моделирование (построение моделей для получения информации об исследуемом объекте методом вычислительных экспериментов), верификация модели (проверка адекватности моделей, степени их соответствия исследуемому оригиналу) [14—15].
Для описания технологии ЭЛС, оборудования и управления процессом с различных точек зрения обычно используют модели классов, состояний и взаимодействий. Операция ЭЛС включает в себя множество переходов, для технической реализации которых необходимы различные механические узлы и программно-аппаратные средства.
Модель классов описывает группу объектов с одинаковыми атрибутами, операциями, типами отношений и семантикой. Некоторые объекты существуют в реальном мире (исходные материалы, оборудование, изделие и др.), другие являются сугубо концептуальными сущностями (алгоритмы, методики оптимизации и пр.). Модель состояний определяет состояния, в которых может находиться объект, свойства объекта и действующие на них ограничения, а также события, вызывающие переход объекта из одного состояния в другое (рис. 2). Сначала выявляются классы, которые могут находиться в разных состояниях, и выполняется запись состояния для каждого класса. Например, для описания класса «технологический процесс» можно выделить следующие состояния: получение разрежения в рабочей камере, настройка пучка на стык, взаимосвязанное перемещение пучка и изделия, сварка при заданном технологическом режиме, заварка кратера, напуск атмосферы и др.
Рис. 2. Диаграмма состояний подготовки и проведения процесса ЭЛС Fig. 2. Diagram of the states of preparation and conduct of the EBW process
Рис. 3. Диаграмма последовательности ЭЛС (ТП — технологический процесс, ЭЛО — электроннолучевая обработка, ЭК — энергокомплекс) Fig. 3. ELS sequence diagram (TP — technological process, ELO — electron beam processing, EC — energy complex)
Модель взаимодействия описывает взаимодействие между объектами для обеспечения поведения ПС как целого. Построение модели взаимодействия начинается с выбора варианта использования, который затем уточняется на диаграммах последовательности и деятельности. Диаграммы последовательностей показывает временную последовательность взаимодействия объектов (рис. 3), диаграммы деятельности — поток управления между последовательными этапами вычислений.
Диаграммы состояний и последовательностей позволяют сформировать таблицу соответствия между технологическими переходами и техническими средствами (табл. 1). В результате составляется список узлов, необходимый для создания установки: рабочая камера, станочный комплекс, энергетический блок, вакуумные станции, комплект пневматических средств, узел водяного охлаждения, устройства управления и др.
При разработке концептуальной модели установки ЭЛС необходимо установить её структуру, выбрать элементы, определить параметры, функциональные зависимости, ограничения, критерии. На этом этапе определяются наиболее существенные технологические параметры сварки и состав технических средств, взаимодействие между ними (рис. 4).
Оборудование для реализации операции ЭЛС оценивается следующими критериями: конструкционными решения узлов, коэффициентом использования объема рабочей камеры, коэффициентом металлоемкости рабочей камеры, временем получения рабочего разрежения, производительностью установки, степенью автоматизации основных операций, площадью размещения, экономичностью, временем перехода на сварку другой номенклатуры изделий, удобством обслуживания, модульностью, качеством сварных соединений [16]. К техническим параметрам основных узлов установки относятся:
— геометрическая форма и размеры, толщина стенки, натекание, рабочее давление (рабочая камера);
— ток пучка, ускоряющее напряжение, ток бомбардировки, напряжение Венельта, амплитуда развёртки, токи фокусировки и отклонения пучка, давление в катодной части (энергетический комплекс);
— мощность электрических двигателей, диапазоны скорости и перемещения, время разгона и торможения, точность позиционирования (станочный комплекс);
— давление и температура воды, производительность насосов (водяное охлаждение);
— производительность низко- и высоковакуумных насосов, время выхода на режим, время срабатывания запорной аппаратуры, давление в насосах (вакуумная станция).
Рабочая камера предназначена для создания вакуумного пространства, размещения станочного комплекса и технологической оснастки, защиты от рентгеновского излучения, возникающего в результате торможения ускоренных электронов. Рабочие камеры является одним из наиболее важных и трудоемких узлов установки. От их формы, конструкции, жесткости и размеров зависят габариты и качество свариваемых изделий. Камеры должны быть технологичными, обеспечивать механическую прочность и жесткость конструкции, а также биологическую защиту обслуживающего персонала [16]. По форме рабочие камеры подразделяются на цилиндрические, с прямоугольным и восьмигранным сечением. К особенностям камер цилиндрического типа относятся технологичность изготовления, повышенная прочность, низкий коэффициент использования рабочего пространства при сварке изделий, отличных от тел вращения. Камеры с прямоугольным сечением используются для сварки изделий широкой номенклатуры. Рабочие камеры с восьмигранным сечением имеют высокий коэффициент использования рабочего пространства.
