АЛГОРИТМ  УПРАВЛЕНИЯ  ОБОРУДОВАНИЕМ  В  ПРОЦЕССЕ  ВОССТАНОВЛЕНИЯ  ПОВЕРХНОСТЕЙ  КАТАНИЯ  КОЛЁС  ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО  ТРАНСПОРТА

Жуков  Евгений  Михайлович

канд.  техн.  наук,  профессор  кафедры  технологии  машиностроения  Белгородского  государственного  технологического  университета  им.  В.Г.  Шухова,  РФ,  г.  Белгород

E -mail:  Russia-Wolf@yandex.ru

Шаповалов  Павел  Андреевич

студент  кафедры  технологии  машиностроения  Белгородского  государственного  технологического  университета  им.  В.Г.  Шухова,  РФ,  г.  Белгород

Демин  Александр  Сергеевич

студент  кафедры  технологии  машиностроения  Белгородского  государственного  технологического  университета  им.  В. Г.  Шухова,  РФ,  г.  Белгород

ALGORITHM  FOR  EQUIPMENT  MANAGEMENT  IN  THE  RECOVERY  PROCESS  OF  THE  ROLLING  SURFACE  WHEEL  RAIL  TRANSPORT

Zhukov  Evgeniy

candidate  of  Engineering  Sciences,  Professor  at  the  Department  of  Manufacturing  engineering  Belgorod  State  Technological  University  named  after  V.G.  Shukhov,  Russia,  Belgorod

Shapovalov  Pavel

manufacturing  engineering  department  student.  Belgorod  State  Technological  University  named  after  V.G.  Shukhov,  Russia,  Belgorod

Demin  Alexander

manufacturing  engineering  department  student.  Belgorod  State  Technological  University  named  after  V.G.  Shukhov ,  Russia,  Belgorod

Исследования  выполнены  в  рамках  гранта  Проект  ПСР  №  2011-ПР-146  договор  №  А-7/14  от  10.04.2014  г.

АННОТАЦИЯ

В  статье  рассмотрен  вопрос  структуры  управления  мехатронными  инструментальными  модулями.  Авторы  статьи  предлагают  использовать  анализ  строк  программы  или  массива  данных  для  описания  профиля  железнодорожного  колеса.

ABSTRACT

The  problem  of  the  article  is  the  control  structure  of  mechatronic  instrumental  modules.  The  article  authors  suggest  to  use  program  string  or  data  analysis  to  describe  railroad  wheel  profile.

Ключевые  слова :  технология  восстановления;  анализ  строк;  блок-схема  алгоритма,  мехатронный  модуль,  управление.

Keywords :  remanufacturing  technique;  program  string  analysis;  control  flowchart,  mechatronic  modules,  control.

Автоматизированное  оборудование  широко  используется  в  ремонтных  производствах  различных  отраслей  промышленности  —  это  позволяет  эффективно  функционировать  современным  экономическим  структурам  предприятий.

В  настоящий  момент  времени  технология  восстановления  поверхностей  катания  колёс  подвижного  состава  железнодорожного  транспорта  включает  в  себя  следующие  процессы:  демонтаж  колеса;  определение  величины  дефектов  колеса;  наплавка  изношенной  поверхности;  восстановление  поверхности  катания  колеса  механической  обработкой.

Использование  программного  оборудования  для  выполнения  операции  механической  обработки  затруднено  [1]  в  связи  с  тем,  что  величина  наплавляемого  слоя  материала  изменяется  в  пределах  1…9  мм.  В  силу  данных  обстоятельств  все  операции  выполняются  вручную,  а  механическая  обработка  —  на  специальном  токарном  оборудовании,  также  с  применением  ручного  труда.

Анализ  строк  программы  или  массива  данных  показывает,  что  для  известного  профиля  достаточно  массива  строк  из  четырёх  полей,  описывающих  движение  [2].  Но  возможна  ситуация,  когда  вводится  ранее  неизвестный  профиль,  и  в  этом  случае  необходимо  добавить  ещё  один  элемент  в  строку  команды  —  направление  интерполяции:  0  —  по  часовой  стрелке;  1  —  против  часовой  стрелки.  Таким  образом,  появляется  возможность  описания  профиля  при  вводе  –  дополнительный  профиль  возможно  ввести  в  диалоговом  режиме  и  сохранить  в  памяти  системы  управления  [3].  Сама  процедура  обработки,  или  управления  приводами  оборудования  выполняется  следующим  образом  [4].

