Інтегрована CAD/CAM система автоматизованого проектування операцій виготовлення штучного колінного суглоба людини
Вантажиться...
Дата
2012
Автори
Науковий керівник
Назва журналу
Номер ISSN
Назва тому
Видавець
Національний технічний університет України "Київський політехнічний інститут"
Анотація
Звіт з НДР: 178 с., 95 рис., 11 табл., 3 додатки, 87 джерел.
Об’єкт дослідження – процеси оброблення різанням (фрезеруванням і шліфуванням) складних 3-D поверхонь штучних колінних суглобів людини на верстатах з ЧПК та процеси автоматизації конструкторсько-технологічної підготовки виробництва при умові забезпечення гнучкості.
Предмет дослідження - основні характеристики процесу оброблення та високопродуктивні верстати з ЧПК для виробництва протезів колінних суглобів людини в умовах гнучкого виробництва.
Мета роботи – розробка алгоритмів та створення модулів інтегрованої CAD/САМ системи автоматизованого програмування виготовлення штучного колінного суглоба людини на шліфувальному верстаті з ЧПК.
Методи дослідження. Відповідно до методики, розробленої на кафедрі технології машинобудування НТУУ «КПІ», початкові дані геометричної моделі 3-D поверхні ендопротезу трансформувалися в тримірні цифрові масиви, які відповідають схемі формоутворення на верстаті. Завдяки такому підходу формуються дискретні геометричні моделі, які використані в CAM системі не тільки для проектування програми формоутворювальних рухів, але і для моделювання процесу зрізування припуску. Під час моделювання, за кількісними характеристиками процесу різання і вибраною методикою було спроектоване комплексне управління процесом з метою стабілізації умов різання по траєкторіях обробки, проведена оптимізація всього процесу різання, що є суттєвою перевагою у порівнянні з відомими CAM системами.
Розробка математичних моделей процесів оброблення складних поверхонь на верстатах з ЧПК проводилась на основі положень теорії формоутворення, теорії різання і теорії автоматичного управління. Апробація розроблених алгоритмів та модулів САМ-систем автоматизованого програмування виконувалась експериментальними методами на верстатах з ЧПК, а також з використанням комп’ютерного моделювання.
В результаті проведених досліджень вирішена важлива науково-технічна проблема технологічної підготовки обробки ендопротезів колінного суглобу людини на верстатах з ЧПК при автоматичному забезпеченні проектування траєкторій формоутворювальних рухів і оптимізації процесу різання. Створена інтегрована CAD/САМ система автоматизації проектування управляючих програм для фрезерних і шліфувальних верстатів з ЧПК, яка пройшла апробацію шляхом виготовлення експериментальних зразків ендопротезів за автоматично розробленими програмами. Отримані під час експериментів характеристики повністю підтверджують заплановані показники: шорсткість і точність 3D поверхонь відповідає вимогам, а продуктивність підвищена у 2 рази в порівнянні з управляючими програмами, що проектуються відомими САМ системами.
У теоретичному плані розвитку науки технології машинобудування встановлено, що управління процесом обробки ендопротезів колінного суглоба людини на верстатах з ЧПК доцільно вести за апріорною інформацією, що міститься в математичній моделі процесу через CAM-систему технологічної підготовки операції, яка автоматично створює файл управління при вирішенні однокритериальной завдання оптимізації на кожному кроці моделювання.
Опис
Ключові слова
протез колліного суглоба людини, верстат з ЧПК, шліфування, фрезерування, система автоматизованого програмування верстатів з ЧПК
Бібліографічний опис
Інтегрована CAD/CAM система автоматизованого проектування операцій виготовлення штучного колінного суглоба людини : звіт про НДР (заключ.) НТУУ "КПІ" ; кер. роб. Ю. Петраков. - К., 2012. - 174 л. + CD-ROM. - Д/б №2449-п