Состав станочного комплекса, выполняющего сварочные, установочные и транспортные перемещения, зависит от класса установки, её назначения, специализации, размеров свариваемых изделий, степени автоматизации. В состав станочного комплекса в зависимости от технологической задачи входят манипуляторы изделия и пушки, механизм подачи присадочной
Таблица 1
Соответствие между технологическими переход ми и техническими средств ми
Table 1
Correspondence between technological transitions and technical means
Опер ция Узел Технические средств
Вакуумная станция Вакуумные насосы Запорная аппаратура (клапаны, затворы) Трубопроводы Фильтры Масляные ловушки Приборы Датчики давления Датчики температуры Устройство контроля и управления
Разрежение Рабочая камера Оболочка Иллюминаторы Откатная крышка Патрубки
Замкнутое водоохлаждение Чиллер Трубопроводы Запорная аппаратура Датчик давления Фильтры
Манипулятор изделия Сварная рама
Задняя бабка Планшайба Направляющие
Установка изделия Шариковинтовая пара Электродвигатели Сервоприводы Устройство управления Комплект электрической разводки
Манипулятор пушки Направляющие Шариковинтовая пара
Позиционирование пушки Электродвигатели Сервоприводы Устройство управления Комплект электрической разводки
Энергетический блок Пушка Источники питания Блок управления Вакуумный насос Комплект силовой разводки
Станочный комплекс
Сварка Исполнительные механиз-
Устройство видеонаблюдения мы станочного комплекса Видеокамера Стробоскоп Фильтры Блок обработки изображения Память
Рис. 4. Концептуальная модель установки ЭЛС (I — ток сварки, If — ток фокусировки, Ту IY — токи отклонения пучка по осям Xи Y, Pk — рабочее давление в камере, X, Y, Z, А, В — координаты перемещения пушки по осям, Gw — расход воды) Fig. 4. Conceptual model of the ELW installation (I is the welding current, If is the focusing current, IX, IY are the beam deflection currents along the X and Y axes, Pk is the working pressure in the chamber, X, Y, Z, А, В are the coordinates of the gun movement along the axes, G — water consumption)
проволоки, задняя бабка, исполнительные механизмы для выполнения вспомогательных операций и др. По конструктивному исполнению манипуляторы пушки и изделия подразделяются на универсальные и специализированные. Универсальные манипуляторы, как правило, многоосевые, применяются для сварки изделий широкой номенклатуры; специализированные манипуляторы — для сварки однотипных изделий.
Станочный комплекс, представленный на рис. 5, обеспечивает взаимосвязанное перемещение электроннолучевой пушки и изделия по замкнутому и незамкнутому контурам в соответствии с управляющей программой. Манипулятор изделия, помимо трех линейных перемещений по осям Х, У и 2, обеспечивает наклон закреплённого изделия с оснасткой и вращение планшайбы. Исполнительные механизмы обеспечивают перемещение двух электронных пушек в горизонтальном и вертикальном направлениях. Процесс сварки может происходить на наклонных, конусных, сферических поверхностях.
Станочный комплекс, представленный на рис. 6, включает в себя манипулятор электроннолучевой пушки и манипулятор изделия. Манипулятор пушки обеспечивает перемещение пушки в продольном, поперечном, вертикальном направлениях (оси Х, У и 2) и вращение в плоскостях Х2 и У2 (оси А и В). Манипулятор изделия обеспечивает вращение (ось Ж) и дополнительное поперечное перемещение (ось У:) изделий.
В состав энергетического комплекса входят электронная пушка, вакуумный насос, узел охлаждения, устройство управления, комплект источников питания, включая высоковольтный. Основные параметры энергетического комплекса определяются толщиной и теплофизически-ми свойствами свариваемых материалов, требованиями к коэффициенту формы проплавления. По ускоряющему напряжению сварочные пушки подразделяются на низковольтные (10...30 кВ), средневольтные (40...60 кВ) и высоковольтные (100...200 кВ).
Рис. 5. Станочный комплекс: 5-осевой манипулятор изделия, два одноосевых механизма пушек Fig. 5. Machine complex: 5-axis product manipulator, two single-axis gun mechanisms
Рис. 6. Станочный комплекс: 5-осевой манипулятор электронной пушки, 2-осевой манипулятор изделия Fig. 6. Machine complex: 5-axis electron gun manipulator, 2-axis product manipulator
В пушках используются прямо- и косвенно-накальные источники электронов (катоды). Пря-монакальные вольфрамовые или танталовые катоды изготавливаются из металлических лент и допускают высокотемпературный нагрев до 2400...2600°С. В качестве косвенно-накальных применяются катоды из вольфрама, тантала и гексаборида лантана LaB6. Эмиссионные свойства катода из гексаборида лантана превосходят все известные высокотемпературные катоды.
Вакуумная система установки состоит из набора насосов, запорной аппаратуры, трубопроводов, фильтров, ловушек и обеспечивает создание и поддержание необходимого разрежения в рабочей камере (1,33Т0-2 Па) и в пушке (6,65^ 10-3 Па). В зависимости от исполнения, технических требований установки оснащаются турбомолекулярными, криогенными и/или диффузионными насосами.
Конструкции установок для ЭЛС определяются размером и геометрической формой рабочей камеры, составом станочного комплекса и вакуумным станций, типом энергетического комплекса, набором программно-аппаратных средств системы управления.
Информ ционн ястр т
При проектировании оборудования ЭЛС к числу наиболее наукоемких задач относится разработка информационного обеспечения и программно—аппаратных средств системы управления (СУ), представляющей собой особый класс динамических систем, которые отличаются наличием самостоятельных функций и целей управления, высоким уровнем системной организации. На информационной страте рассматривается множество взаимосвязанных подсистем управления, выполняющих самостоятельные и общесистемные функции управления и передачи данных. Элементами информационной страты являются оборудование вычислительных цифровых сетей, промышленные компьютеры (ПК), устройства числового программного управления (ЧПУ), программируемые логические контроллеры (ПЛК), микропроцессорные и аналоговые устройства.
С развитием мультипроцессорных СУ появилась возможность создания целостных производственных систем ЭЛС, базирующихся на принципах комплексной автоматизации основных и вспомогательных технологических операций, лёгком и удобном интерфейсе оператора к информационным и вычислительным ресурсам.
