CC BY
80
СПОСОБЫ АВТОМАТИЗАЦИИ ПРОИЗВОДСТВА ПРИ ЭЛЕКТРОЭРОЗИОННОЙ ОБРАБОТКЕ
© Копелиович Д.И.*, Папикян А.М.*
Брянский государственный технический университет, г. Брянск
В работе рассмотрены основы электроэрозионной обработки, преимущества САМ-систем, обзор основных возможностей САМ-систем по созданию программ для станков с ЧПУ.
Ключевые слова автоматизация, электроэрозионная обработка, САМ-системы, модули БоШСАМ.
Основателями процесса электроэрозионной обработки являются советские ученые Б.Р. Лазаренко и Н.И. Лазаренко.
Поместив, электроды в жидкий диэлектрик и размыкая электрическую цепь, ученые заметили, что жидкость мутнела уже после первых разрядов между контактами. Они установили: это происходит потому, что в жидкости появляются мельчайшие металлические шарики, которые возникают вследствие электрической эрозии электродов. Ученые решили усилить эффект разрушения и попробовали применить электрические разряды для равномерного удаления металла. С этой целью они поместили электроды (инструмент и заготовку) в жидкий диэлектрик, который охлаждал расплавленные частицы металла и не позволял им оседать на противолежащий электрод. В качестве генератора импульсов использовалась батарея конденсаторов, заряжаемых от источника постоянного тока; время зарядки конденсаторов регулировали реостатом. Так появилась первая в мире электроэрозионная установка. Электрод-инструмент перемещали к заготовке. По мере их сближения возрастала напряженность поля в межэлектродном промежутке. При достижении определенной напряженности поля на участке с минимальным расстоянием между поверхностями электродов, измеряемым по перпендикуляру к обрабатываемой поверхности и называемым минимальным межэлектродным зазором, возникал электрический разряд (протекал импульс) тока, под действием которого происходило разрушение участка заготовки. Продукты обработки попадали в диэлектрическую жидкость, где охлаждались, не достигая электрода-инструмента, и затем осаждались на дно ванны. Через некоторое время электрод-инструмент прошил пластину, Причем контур отверстия точно соответствовал профилю инструмента.
Так, явление, считавшееся вредным, было применено для размерной обработки материалов. Изобретение электроэрозионной обработки имело
* Доцент кафедры «Информатика и программное обеспечение», кандидат технических наук, доцент.
* Аспирант кафедры «Автоматизированные технологические системы».
выдающееся значение. К традиционным способам формообразования (резанию, литью, обработки давлением) прибавился совершенно новый, в котором непосредственно использовались электрические процессы [1].
Электроэрозионные методы обработки особенно эффективны при обработке твёрдых материалов и сложных фасонных изделий. При обработке твёрдых материалов механическими способами большое значение приобретает износ инструмента. Преимущество электроэрозионных методов состоит в том, что для изготовления инструмента используются более дешёвые, легко обрабатываемые материалы. Часто при этом износ инструментов незначителен. Например, при изготовлении некоторых типов штампов механическими способами более 50 % технологической стоимости обработки составляет стоимость используемого инструмента. При обработке этих же штампов электроэрозионными методами стоимость инструмента не превышает 3,5 %. Условно технологические приёмы электроэрозионной обработки можно разделить на прошивание и копирование. Прошиванием удаётся получать отверстия диаметром менее 0,3 мм, что невозможно сделать механическими методами. В этом случае инструментом служит тонкая проволочка. Этот приём на 20 70 % сократил затраты на изготовление отверстий в фильерах, в том числе алмазных. Более того, электроэрозионные методы позволяют изготовлять спиральные отверстия. Более распространена обработка проволочным электродом. Этим способом, например, можно получать из единого куска материала одновременно пуансон и матрицу штампа, причём их соответствие практически идеально.
Первый в мире советский электроэрозионный (электроискровой) станок был предназначен для удаления, застрявшего в детали сломанного инструмента (1943 г.). С тех пор в СССР и за рубежом выпущено большое число разнообразных по назначению, производительности и конструкции электроэрозионных станков.
Рассмотрим проволочно-вырезной электроэрозионный станок с ЧПУ MITSUBISHI MV1200S. Фирма MITSUBISHI ELECTRIC активно работает в области электроэрозии с 1960 года. Отличительной чертой серии MV является экономическая эффективность. Высокоточные станки позволяют получать значительную добавочную стоимость на каждой обрабатываемой детали при общем снижении эксплуатационных затрат. Меньшее потребление электроэнергии, меньшее потребление расходных материалов, повышение производительности - все это позволяет до 42 % удешевить себестоимость обработки на станках серии MV.
У данного станка много преимуществ.
Высокая точность обработки:
- Привода на основе цилиндрических линейных двигателей.
- Система управления приводами Mitsubishi Electric Optical Drive System использует оптоволоконные коммуникации между УЧПУ
сервоусилителями и цилиндрическими линейными двигателями. Все это в совокупности позволяет повысить точность обработки.
Интеллектуальная система автозаправки:
- Новая система отжига проволоки позволяет значительно повысить надежность заправки, в том числе в неблагоприятных условиях.
- Быстрая и надежная заправка в месте обрыва, даже для высоких двигателей.
- Режим заправки выбирается в зависимости от геометрии детали (с вкл. струей, с выкл. струей, заправка без слива диэлектрика).
