Донецкий национальный технический университет, Украина
Концепция создания роботизированных
комплексов для плазменно-ионной,
ионно-лучевой, светолучевой и
комбинированной обработки.
Создание роботизированных комплексов для
реализации практически любой технологии требует высокой степени формализации
описания процессов. Особенно она должна быть высока при реализации наукоемких
технологий, таких как плазменно-ионная, ионно-лучевая, светолучевая и комбинированная
на базе этих трех технологий.
Причем
роботизация должна идти следующими направлениями:
1. Создание
интеллектуальных роботов для управления наукоёмкими технологиями.
2. Разработка механических
роботизированных систем для реализации необходимых перемещений объекта
манипулирование или технологической
оснастки инструмента для реализации технологического процесса.
3. Создание
робототехнических комплексов для реализации автоматизации загрузки выгрузки и
перемещение заготовок и упрочненных деталей.
Реализация
всех трех направлений позволит создать роботизированный комплекс, отвечающий
современным требованиям.
Концепции должны включать интеллектуальные задачи на
уровне моделей:
1. Модель описывающая процессы в
технологическом устройстве и при транспортировки потоков к обрабатываемой
детали, что включает:
а)
Для плазменно-ионных технологических устройств подмодели;
- описывающая процессы в
рабочем объеме плазменного устройства, включая приэлектродный слой;
- процессы на электродах
и ресурсе электродов;
- процессы генерации
частиц;
- транспортировка потока
и получение параметров в зоне взаимодействия с деталью.
б) Для ионно-лучевых рассматриваются следующие
вопросы:
- процесс генерации
ионов;
- движение ионов в зоне
оптической системе технологического устройства;
- транспортировка ионов
зону взаимодействия с деталью.
в)
Для комбинированной обработки
рассматриваются все модели необходимые для описания процессов в технологиях составляющих комбинированную.
2. Модель, описывающая процессы взаимодействия
потоков частиц плазмы и светолучевых потоков с конструкционными материалами.
а) Для плазменно-ионных технологий:
- модель действия
потоков ионов и электронов на конструкционные материалы.
б) Для ионно-лучевых технологий:
- модель действия
потоков ионов высоких энергий на конструкционные материалы;
в)
Для светолучевых технологий:
- модель действия
потоков квантов на материалы.
г)
Для электронно-лучевых:
- модель взаимодействия
потоков электронов с веществом.
3. Модели описывающие влияние технологических
параметров установок и
физико-механических характеристик на качественные характеристики детали:
а)
Для плазменно-ионных технологий:
- модели влияния
технологических параметров на износостойкость;
- модели влияний
технологических параметров на микро твердость поверхностного слоя;
- модели влияний
технологических параметров на шероховатость поверхности детали;
- модели влияний
технологических параметров на усталостную прочность;
- модели влияний
технологических параметров на окисляемость;
- модели влияний
технологических параметров на предел прочности;
- модели влияний
технологических параметров на стойкость режущего инструмента;
- модели влияний
технологических параметров на адгезионную
прочность;
б) Для ионно-лучевых технологий:
- модели влияний
технологических параметров на износостойкость;
- модели влияний
технологических параметров на микро твердость поверхностного слоя;
- модели влияний
технологических параметров на
шероховатость поверхности детали;
- модели влияний
технологических параметров на усталостную прочность;
- модели влияний
технологических параметров на окисляемость;
- модели влияний
технологических параметров на предел
прочности;
- модели влияний
технологических параметров на стойкость режущего инструмента;
в)
Для светолучевых технологий:
- модели влияний
технологических параметров на износостойкость;
- модели влияний
технологических параметров на микро твердость поверхностного слоя;
- модели влияний
технологических параметров на
шероховатость поверхности детали;
- модели влияний
технологических параметров на усталостную прочность;
- модели влияний
технологических параметров на окисляемость;
- модели влияний
технологических параметров на предел
прочности;
- модели влияний
технологических параметров на стойкость режущего инструмента;
г)
Для электронно-лучевых технологий:
- модели влияний
технологических параметров на износостойкость;
- модели влияний
технологических параметров на микро твердость поверхностного слоя;
- модели влияний
технологических параметров на шероховатость
поверхности детали;
- модели влияний
технологических параметров на усталостную прочность;
- модели влияний
технологических параметров на окисляемость;
- модели влияний
технологических параметров на предел
прочности;
- модели влияний
технологических параметров на стойкость режущего инструмента;
4. Модель расчета производительности.
5. Модель описания коэффициентов
трансформирования физических параметров потока в технологические.
Литература:
1.Костюк Г.И. Физические процессы
плазменно-ионных, ионно-лучевых, плазменных, светолучевых и комбинированных
технологий. Физико-технические основы нанесения покрытий, ионной имплантации и
ионного легирования, лазерной обработки и упрочнения, комбинированных
технологий. Книга 1. Харьков, изд-во АИНУ, 2002. С. 587.
2. Костюк Г.И., Воляк Е.А., Широких Ю.В.
Модель теплофизических и термомеханических процессов при действии лазерного
излучения. Авиационно-космическая техника и технология, Харьков, 2003, Вып.38,
с. 57-71.
3. Костюк Г.И., Планковский С.И. Модель
процессов в электродных пятнах с учетом конечной скорости распространения
тепла. Вопросы проектирования и производства конструкций летательных аппаратов,
Харьков, 2008, Вып.4 (55), с 159-170.