Как правило, проектирование 3D—модели изделия, содержащей комплекс конструкторских, технологических и механических параметров, осуществляется в среде системы автоматизированного проектирования (CAD-система). Графический файл 3D-модели изделия поступает на вход постпроцессора, который рассчитывает координаты перемещения исполнительных механизмов станочного комплекса для подготовки управляющей программы устройства ЧПУ.
Диаграмма уровней управления с расшифровкой атрибутов, операций и обязанностей представлена на рис. 7. Иерархическое построение СУ обеспечивает её повышенную устойчивость к внешним воздействиям, согласует отдельные задачи элементов и подсистем с общими задачами всей системы, позволяет сократить длины электрических разводок, минимизирует электромагнитные помехи на измерительные цепи.
Вычислительный потенциал промышленного компьютера позволяет выполнить задачи расчета технологического режима ЭЛС на базе математической модели (ММ), визуализации элементов оборудования и параметров процесса, документирования параметров и др. Устройство ЧПУ обеспечивает управление как механическими перемещениями, так и параметрами энергетического комплекса. Управление процессом получения разрежения в рабочей камере и вспомогательными механизмами осуществляется с помощью программирумого логического контроллера.
Основные функции СУ определяются через совокупность её внешних взаимодействий:
— управление механизмами перемещения изделия и электроннолучевой пушки (геометрическая задача);
— последовательно-параллельное управление дискретными механизмами, элементами вакуумных станций (логическая задача);
— взаимосвязанное управление энергокомплексом и приводами механических перемещений (технологическая задача);
— организация интерфейса с оператором (терминальная задача);
— документирование параметров ЭЛС (архивная задача);
— идентификация состояния основных элементов установки, формирование файлов состояния элементов, файлов событий и аварийных ситуаций (диагностическая задача);
— математическое моделирование ЭЛС (задача оптимизации);
— диспетчеризация приведённых выше задач (системная задача).
Решение геометрической и технологической задач управления обеспечивает устройство ЧПУ, которое представляет собой управляющую машину реального времени, имеющую набор периферийных модулей для управления технологическим процессом. Устройство ЧПУ обеспечивает выполнение следующих функций: числовое программное управление исполнительными механизмами станочного комплекса; программирование профилей токов пучка, фокусировки, отклоне-
Уровень управления
Компьютер
Атрибуты:
- 1: процессор
- 2: память
- 3: графическая система
- 4: операционная система - 5: ПО типа Зй-САО
- 6: ПО типа транслятор - 7: интерфейсы
Операции:
- Т: загрузка 30-модели
- 2: подготовка Проекта
- 3: передана Проекта
t
УЧПУ
Атрибуты:
- 1: процессор
- 2: память
- 3: операционная система - 4: интерфейсы
Операции:
- 1: загрузка управляющей программы
- 2: управление источником тока
- 3: интерполяция осей
- 4: управление исполнительными механизмами
- 5: координация состояний с
программируемым логическим контроллером
?
Программируемый логический контроллер
Атрибуты:
- 1: процессор
- 2: память
- 3: операционная система - 4: интерфейсы
Операции:
- 1: координация состоянии с УЧПУ
- 2: управление вакуумной станцией
Рис. 7. Структура системы управления Fig. 7. Structure of the management system
ния пучка по осям X и У, амплитуды развертки; реализацию режима "Обучение". Токи сварки, фокусировки, отклоняющих катушек, амплитуды развертки являются программно-задаваемыми параметрами и в процессе отработки программы могут изменяться по линейному закону
Управляющая программа процесса сварки составляется в стандартных G-кодах и М-функ-циях. При этом обеспечивается программирование и интерполяция механических осей и тока сварки. Пример задания различных контуров в управляющей программе в стандартных G-кодах приведен ниже: N1G0P50Q670 N2G1G90P150Q700F50 N3S100
N4X5.5Y120F450 N5V5W7F5
В первом кадре задана функция G0 (быстрое позиционирование), поэтому ток пучка (ось Р) и ток фокусирующей линзы изменяется мгновенно от текущего значения до 50 мА и 670 мА соответственно. Во втором кадре включается функция G1 (линейная интерполяция), токи пучка и фокусировки линейно возрастают до 150 мА и 700 мА. Скорость нарастания тока определяет значение функции Е В третьем кадре задаётся амплитуда развертки в четвертом кадре — перемещение пушки по осям X и Y с контурной скоростью 450 мм/мин, в пятом кадре — токи отклонения 5 мА и 7 мА соответственно (оси V и W).
В качестве управляющей компоненты для решения логической задачи применяется программируемый логический контроллер, программно-аппаратные средства которого организуют последовательное выполнение операций по управлению исполнительными элементами вакуумных станций, рабочих и вспомогательных механизмов в соответствии с заданным алгоритмом работы. Вакуумные станции обеспечивают откачку воздушной среды из рабочей камеры с помощью низко— и высоковакуумных насосов, запорной аппаратуры. Контроль давления в камере и рабочих точках осуществляется от вакуумных датчиков.
Организация диалога с оператором (терминальная задача) выполняется через человеко-машинный интерфейс. Для визуального наблюдения за состоянием механизмов вакуумных станций используется мнемосхема установки, на которой отображается динамика процесса сварки.
СУ обеспечивает высокий уровень информационного обеспечения оператора и технолога: диагностика работы насосов по температуре, контроль воды, аварийная звуковая и световая сигнализации, набор блокировок при некорректных действиях оператора, цифровая и графическая визуализация параметров сварки, увеличение количества датчиков для локализации неисправности. При возникновении внештатных ситуаций СУ обеспечивает перевод установки в безопасное состояние, на мониторе появляется окно, в котором отображается код ошибки, описание ошибки и рекомендации оператору.
