Теорія й практика інформаційно-вимірювальних систем покоординатного задавання параметрів алмазного шліфування

Abstract

Дисертацію присвячено розробці теоретичних засад для побудови ефективних апаратних засобів тривимірної триступінчастої інформаційно- вимірювальної системи покоординатного програмного задавання параметрів алмазного шліфування в умовах неповної інформації. Запропоновано концепцію програмних рухів апаратних засобів системи щодо скорочення часу обробки деталі та забезпечення потрібного «квалітету» чистоти поверхні. Розробку архітектури інформаційно-вимірювальної системи виконано на основі методів безпосереднього цифрового та покоординатного управління, ієрархічного принципу, непрямих вимірювань мікронерівностей та різальної властивості круга, принципів децентралізації та розпаралелювання процесів обробки вхідної інформації. Інформаційний зв'язок між компонентами системи забезпечують послідовний та паралельний інтерфейс з мультиплексованою шиною адреса/дані. На основі мінімізації квадратичного критерію якості з використанням еталонних математичних моделей апаратних засобів з відомим запізненням розроблено пристрої обробки сигналів. Побудовано математичні моделі завад інформаційно-вимірювальної системи у вигляді лінійного та гармонійного лінійного випадкових процесів. Розроблено метод підвищення точності апаратних засобів в умовах дії випадкових завад на основі прогнозування та мінімізації дисперсії вихідного сигналу. Розроблено критерій для непрямого оцінювання мікронерівностей поверхні деталі на підставі обробки сигналу девіацій швидкості обертання шліфувального круга. Уперше запропоновано метод компенсації кінематичної похибки первинних перетворювачів миттєвої швидкості. Розроблено прикладне програмне забезпечення та бази даних, схеми комп’ютерного моделювання.

Диссертация посвящена разработке теоретических основ для построения эффективных аппаратных средств трехмерной трехступенчатой информационно-измерительной системы покоординатного программного задания параметров алмазного шлифования в условиях неполной информации. Предложена концепция программных движений аппаратных средств системы по сокращению времени обработки детали и обеспечению нужного «квалитета» чистоты. Разработка архитектуры информационно-измерительной системы выполнена на основе применения методов непосредственного цифрового и покоординатного управления, иерархического принципа, косвенных измерений микронеровностей и режущей способности круга, принципов децентрализации и распараллеливания процессов обработки входной информации. Информационную связь между компонентами информационно-измерительной системы обеспечивают последовательный и параллельный интерфейс с мультиплексированной шиной адрес/данные. Разработаны информационные технологии обработки сигналов, алгоритмы и прикладное программное обеспечение, а также информационные базы данных. Построены математические модели цифровых и аналоговых компонент, и в результате компьютерного моделирования установлено, что они обладают требуемыми динамическими характеристиками. На основе методов теории погрешностей, в частности, информационного подхода, определены метрологические характеристики аппаратных средств и установлена их эффективность. Построены схемы компьютерного моделирования процессов преобразования входной информации и установлено, что аппаратные средства обладают требуемыми динамическими характеристиками. Разработано прикладное программное обеспечение и базы данных информационно- измерительной системы.

The thesis is devoted to the development of theoretical bases for building the effective hardware means of three-dimensional three-stage information-measuring system of coordinate setting parameters of diamond grinding in conditions of incomplete information. The conception of program motions of hardware systems has been suggested to reduce the time of processing the details and ensure the desired «quality class» of the surface smoothness. The architecture of information-measuring system has been developed on the basis of methods of coordinate and digital control, the hierarchical principle, indirect measurements of roughness and cutting properties of a circle, principles of decentralization and parallelization of incoming information processing. The information communication between system components has been provided by a serial and parallel interface with a multiplexed address/data bus. Devices of signal processing means are designed on the basis of minimizing of a quadratic quality criterion with using standard mathematical models of hardware means with a known delay. The mathematical models of interference of informationmeasuring system has been built in a form of linear and harmonic linear stochastic processes. The method for improving the efficiency of hardware means has been developed in conditions of interference on base of prediction and minimization of the output signal dispersion. The criteria for indirect estimation of the surface roughness workpieces have been developed based on the signal processing of deviations in the 40 speed of rotation of the grinding wheel. Firstly there have been suggested the method of compensation of the kinematic error of transducers of the instantaneous speed. The software and database application, the scheme of computer simulation of processes of transformation of information through data channels have been developed.