Розглянуто методику аналізу вихідних даних і проектування технологічних процесів обробки деталей на верстатах з числовим програмним управлінням. З урахуванням особливостей обробки на цих верстатах викладено послідовність розрахунків режимів різання та норм часу, наведені приклади проектування типових операцій з оформленням відповідної технологічної документації. Висвітлено основні принципи проектування верстатних пристроїв.

Висвітлено еволюцію розвитку агрегатно-модульного технологічного обладнання (АМТО), принципи та особливості побудови ефективного АМТО для обробки корпусних та плоских деталей, тіл обертання. Розглянуто особливості структур, схем та конструкцій приводів робочих та допоміжних рухів, існуючі методи розрахунку, проектування АМТО та їх елементів.

Освещены эволюция развития агрегатно-модульного технологического оборудования (АМТО), принципы и особенности построения эффективного АМТО для обработки корпусных и плоских деталей, тел вращения. Рассмотрены особенности структур, схем и конструкций приводов рабочих и вспомогательных движений, существующие методы расчета, проектирования АМТО и их элементов.

Проаналізовано елементи пристроїв числового програмного керування, а також структуру систем керування металорізальними верстатами та верстатними комплексами. Охарактеризовано пристрої керування промисловими роботами, викладено засоби переробки та передавання інформації під час обробки на верстатах.

Проанализированы элементы устройств числового программного управления, а также структура систем управления металлорежущими станками и станочными комплексами. Охарактеризованы устройства управления промышленными роботами, изложены средства переработки и передачи информации при обработке на станках.

Изложена последовательность проектирования кинематической структуры приводов подач станков различных типов (универсальных, специализированных), выбора двигателя. Представлена методика расчёта и конструирования направляющих скольжения и качения, винтовых, зубчато- и червячно-реечных, кулачковых, ленточных и гидравлических тяговых устройств станков.

Розглянуто питання скорочення простоїв автоматизованого устаткування, обумовлених непрацездатністю його інструментальної оснастки, до якої входить комплекс пристроїв. Охарактеризовано різальний та допоміжний інструменти з виконавчими механізмами для регулювальних і відновлювальних рухів інструмента в міру його зношування, а також інструментальні магазини та траснспортні засоби, що забезпечують подачу необхідного інструмента в зону обробки відповідно до технологічного циклу.

Рассмотрены вопросы сокращения простоев автоматизированного оборудования, обусловленные неработоспособностью его инструментальной оснастки, в состав которой входит комплекс различных приспособлений. Охарактеризованы режущие и вспомогательный инстументы с исполнительными механизмами для регулирующих и восстанавливающих движений инструмента по мере его износа, а также инструментальные магазины и транспортные средства, обеспечивающие подачу необходимого инструмента в зону обработки в соответствии с технологическим циклом.

Рассмотрены методы и средства интерполяции для задач контурного формообразования. Предложены новые подходы, обеспечивающие существенное улучшение таких параметров, как быстродействие, точность, аппаратные затраты. Раскрыты конкретные соотношения, структуры и алгоритмы интерполяции, что позволяет осуществить выбор метода и реализацию интерполятора с нужными техническими характеристиками.

Наведено методики розробки керуючих програм для найбільш поширених вітчизняних оперативних систем програмного керування. Розглянуто верстати з ЧПК як новий вид робочих машин, описано їх систему координат. Висвітлено особливості програмування обробки деталей (ПОД) на токарному верстаті з системою керування (СК) "Електроніка НЦ-31". Запропоновано методики ПОД на вертикально-фрезерних верстатах з СК 2С42-65, WL4T, серії NC-110 (200). Викладено питання параметричного програмування для машин даних систем.

Приведены методики разработки управляющих программ для наиболее распространенных отечественных оперативных систем программного управления. Рассмотрены станки с ЧПУ как новый вид рабочих машин, описана их система координат. Освещены особенности программирования обработки деталей (ПОД) на токарном станке с системой управления (СУ) "Электроника НЦ-31". Предложены методики ПОД на вертикально-фрезерных станках с СУ 2С42-65, WL4T, серии NC-110 (200). Изложены вопросы параметрического программирования для машин данных систем.