СУ в режиме реального времени выполняет документирование основных технологических параметров процесса сварки (архивная задача): время (общее время и время включения), токи пучка, фокусировки, отклонения, параметры управляющей программы (координаты осей, скорость сварки), давление в рабочей камере и др.
Решение диагностической задачи управления подразумевает идентификацию состояния ПС, формирование файлов состояния отдельных элементов, файлов событий и аварийных ситуаций.
На информационном уровне исследуются задачи оперативного управления на основе общего контроля состояния процесса ЭЛС. С развитием мультипроцессорных СУ, построенных на базе устройств ЧПУ, промышленных компьютеров, сетевых программируемых логических контроллеров и устройств видеонаблюдения появилась возможность создания целостных производственных систем ЭЛС, базирующихся на принципах комплексной автоматизации основных и вспомогательных технологических операций, лёгком и удобном для использования интерфейсе оператора к информационным и вычислительным ресурсам.
Измерительн ястр т
На измерительной страте рассматриваются средства контроля процесса ЭЛС и диагностики оборудования. Элементами измерительной страты, образующими интерфейс между подсистемами технологической и информационной страт, являются видеокамеры, электронные приборы и нормализаторы, фотодатчики положения исполнительных механизмов, расходомеры, датчики давления и воды, преобразователи, различные средства измерительной техники и др. Наряду с переменными, доступными для контроля посредством прямых измерений, процесс ЭЛС характеризуется переменными, которые рассчитываются косвенными измерениями.
Важное значение для получения качественного сварного соединения имеет контроль положения стыка в процессе сварки с помощью современных электронных и оптических устройств и приборов [17—18].
Работа видеоконтрольного устройства основана на принципе использования информации о состоянии поверхности изделия в потоке вторичных электронов, возникающих при бомбардировке поверхности изделия пучком электронов. Электронный пучок прочеркивает на поверхности изделия прямоугольный растр, вторичные электроны, отраженные от поверхности изделия, попадают на металлический диск (коллектор), изолированный от пушки. После обработки электрический сигнал усиливается и подводится к управляющему электроду лучевой трубки, на экране которой формируется изображение поверхности изделия.
Видеоконтрольное устройство [16] применяется в трех режимах: настройка пучка на стык, "Обучение", слежение за стыком в процессе сварки. Функция настройки пучка на стык осуществляется до начала операции сварки. В процессе сварки управление пространственным положением пушки относительно кромок изделия осуществляется с помощью устройства числового программного управления (ЧПУ). В этом случае, технологический режим сварки должен обеспечивать минимальные тепловые деформации, исключающие нарушение геометрических параметров стыка.
В режиме "Обучение" видеоустройство совмещает пучок со стыком в ряде точек по траектории стыка. Измеренные координаты запоминаются в параметрах и затем используются в управляющей программе устройства ЧПУ. Во время сварки осуществляется взаимосвязанное перемещение пучка и изделия по записанным точкам с помощью линейной или круговой интерполяции.
Первоначально видеоустройства, реализованные на принципе использования токов вторичной эмиссии, из-за технических сложностей не обеспечивали наблюдение за стыком при рабочих токах сварки. В дальнейшем были разработаны устройства, обеспечивающие режим слежения за стыком в процессе сварки с помощью модуляции токов пучка, фокусировки и отклоняющих катушек: пучок периодически при малом токе сканирует стык впереди ванны в течение 5 мс и затем возвращается в ванну расплава для продолжения процесса с рабочим током. Режим активного слежения за положением ванны расплава обеспечивает контроль и управление положением пучка относительно стыка. Применяются два способа управления по стыку: электромагнитное отклонение пучка и/или его механическое перемещение в направлении, перпендикулярном траектории стыка. При механическом перемещении пучка отключается контроль устройства ЧПУ над соответствующей осью, которая переводится в режим слежения по сигналу от видеоконтрольного устройства. После сварки электрические приводы вновь подключаются к устройству ЧПУ. Слежение за стыком в реальном масштабе времени существенно снижает требования к точности механизмов электромеханической системы установки. При этом, уменьшается трудоёмкость подготовки управляющей программы.
Блок определения проплава обеспечивает автоматический контроль сквозного проплавления соединения. Регулирование тока пучка осуществляется с учетом информационного сигнала от датчика-резистора, один конец которого соединен с корпусом рабочей камеры установки, а другой — с коллектором электронов, проникающих через сквозной парогазовый канал.
Основной задачей управления процессом ЭЛС является получение бездефектного сварного соединения с заданной структурой и требуемыми свойствами. В связи с этим разработка средств оптического наблюдения и контроля за процессом ЭЛС (рис. 8) открывает новые возможности по увеличению способов его управления и разработке алгоритмов адаптивного управления.
Устройство оптического наблюдения состоит из объектива, микропроцессорного блока обработки информации, промышленного компьютера для оцифровки и визуализации области сварки. Для защиты оптики видеокамеры, находящейся в рабочей камере установки, от засветки и напыления парами металла используются стробоскоп и фильтры. Оптическое устройство обеспечивает настройку пучка на стык и режим слежения в процессе ЭЛС. На рис. 9 приведен кадр из видеонаблюдения при настройке пучка на стык свариваемого изделия, а на рис. 10 — числовая матрица этого изображения. Синим цветом выделена линия центра стыка, желтым цветом — след от электронного пучка. Точность ввода пучка в стык составляет ±0,05 мм [17].
