Системный анализ процесса фрезерования декоративных элементов мебели и его оптимизация

системный анализ процесса фрезерования

декоративных элементов мебели и его оптимизация

SYSTEM ANALYSIS OF MILLING OF DECORATIVE ITEMS OF FURNITURE

AND OPTIMIZATION

Грибанов А. А., Мохаммед Хайдер А. Аббас (ВГЛТА, г. Воронеж, РФ) Gribanov A.A., Mohammed Haider A. Abbas (Voronezh State Academy of Forestry

and Technologies)

В статье приведен анализ и способ оптимизации процесса фрезерования декоративных элементов мебели

In this article presents a method of analysis and optimization of cutting of ornamental pieces of furniture

Ключевые слова: процесс фрезерования, целевые функции управления, оптимизация

Keywords: milling process, task management, optimization

Структура процесса фрезерования может быть представлена в виде рисунка 1.

V

ш

Процесс фрезерования

A

P

Рисунок 1 - Структурная схема процесса фрезерования

В схеме присутствуют следующие информационные показатели:

1. Задающие воздействия:

V - скорость подачи, мм/с; ю - скорость резания, об/мин.

2. Возмущающее воздействие f - влажность материала в %.

3. Выходные показатели, целевые функции управления процессом фрезерования:

А - чистота обработки;

Р - производительность фрезерной обработки в секундах. Вид выходных функций управления:

9 9 9

А=а0+а^+а2ю +а22ю +а3: +а12Ую+а1^:+а23ю:

Р=Ь0+Ь^+Ь2ю +Ь^+Ь11^+Ь22ю2+Ь33:Р2+Ь1^ю+Ь1^+Ь23ю^ В результате эксперимента необходимо определить значения коэффициентов а0, а1; ..., а23; Ь0, Ь1; ..., Ь23.

Составим план активных экспериментов. Исходя из возможностей станка с ЧПУ и свойств материала для фрезерования определим минимальное, максимальное и среднее значение скоростей подачи V и резания ю.

Vmm=500=-1

ютш=10000=-1

ю(

ю + ю

тах тт

Vmax=2500=+1

ютах=2500000=+1 10000+25000

V,

+ У_

ср

2

500+2500 2

1500=0

ср

17500=0

22

Проведение активного эксперимента ведется по таблице 1 с занесением в нее результатов. Эксперименты с 1 по 8 считаются опытами центрального композиционного плана, с 9 по 12 - опытами в центре эксперимента. Влажность всех экспериментальных образцов должна отличаться.

Таблица 1 - Результаты проведения активных экспериментов

Номер опыта У ю f А Р

1 +1 +1 5 5 23

2 +1 -1 6 4 23

3 -1 +1 5,5 4 59

4 -1 -1 7 3 59

5 0 0 5 4 27

6 +1 0 6 3 23

7 0 -1 5 3 27

8 0 +1 8 1 27

9 0 0 7 4 27

10 0 0 5 3 27

11 0 0 6 3 27

12 0 0 6,5 3 27

Определим оптимальное значение скорости подачи V и резания ю. Составим системы дифференциальных уравнений и приравняем их к нулю следующим образом:

аА а + 2апУ + а12 ю + а^ = 0

5У

ал

5Р

аУ

а2 + 2а22У + а12 ю + а^ = 0

: Ъ + 2ЬПУ + Ь12ю + Ьз^ = 0

ар

— = Ь2 + 2Ь22У + Ь12 ю + Ь^ = 0. аю

Оптимальная скорость подачи V и резания ю определяется для каждого значения влажности материала.

Полученные целевые функции позволят быстро и качественно осуществлять фрезерную обработку исследуемых материалов.

Список использованных источников

1. Хайдер А. Аббас Мохаммед, Петровский В.С., Грибанов А.А. Автоматизация процесса обработки двумерных изображений при создании новых проектов // Вестник ВГТУ. Том 9. -2013 .- №1.

2. Хайдер А. Аббас Мохаммед, Петровский В. С., Грибанов А. А. Исследование и разработка процесса фрезерования декоративных элементов мебели на станках с ЧПУ. // Научно-практический и методологический журнал ФЭС. №2 (51).