Запропоновано алгоритм апаратурної реалізації багатофункціональних залежностей для локальних підсистем керування. Розроблено образно-знакову модель для формування прецизійних значень функцій: sin(x), cos(x), csc(x), sc(x), яка забезпечує високу швидкодію, високу надійність та мале енергоспоживання.

Отмечено, что частота цикла управления является одним из основных параметров системы ЧПУ (СЧПУ). Этот параметр определяет точность расчета заданного положения и точность позиционирования рабочих органов, а следовательно, и точность обработки в целом. Выявлены факторы, которые могут повлиять на точность обработки при изменении быстродействия СЧПУ. Показано, что точность расчета заданного положения изменяется только за счет изменения погрешности аппроксимации контура. Исследование переходных процессов позволило установить, что изменение частоты управления не влияет на динамические характеристики органов станка.

Розроблено метод та прилади атестації та внесення корекцій на координатні переміщення робочих органів технологічного обладнання з числовим програмним керуванням (ЧПК) з метою підвищення точності та продуктивності виготовлення деталей приладів. Проаналізовано теоретичні передумови та визначено можливості одержання високої точності та продуктивності механічної обробки за умов існуючого парку устаткування на приладобудівних підприємствах України. Для фрезерних верстатів з ЧПК запропоновано новий метод підвищення точності на засадах побудови "зонної точності". Розроблено нову методику вимірювання похибок координатних переміщень і внесення корекції в програму керування верстатом. Для запропонованого та дослідженого методу підвищення точності розроблено математичну модель і алгоритми керування всією системою верстата, що дозволяє складати конкретні програми керування для будь-якого фрезерного верстата з ЧПК. Проведено дослідницькі роботи за виробничих умов за іспитами працездатності розроблених приладів і запропонованої методики врахування похибок координатної системи верстату у програмі керування верстату.

Підвищено техніко-економічні показники багатошпиндельних токарних автоматів (БТА) нового покоління на початкових етапах завдяки достовірності оцінки їх стану та прогнозування розвитку. Здійснено представлення БТА як системи, її аналітичне та графічне визначення. У результаті статистичного експерименту розкрито тенденції у розвитку тематичного напрямку патентування. Розроблено диференціально-поліноміальну модель з метою прогнозування розвитку БТА та базу даних, реалізовану на ЕОМ. Запропоновано стратегію проектування БТА з використанням прогнозної моделі.

Висвітлено питання підвищення навантажувальної здатності силових вузлів блочного типу шляхом уведення до схеми навантаження рухомої платформи силового столу додаткової сили, спрямованої на компенсацію осьової рівнодіючої технологічного навантаження. На підставі результатів теоретичних досліджень та на базі розробленої математичної моделі функціонування напрямних рухомої платформи, а також експериментальних досліджень на стенді оригінальної конструкції доведено, що силовий вузол блочного типу з раціональними геометрично-силовими параметрами удосконаленої схеми навантаження рухомої платформи силового столу має підвищену подвійну навантажувальну здатність з одночасним триразовим зниженням похибок положення рухомої платформи та триразовим зменшенням питомих тисків у стиках її напрямних.

Дисертацію присвячено дослідженню основних чинників, які визначають точність обробки, рівень та ефективність використання потужності, що вводиться в міжелектродний проміжок (МЕП) при електроерозійному дротяному різанні на вирізних верстатах з числовим програмним керуванням (ЧПК). Встановлено експериментальні, аналітичні та узагальнені залежності, які дозволяють виявити взаємозв'язок конструктивних характеристик технологічних систем електроерозійних вирізних верстатів (ЕЕВВ) та фізико-технологічних параметрів процесу різання, визначити теплові та гідродинамічні умови безобривної обробки при максимальній продуктивності знімання металу. Це надало можливість сформулювати вимоги та науково обгрунтувати рекомендації по проектуванню вузлів верстатів, розробити методику розрахунку параметрів технологічних процесів виготовлення широкого спектра деталей інструментального виробництва. Основні результати досліджень дозволили модернізувати електроерозійні вирізні дротяні верстати СЕЛД-02 і СЕЛД-03, забезпечити постачання споживачам систем автоматизованого проектування технологічних процесів електроерозійної обробки (САПР ТП ЕЕО) та розробити конструкції основних вузлів макета чотирикоординатного ЕЕВВ СЕЛД-04.