Рис. 8. Формирование сварного соединения Fig. 8. Formation of a welded joint
Рис. 9. Кадр видеонаблюдения за стыком Fig. 9. Surveillance frame behind the joint
149 110 169 122 125 142 127 149 141 115 165 119 122 122 100 118 113 102 119 100 114
156 117 154 132 135 143 136 154 146 111 161 127 124 124 113 114 108 116 111 108 109
143 176 110 159 150 138 166 136 140 100 147 129 117 146 97 125 134 98 142 101
153 155 150 140 148 150 137 129 133 141 127 121 129 109 108 120 128 106 121 120 109
143 121 149 121 131 136 123 170 129 116 157 117 121 137 97 153 100 117 145 82 139
170 182 160 184 166 164 164 143 149 132 120 142 131 127 142 89 120 127 97 129 91
135 145 116 134 136 125 145 98 124 137 89 114 114 95 119 92 122 109 92 126 82
144 125 143 121 132 138 109 144 110 107 134 98 107 121 78 139 89 100 129 72 124
151 155 148 140 136 149 156 148 140 132 125 121 121 117 117 99 108 108 105 105 106
149 164 130 151 148 140 148 91 121 132 78 110 103 76 131 SO 127 111 83 141 84
139 123 132 136 138 125 119 150 128 114 144 127 119 125 103 134 106 109 125 96 117
172 146 175 142 146 167 148 165 147 132 152 114 129 124 125 143 111 128 119 100 127
149 189 133 138 175 136 169 117 144 169 98 161 132 120 145 106 141 110 113 143 96
176 166 175 162 161 169 147 153 151 145 139 126 136 134 119 113 107 108 116 107 109
167 129 173 124 132 163 135 160 130 108 152 98 117 107 120 146 90 120 112 79 124
146 181 131 178 164 132 174 128 154 170 100 152 126 116 131 97 128 97 86 119 76
150 158 144 154 150 141 145 136 145 147 119 127 128 125 116 99 111 98 105 111 94
182 135 191 131 139 181 138 171 133 112 177 111 136 125 105 137 70 111 118 71 130
115 139 104 136 126 104 117 88 105 113 61 91 78 71 82 61 90 64 56 79 46
81 107 64 90 85 75 75 70 62 68 1411 40 57 26 48 40 36 52 51
141 102 151 112 103 121 108 119 64 79 211 213 224 79 64 33 25 30 31 39 61
135 111 132 107 123 111 89 105 90 172 250 243 247 210 187 170 161 179 165 139 124
74 103 54 82 84 67 76 65 103 208 230 151 92 131 104 124 96 90 68 37
126 135 126 136 104 126 116 8в| lOll 148 165 179 86 46 70 79 52 56 61 42 65
111 85 113 86 92 91 85 91 103 162 228 169 74 81 83 103 70 67 68 60 80
186 174 173 160 190 160 152 155 136 148 169 135 108 153 142 110 128 108 101 138 95
149 160 145 156 129 147 153 121 129 141 101 109 116 97 100 93 83 90 97 91 90
156 123 186 128 146 146 129 156 129 130 124 92 113 92 101 145 108 92 131 84 105
149 170 135 153 150 141 133 135 128 128 125 114 119 109 114 102 105 103 89 93 85
145 186 122 171 155 148 149 118 131 115 96 115 99 108 130 90 112 119 78 107 83
159 12S ISO 143 145 136 121 135 112 112 117 104 110 111 90 126 96 81 111 73 89
165 121 187 139 136 125 115 142 112 117 129 103 117 112 95 102 91 85 87 76 77
150 185 120 171 145 138 159 122 142 126 105 125 107 111 133 85 112 121 73 109 80
145 185 127 159 152 148 151 129 140 131 117 124 115 110 91 115 93 82 99 73 82
159 127 185 131 142 136 107 130 105 112 120 95 109 99 70 125 72 87 91 60 93
159 164 140 161 145 111 120 110 106 B8 95 88 95 130 73 105 97 79 38 64
166 174 171 178 133 130 122 100 122 119 107 118 96 105 112 87 104 90 82 88 70
158 158 199 150 132 139 126 150 101 98 103 80 107 101 79 119 92 84 88 81 85
115 1 "И 1
Рис. 10. Числовая матрица кадра видеонаблюдения за стыком Fig. 10. Numerical matrix of the video surveillance frame for the joint
Рис. 11. Кадр перед замыканием кольцевого шва Fig. 11. Frame before closing the circumferential seam
При ЭЛС часто возникают такие дефекты, как корневая пила, паровые полости, неполномер-ность, начальные и конечные дефектные участки. Для устранения корневой пилы, занижений с лицевой стороны шва, непроваров в начале шва и кратеров в конце шва, на стадии проектирования необходимо предусмотреть технологический припуск.
Важными стадиями процесса ЭЛС являются формирование ванны расплава, заварка кратера, перекрытие шва. Момент формирования сварного соединения перед перекрытием кольцевого шва показан на рис. 11. Для уменьшения размеров кратера применяется плавное уменьшение тока сварки и вывод пучка из стыка.
При использовании двух видеокамер можно получать объемное изображение процесса ЭЛС, т. е. контролировать выпуклость ванны расплава и следовательно управлять геометрической формой ванны.
Сварочное оборудование может также оснащаться тепловизором, обеспечивающим измерение температурного поля в области ванны расплава. Оптическая камера, направленная на зону плавления, обрабатывает сигналы, пропорциональные энергии излучения, и передает по цифровому протоколу информацию в компьютер, на котором выполняется обработка полученных данных и визуализация теплового изображения поверхности изделия. Использование тепловизора расширяет возможности управления, способствует формированию сварного соединения с заданной структурой, компенсирует недостатки априорной технологии.