Высокая производительность:
- Скорость обработки повещена благодаря использованию более производительного генератора (Ra 0,45 мкм за 3 прохода и Ra 0,28 мкм за 4 прохода).
- Станок содержит большую технологическую базу режимов обработки [2].
Благодаря научно-техническому прогрессу, в современном мире появляются все новые и новые программные средства управления для станков. Одним из представителей числового программного управления является фирма SolidCAM [3]. Компания SolidCAM основана Эмилем Сомехом в 1984 году. Благодаря тому, что система SolidCAM встроена в наиболее распространенные системы трехмерного проектирования - SolidWorks и Inventor - создаются предпосылки для интенсивного развития и укрепления ведущих позиций этой системы среди других встроенных CAM-систем.
Рассмотрим более подробно процесс разработки программного обеспечения для электроэрозионной обработки с помощью модуля SolidCAM.
Модуль электроэрозионной обработки SolidCAM позволяет учитывать обработку профилей и конусов с постоянными и переменными углами, а также 4-осные контуры. Интеллектуальные алгоритмы SolidCAM предотвращают возможность падения кусков материала при автоматической обработке выемок.
Система SolidCAM обеспечивает полный пользовательский контроль точек останова, а также условий резания проволоки в любой точке профиля или конуса.
Особенности модуля электроэрозионной обработки SolidCAM являются:
- простой и быстрый пользовательский интерфейс;
- программирование на основе твердотельной модели;
- определяемые пользователем схемы резания;
- понятная структура программы.
Рассмотрим еще одну CAM систему для разработки программ электро-эрозиооной обработки сложных поверхностей. Программный комплекс Edgecam представляет собой одно из ведущих решений в области разработки управляющих программ для станков с ЧПУ (САМ-систем). Он позволяет
удовлетворять потребности предприятий, работающих в самых разнообразных отраслях промышленности.
¿»OUW'. — ~ ~ ---• ^ ^ - 4* ■ у • а -, - I ■. -__J
Рис. 1. Пример процесса разработки программы электроэрозионной обработки с помощью SolidCAM
Edgecam Wire Erosion - модуль, разработанный компанией для электроэрозионной обработки.
Модуль позволяет создавать геометрические данные для обработки, и программировать положение проволоки двумя различными способами.
Edgecam Wire Erosion определяет профили и информацию для обработки детали («Design Intent»), а также создаёт траекторию обработки. Эти данные используются для вывода управляющих программ двух- и четырехосе-вых электроэрозионных станков с ЧПУ
- 2-осевое - Проволока расположена вертикально, при этом программируется две координаты (XY).
- 4-осевое - Оба конца проволоки перемещаются независимо друг от друга, при этом программируется сразу 4 координаты - XY на нижнем конце и UV на верхнем.
3D модель может быть создана на основе 2D профилей, используя любую из следующих стратегий:
- преобразование профиля - масштабирование, перемещение, поворот;
- конический профиль - создание конической геометрии;
- связанные профили - автоматическое или ручное создание связей между двумя независимыми профилями, лежащими на разной высоте.
Список литературы:
1. Артамонов Б.А., Волков Ю.С., Дрожалова В.И. и др. Электрофизические и электрохимические методы обработки материалов: учеб. пособие: в 2-х томах. Т. 1. - М.: Высш. шк., 1983. - 247 с., ил.
2. http://met.biz.ua/produktsiya/po-tipam/elektroerozionnye.html.
3. http://www.isolidcam.com/ru/reshenija-cam/eЫektroehrozionnaja-obrabotka/.
АНАЛИЗ УРОВНЯ ДЕГРАДАЦИИ ОБОРУДОВАНИЯ ПИЩЕВЫХ ПРОИЗВОДСТВ С ПОМОЩЬЮ НЕЧЕТКИХ НЕЙРОННЫХ СЕТЕЙ
© Костин А.М.*, Яблоков А.Е.*, Благовещенская М.М.*
Московский государственный университет пищевых производств,
г. Москва
В данной статье рассматривается нейросетевой подход, основанный на нечеткой мозжечковой модели артикуляционного контроля (НММАК), которую предлагается проанализировать механизмом тяжести деградации технологического оборудования пищевых производств. В НММАК сеть может работать как «классификатор» уровня деградации. Ниже представлен пример, чтобы продемонстрировать этот метод и результаты показывают, что НММАК сеть способна ранжировать степень тяжести дефектов технических объектов пищевой отрасли. С анализом деградации пищевых агрегатов и оборудования, техническое обслуживание может осуществляться до возникновения отказа, таким образом, предотвращение фатальных поломок будет производиться более эффективно. Целью работы является разработка методов и средств нелинейной классификации уровня деградации технологического оборудования с использованием искусственных нейронных сетей с нечеткой мозжечковой моделью артикуляционного контроля (НММАК).
Ключевые слова: нечеткие нейронные сети, пищевая промышленность, деградация оборудования, классификатор дефектов.
Технологическое оборудование пищевых производств в процессе эксплуатации проходит через бесконечное множество технических состояний от исправного до дефектного. Поломка машины не всегда является внезапным явлением. Детали и механизмы в процессе своей работы изнашивают-
* Аспирант кафедры Автоматизированных систем управления биотехнологическими процессами.
* Доцент кафедры Пищевой инженерии, кандидат технических наук.
" Заведующий кафедрой Автоматизированных систем управления биотехнологическими процессами, доктор технических наук, профессор.