После  генерации  программа  сохраняется  в  памяти  системы  и  вызывается  при  её  пуске.  Определяется  количество  строк  программы  и  выполняется  их  последовательность  по  схеме:  назначить  подачу,  заданную  первым  элементом  строки;  выбрать  процедуру  линейной  интерполяции,  если  второй  элемент  строки  0,  иначе  второй  элемент  —  радиус  круговой  интерполяции;  вызвать  процедуру  соответствующей  интерполяции,  передав  в  неё  координаты  точки,  заданные  третьим  и  четвёртым  элементом  строки.  Блок-схема  алгоритма  управления  с  дополнительным  (пятым)  полем  в  строке,  представлена  на  рисунке  1.  Практически  блок-схема  управления  оборудованием  может  быть  реализована  с  использованием  различных  аппаратных  средств  и  языков  программирования  высокого  уровня  [5].

Рисунок  1.  Блок-схема  алгоритма  управления  оборудованием

Данные  о  полученных  поверхностях  или  профилях  хранятся  в  библиотеке  системы  и  вызываются  оператором  перед  началом  обработки.  Они  выводятся  на  дисплей  в  виде  маски,  с  которой  сравнивается  реальный  профиль,  на  основании  результатов  этих  сравнений  назначается  глубина  резания,  количество  проходов,  подача  (частота  вращения  шпинделя  вычисляется  вручную),  формируется  траектория.  Режимы  обработки,  т.е.  величины  продольных  и  поперечных  подач  назначаются  на  основании  данных  экспериментальных  исследований.  Оптимальные  их  значения  могут  быть  назначены  автоматическими  в  зависимости  от  установленной  частоты  вращения  шпинделя,  при  этом  система  может  рекомендовать  оператору  установить  частоту  вращения  шпинделя  в  рекомендуемом  диапазоне,  а  уже  значения  подач  назначить  оптимальными,  подобные  процедуры  неоднократно  описаны  в  литературе.

Изношенная  поверхность  колеса  наплавляется,  толщина  и  однородность  полученного  припуска  могут  варьироваться  в  заданных  пределах  [2,  с.  95],  поэтому  процесс  механической  обработки  следует  адаптировать  к  полученному  припуску.  Неоднородность  припуска  компенсируется  изменением  в  процессе  его  съема  величины  подачи,  для  этого  в  системе  предусмотрен  датчик,  регистрирующий  мощность,  затрачиваемую  на  снятие  припуска  (ДМ).  Следовательно,  при  назначении  величины  подачи  необходимо  ориентироваться  на  ее  максимальное  значение,  а  затем  при  появлении  неоднородностей  уменьшить  ее  значение.  Оборудование  оснащается  двумя  приводами  —  продольной  и  поперечной  подачи,  или  приводом  по  координате  Z  и  приводом  по  координате  X,  являющимися,  согласно  схеме  получения  графического  изображения,  соответственно  координатами  Х  и  Y.  Изменение  координаты  Х  (оборудования)  вызывает  изменение  глубины  резания,  т.е.  высоты  профиля,  что  не  приемлемо,  следовательно,  управляемой  остается  подача  по  координате  Z

Список  литературы:

1.Рыбак  Л.А.  Исследование  точности  обработки  на  станках  с  параллельной  кинематикой  с  учетом  смещений  приводных  механизмов  и  силы  /Рыбак  Л.А.,  Гапоненко  Е.В.,  Жуков  Е.М.//  Технология  машиностроения.  —  2012.  —  №  12.  —  С.  25—28.       

2.Чепчуpов  М.С.  Обработка  деталей  с  неравномерным  по  структуре  материалом  /Чепчуpов  М.С.//  Технология  машиностроения.  —  2008.  —  №  10.  —  С.  12—14.

3.Чепчуров  М.С.  Структурная  схема  управления  приводами  технологического  комплекса/Чепчуров  М.С.,  Жуков  Е.М.,  Тюрин  А.В.//Технические  науки  —  от  теории  к  практике.  —  2013.  —  №  29.  —  С.  85—92.

4.Чепчуров  М.С.  Модернизация  токарных  автоматов  продольного  сечения  с  использованием  мехатронныхмодулей/Чепчуров  М.С.,  Тюрин  А.В.//  Ремонт,  восстановление,  модернизация.  —  2012.  —  №  7.  —  С.  10—13.

5.Чепчуров  М.С.  Технологические  системы  на  базе  автоматов  продольного  точения  с  использованием  модульной  компоновки  /  Чепчуров  М.С.,  Тюрин  А.В.  //Технология  машиностроения.  —  2013.  —  №  7.  —  С.  64—69.