Современные электронно-оптические и оптические средства позволяют контролировать важные параметры процесса ЭЛС. Автоматизация процесса ЭЛС подразумевает разработку наукоемких математических моделей и реализацию адаптивных алгоритмов управления с использованием программно-аппаратных средств видеонаблюдения.
Алгоритмическ ястр т
На алгоритмическом уровне рассматриваются алгоритмы управления, математические модели (ММ), технологические карты процесса ЭЛС. Элементами данной страты являются алгоритмы управления, записанные в виде программ на алгоритмических языках в памяти микропроцессорных устройств. Проектирование операции ЭЛС осуществляется на двух уровнях: формирование структуры операции (выбор кинематической схемы сварки, предварительный прогрев стыка, осцилляция пучка, непрерывный/импульсный режим, заварки кратера и др.) и оптимизация значений параметров технологического процесса.
Значение математического моделирования для изучения влияния технологических параметров на свойства изделий постоянно возрастает. Средства инженерного анализа, основанные на численных методах, стали важной частью проектирования операции сварки. К числу пакетов, ориентированных на решение многодисциплинарных задач, относятся, в частности, пакеты
Ansys CFX, Ansys Fluent, LS-DYNA и др. Математическое моделирование ЭЛС основывается на тщательном изучении физики гидрогазодинамических, тепло- и массообменных, динамических процессов. Методы математического моделирования позволяют учесть мультидисциплинарный характер процесса сварки, обеспечить высокую степень точности вычислений, выбрать оптимальные значения параметров технологического процесса ЭЛС.
Разработка наукоемких моделей для известных и новых материалов является одной из актуальнейших задач, имеющей большое прикладное значение. В основе моделирования процесса ЭЛС лежит решение нелинейных дифференциальных уравнений изменения энергии, изменения количества движения (уравнения Навье—Стокса) и уравнения неразрывности. Моделирование фазовых переходов материала изделия основано на решении задачи Стефана с привлечением нелинейной зависимости скорости движения границы раздела фаз от температуры. При моделировании необходимо учитывать зависимость теплофизических свойств материала изделия (удельной теплоемкости, теплопроводности и плотности) от температуры.
Особенностью процесса формирования слоя электронным пучком является движение жидкой проводящей поверхности под действием электрического и магнитного полей.
Уравнения теплопроводности с учётом влияния жидкого проводящего слоя в электромагнитном поле имеет следующий вид:
дТ
ор— = ^у ( АдааёТ) + / -8гЬУя + Рпр]2.
Здесь с — теплоемкость материала, X — коэффициент теплопроводности материала, р — плотность материала, Т — температура, / — плотность теплового источника, — поверхностная 5-функция, V — скорость движения границы фазового перехода по нормали, Ь — энтальпия фазового перехода, р^ — проводимость жидкого металла, ] — плотность тока внутри жидкости.
Поверхность ванны расплава стремится принять свою равновесную форму под влиянием силы тяжести и сил поверхностного натяжения. Дифференциальное уравнение движения жидкости имеет следующий вид:
— + (УУ)V = g -—§гаф +—§гаё &у V +—ДУ - аЯ8 (ф) Уф. р 3р р
Здесь g — ускорение свободного падения; р — плотность; р — давление; ц — коэффициент динамической вязкости; V = (ух, V, V) — вектор эффективной скорости расплава, рассчитываемый через истинную скорость жидкой фазы, Я — искривление линии раздела двух фаз; ф — расстояние от текущей линии раздела двух фаз до нулевого интерфейса; 5(ф) — волновая функция от ф.
Уравнение неразрывности имеет следующий вид:
dp
— +
dt
В качестве прикладного инструмента для численного моделирования ЭЛС используются пакеты инженерных расчётов (Computer-Aided Engineering, CAE), включая анализ конечных элементов (Finite Element Analysis, FEA), динамику многотельных систем (Multi-Body Dynamics, MBD), вычислительную гидродинамику (Computational Fluid Dynamics, CFD), взаимодействие жидкости (газа) с конструкцией (Fluid-Structure Interaction, FSI), электромагнитный анализ (ElectroMagnetic Analysis, EMA), автоматизированную оптимизацию (Computer-Aided Optimization, CAO).
div (pv ) = 0.
Таким образом, алгоритмический уровень объединяет множество правил и законов управления, которые могут быть записаны на какой-либо носитель информации. В то же время, правила и законы управления не могут быть реализованы без остальных, имеющих физическое воплощение уровней иерархической структуры СУ.
Системн ястр т
На системной страте рассматриваются задачи оценки качества моделей на нижестоящих уровнях с учётом основных структурных и параметрических характеристик, общие комплексные вопросы, определяется методика оптимизации параметров процесса на базе векторного критерия. На данной страте анализируются все технические и экономические вопросы, задаются проектные ограничения.
Оптимальные значения параметров процесса ЭЛС рассчитываются с учётом вектора критериев оптимизации К, компоненты которого являются функциями исходных, рассчитываемых и искомых параметров. В качестве критериев векторной оптимизации процесса можно выбрать следующие экономические и технологические показатели: К— — приведённые затраты, К2 — производительность процесса.