Запропоновано методику автоматизованого групування деталей-тіл обертання для обробки на токарських верстатах з числовим програмним комплексом (ЧПК) з проектуванням відповідних груп інструментальних налагоджень. На базі синтезу значень конструктивних параметрів різальних інструментів відповідних значенням конструктивно-технологічних параметрів деталей, що формуються в групи, здійснено проектування групових налагоджень. Відповідності значень параметрів різального інструменту та деталей визначено рангами відповідностей параметрів різального інструмента умовам формоутворення елементарних поверхонь деталей та експлуатаційним характеристикам інструмента в процесі обробки цих поверхонь. На підставі запропонованої методики розроблено систему автоматизованого проектування групових налагоджень (САПР ГУ) як програмно-технологічний комплекс, що дозволяє реалізувати методику за виробничих умов.

Дисертацію присвячено розробці математичних моделей для обгрунтування алгоритмів прийняття рішень при діагностуванні верстатного комплексу з числовим програмним керуванням (ЧПК). Проведено огляд математичних моделей, засобів і методів технічного діагностування технологічного обладнання. Проаналізовано критерії оцінювання ефективності технологічного обладнання з врахуванням їх переваг та недоліків і визначено межі їх використання. Запропоновано новий функціонально-статистичний критерій, який найповніше характеризує об'єкт і систему діагностування. Розроблено систему діагностування та математичні моделі алгоритмів прийняття рішень в дво-, три- та багатоальтернативних ситуаціях при діагностуванні верстатного комплексу з ЧПК в умовах промислового виробництва. Запропоновано випробувально-діагностичний стенд, що відтворює роботу системи діагностування.

Даны теоретические сведения и описание основных типов электроприводов металлорежущих станков. Представлены современные системы автоматизированного электропривода постоянного тока с широтно-импульсными преобразователями и системы транзисторного электропривода переменного тока. Внимание уделено токарным, сверлильным и расточным, продольно-строгальным, фрезерным, шлифовальным станкам.

Запропоновано систему багатокритеріальної оптимізації, яка здійснює вибір оптимальних компоновок верстатних пристроїв з урахуванням їх конструктивно-технологічних характеристик і виробничих умов на підставі множини сформованих конкуруючих варіантів. Вперше запропоновано й обгрунтовано доцільність створення системи універсально-збірних переналагоджувальних пристроїв. Розроблено та запатентовано систему функціональних елементів з високим ступенем гнучкості та надано спосіб беззазорного базування елементів верстатних пристроїв. Встановлено методологію визначення похибок базування заготовок валів в універсально-збірних переналагоджувальних пристроях з урахуванням їх конструктивних параметрів і граничних розмірів заготовок у партії.

Проанализированы структурные схемы сложных управляющих систем. Раскрыты проблеми оптимального управления на станках с числовым программным управлением (ЧПУ). Рассмотрены системы управления с задержкой. Изучены условия оптимальности для смешанных ограничений в виде неравенств для задач управления с недифферецируемой разрывной правой частью. Проанализированы новые волновые уравнения с различными краевыми условиями, в частности, взаимодействия волновых процессов с динамической системой. Обоснована возможность описания гидравлических и механических распределенных систем различными наборами краевых задач для нелинейных волновых уравнений.

Висвітлено програмування верстатів з програмним керуванням. Розглянуто програмування токарних, фрезерних і свердлильних верстатів з числовим програмним керуванням. Для покращання засвоєння теоретичного матеріалу та закріплення вмінь і навичок, наведено практичні приклади. Також розглянуто питання автоматизованого програмування верстатів з числовим програмним керуванням на базі сучасних CAD/CAM систем.

Зазначено, що під час програмування обробки на верстатах із ЧПК дуже важливо оцінити коректність керувальної програми ще до передачі її на верстат. Розглянуто особливості програми-верифікатора CNCEditor та її можливості щодо аналізу та виконання керувальної програми, 3D симуляції процесу обробки, відображення траєкторії інструмента та поточних параметрів обробки та використання програми у навчальних цілях.