Анализ ряда работ по методам решения задач многоцелевой оптимизации показал эффективность её построения по модульно—иерархическому принципу. Разбиение подсистемы многоцелевой оптимизации на три уровня обусловлено сложностью рассматриваемой задачи. Нижний уровень подсистемы определяет способ задания и структуру множества альтернатив управляющих параметров процесса и соответствующее им множество частных критериев оптимизации. На среднем уровне подсистемы значительно сокращается допустимое множество вариантов выбора параметров ТП путем определения их эффективных (Парето—оптимальных) значений. Простейшим методом приближенного построения множества Парето можно считать ЛП—поиск, обеспечивающего заполнение области возможных решений в многомерном пространстве параметров равномерно расположенными пробными точками, в каждой точке определяют значения всех критериев и исключают неэффективные. Численная реализация моделей этого уровня позволяет сформировать пакет эффективных решений. На верхнем уровне из этого пакета выбирается единственный наилучший вариант.
Простейшим методом приближенного построения множества Парето можно считать ЛП-по-иск, который представляет собой модификацию метода случайного поиска, пригодную для решения задач нелинейного программирования при большой размерности многоцелевой функции [19]. Метод осуществляет заполнение области возможных решений в многомерном пространстве параметров равномерно расположенными пробными точками Q , Q , ... . Для каждой точки исследуемого пространства параметров вычисляются значения всех критериев, по которым составляются таблицы испытаний, где эти значения расположены в порядке возрастания или убывания. Численная реализация моделей этого уровня позволяет сформировать пакет эффективных решений. На верхнем уровне из этого пакета выбирается единственный наилучший вариант.
Системный уровень подобно кровеносной системе биологического организма обеспечивает коммуникационные процессы всех разнородных страт производственной системы ЭЛС для достижения главной задачи: получение сварного соединения с заданной структурой и свойствами.
З ключение
Понимание внутренних закономерностей производства с помощью теории иерархических систем позволяет выявить различные способы декомпозиции сложной системы в виде иерархий абстрагирования, организации и сложности принятия решений. Стратифицированное представление ПС позволяет раскрыть взаимодействие разнородных по своей природе уровней и межу-ровневых связей, имеющих различные интерфейсы. Приведенная иерархическая абстракция,
состоящая из технологической, инструментальной, измерительной, информационной, алгоритмической, системной страт позволяет достаточно полно раскрыть содержание производственной системы ЭЛС, которая характеризуется последовательным вертикальным расположением подсистем, приоритетом действий подсистем верхнего уровня, зависимостью действий подсистем верхнего уровня от фактического исполнения нижними уровнями своих функций.
СПИСОК ИСТОЧНИКОВ
[1] Рудской А.И., Волков К.Н., Соколов Ю.А., Кондр тьев С.Ю. Цифровые производственные системы: технологии, моделирование, оптимизация. — СПб.: ПОЛИТЕХ-ПРЕСС, 2020. — 828 с.
[2] Рудской А.И., Соколов Ю.А., Кондр тьев С.Ю., Волков К.Н. Наука, искусство, технологии: монография. - СПб.: ПОЛИТЕХ-ПРЕСС, 2022. - 706 с.
[3] Автоматизированное проектирование и производство в машиностроении / Под общ. ред. Ю.М. Соломенцева, В.Г. Митрофанова. — М.: Машиностроение, 1986. — 256 с.
[4] Мес рович М., М ко Д., Тк х р И. Теория иерархических многоуровневых систем. — М.: Мир, 1973. — 344 с.
[5] Sabchevski S.P., Mladenov G.M., Wojcicki S., Dabek J. An analysis of electron guns for welding // Journal of Physics. 1996. V. 29. Is. 6. Pp. 1446—1456.
[6] Chiang S., Albright C.E. The limit of joint penetration in high energy density beam welding // Welding Journal. 1993. № 3. Pp. 117—121.
[7] Gross P.M. Technical note: creating deeper electron beam penetration // Welding Journal. 1993. № 2. Pp. 61—62.
[8] Borrow N.P. New low cost electron beam welder // Metallurgia. 1993. V. 60. Is. 1. Pp. 36—43.
[9] Соколов Ю.А., П влушин Н.В., Кондр тьев С.Ю. Новые аддитивные технологии с использованием пучка ионов // Вестник машиностроения. 2016. № 9. С. 72—76.
[10] Рудской А.И., Кондр тьев С.Ю., Соколов Ю.А. Новый подход к синтезу порошковых и композиционных материалов электронным лучом. Часть 1. Технологические особенности процесса // Металловедение и термическая обработка металлов. 2016. № 1 (727). С. 30—35.
[11] Кондр тьев С.Ю., Соколов Ю.А. Новый подход к синтезу порошковых и композиционных материалов электронным лучом. Часть 2. Практические результаты на примере сплава ВТ6 // Металловедение и термическая обработка металлов. 2016. № 3 (729). С. 40—44.
[12] Рудской А.И., Кондр тьев С.Ю., Соколов Ю.А. Алгоритм и технологические процессы синтеза порошковых деталей электронным лучом в вакууме // Технология машиностроения. 2015. № 1. С. 11—16.
[13] Будкин Ю.В., Сивов Е.Н., Соколов Ю.А. Электроннолучевая сварки. — М.: ДПК Пресс, 2010. — 96 с.
[14] Р мбо Дж., Бл х М. UML 2.0. Объектно-ориентированное моделирование и разработка. — СПб.: Питер, 2007. — 544 с.
[15] Новиков Ф., Ив нов Д. Моделирование на UML. — СПб.: СПбГУ ИТМО, 2010. — 200 с.
[16] Гл зов СИ., Люшинский А.В., М гнитов B.C. и др. Основы технологии электронно-лучевой и диффузионной сварки. — Рыбинск: НПО «Сатурн», 2001. — 284 с.
[17] Соколов Ю.А., П влушин Н.В. Особенности управления процессом электроннолучевой сварки // Металловедение и термическая обработка металлов. 2022. № 10. С. 11—15.
[18] Шолохов М.А. Траекторные задачи при автоматической и роботизированной сварке. Методы и алгоритмы решения, датчики, программно-аппаратные средства. — М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2015. — 168 с.
[19] Хоменюк В.В. Элементы теории многоцелевой оптимизации. — М.: Наука, 1983. — 123 с.
СВЕДЕНИЯ ОБ АВТОРЕ
СОКОЛОВ Юрий Алексеевич — зам. директора, ПАО "Электромеханика", д-р техн. наук. E-mail: [email protected]
ORCID: https://orcid.org/0000-0003-0280-0178
REFERENCES
[1] A.I. Rudskoy, K.N. Volkov, Yu.A. Sokolov, S.Yu. Kondratyev, Tsifrovyye proizvodstvennyye sistemy: tekh-nologii, modelirovaniye, optimizatsiya. - SPb.: POLITEKh-PRESS, 2020. - 828 s.
[2] A.I. Rudskoy, Yu.A. Sokolov, S.Yu. Kondratyev, K.N. Volkov, Nauka, iskusstvo, tekhnologii: monografiya.
- SPb.: POLITEKh-PRESS, 2022. - 706 s.
[3] Avtomatizirovannoye proyektirovaniye i proizvodstvo v mashinostroyenii / Pod obshch. red. Yu.M. Solo-mentseva, V.G. Mitrofanova. - M.: Mashinostroyeniye, 1986. - 256 s.
[4] M. Mesarovich, D. Mako, I. Takakhara, Teoriya iyerarkhicheskikh mnogourovnevykh sistem. - M.: Mir, 1973. - 344 s.
[5] S.P. Sabchevski, G.M. Mladenov, S. Wojcicki, J. Dabek, An analysis of electron guns for welding // Journal of Physics. 1996. V. 29. Is. 6. P. 1446-1456.
[6] S. Chiang, C.E. Albright, The limit of joint penetration in high energy density beam welding // Welding Journal. 1993. № 3. P. 117-121.
[7] P.M. Gross, Technical note: creating deeper electron beam penetration // Welding Journal. 1993. № 2. P. 61-62.
[8] N.P. Borrow, New low cost electron beam welder // Metallurgia. 1993. V. 60. Is. 1. P. 36-43.
[9] Yu.A. Sokolov, N.V. Pavlushin, S.Yu. Kondratyev, Novyye additivnyye tekhnologii s ispolzovaniyem pu-chka ionov // Vestnik mashinostroyeniya. 2016. № 9. S. 72-76.
[10] A.I. Rudskoy, S.Yu. Kondratyev, Yu.A. Sokolov, Novyy podkhod k sintezu poroshkovykh i kompozit-sionnykh materialov elektronnym luchom. Chast 1. Tekhnologicheskiye osobennosti protsessa // Metallove-deniye i termicheskaya obrabotka metallov. 2016. № 1 (727). S. 30-35.
[11] S.Yu. Kondratyev, Yu.A. Sokolov, Novyy podkhod k sintezu poroshkovykh i kompozitsionnykh materialov elektronnym luchom. Chast 2. Prakticheskiye rezultaty na primere splava VT6 // Metallovedeniye i termicheskaya obrabotka metallov. 2016. № 3 (729). S. 40-44.
[12] A.I. Rudskoy, S.Yu. Kondratyev, Yu.A. Sokolov, Algoritm i tekhnologicheskiye protsessy sinteza poroshkovykh detaley elektronnym luchom v vakuume // Tekhnologiya mashinostroyeniya. 2015. № 1. S. 11-16.
[13] Yu.V. Budkin, Ye.N. Sivov, Yu.A. Sokolov, Elektronnoluchevaya svarki. - M.: DPK Press, 2010. - 96 s.
[14] Dzh. Rambo, M. Blakha, UML 2.0. Obyektno-oriyentirovannoye modelirovaniye i razrabotka. - SPb.: Piter, 2007. - 544 s.
[15] F. Novikov, D. Ivanov, Modelirovaniye na UML. - SPb.: SPbGU ITMO, 2010. - 200 s.
[16] S.I. Glazov, A.V. Lyushinskiy, B.C. Magnitov i dr., Osnovy tekhnologii elektronno-luchevoy i diffuzion-noy svarki. - Rybinsk: NPO «Saturn», 2001. - 284 s.
[17] Yu.A. Sokolov, N.V. Pavlushin, Osobennosti upravleniya protsessom elektronnoluchevoy svarki // Metallovedeniye i termicheskaya obrabotka metallov. 2022. № 10. S. 11-15.
[18] M.A. Sholokhov, Trayektornyye zadachi pri avtomaticheskoy i robotizirovannoy svarke. Metody i algo-ritmy resheniya, datchiki, programmno-apparatnyye sredstva. - M.: Izd-vo MGTU im. N.E. Baumana, 2015.
- 168 s.
[19] V.V. Khomenyuk, Elementy teorii mnogotselevoy optimizatsii. - M.: Nauka, 1983. - 123 s.
INFORMATION ABOUT AUTHOR
Yuriy A. SOKOLOV — Public Joint Stock Company "Electromekhanika". E-mail: [email protected]
ORCID: https://orcid.org/0000-0003-0280-0178
Поступила: 06.11.2022; Одобрена: 07.12.2022; Принята: 20.12.2022. Submitted: 06.11.2022; Approved: 07.12.2022; Accepted: 20.12.2022.