По всем вопросам звоните:

+7 495 274-22-22

Автоматизация в литейном производстве: современные информационные и киберфизические системы

Архипов М.В. Московский политехнический университет, г. Москва, Российская Федерация
Матросова В.В. Московский политехнический университет, г. Москва, Российская Федерация
Вольнов И.Н. Московский политехнический университет, г. Москва, Российская Федерация

Автоматизация литейного производства в рамках наступающего шестого технологического уклада развивается за счет внедрения: киберфизических систем, промышленного Интернета, промышленности IoT, умного производства, индустрии 4.0, облачных вычислений и нейронных сетей. В настоящее время ручной труд в сфере литейного производства на этапах финишной обработки материалов еще преобладает. Киберфизические системы на базе манипуляционных роботов эффективно решают задачи абразивной зачистки деталей после литья. Позиционное решение задачи точного подвода детали к поверхности обрабатывающего инструмента, дополненное силовым контролем, усложняет систему. Рассмотрено оснащение манипуляционного робота системой управления на базе нейросетевого контроллера, обеспечивающего решение обратной задачи кинематики с учетом усилия взаимодействия обрабатываемой детали с шлифовальным диском абразивного инструмента. Проведенное сравнение аналитического и экспериментального решений показало, что точность абразивной обработки примерно одинакова в пределах нормативных значений. При этом трудоемкость разработки алгоритма управления при использовании нейросетевого метода управления значительно ниже.

Литература:

1. Архипов М.В., Рачков М.Ю., Головин В.Ф. Орлов И.А. Устройство управления технологическим инструментом манипулятора // Патент России № 173686. 2017. Бюл. № 25.

2. Соломенцев Ю.М. Промышленные роботы в машиностроении: альбом схем и чертежей. – М.: Машиностроение, 1986. – 140 с.

3. Матросова В.В. Автоматизированный электропривод: учеб. пособие для вузов. / В.В. Матросова, В.Г. Бебенин. – М.: Московский политех, 2017. – 90 с.

4. Training of robot to assigned geometric and force trajectories / A. Leskov, V. Golovin, M. Arkhipov, L. Kocherevskaya // 4th Workshop on Medical and Service Robotics. – Switzerland: Springer, 2016. – Vol. 39. – P. 75-84. DOI: 10.1007/978-3-319-30674-2_6

5. Гориневский Д.М. Управление манипуляционными системами на основе информации об усилиях / Д.М. Гориневский, А.М. Формальский, А.Ю. Шнейдер. – М.: Физматлит, 1994. – 365 с.

6. Кукуй Д.М. Автоматизация литейного производства: учеб. пособие / Д.М. Кукуй, В.Ф. Одиночко. – Минск: Новое знание, 2008. – 240 с.

7. Егупов Н.Д. Методы робастного, нейро-нечеткого и адаптивного управления: учебник. – М.: МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2001. – 744 с.

В последнее время наблюдается рост потенциала и тенденции развития трендов литейного производства в современных условиях начала развития работ в рамках пятого технологического уклада и ожидания в ближайшее десятилетие перехода в шестой технологический уклад.

На современном этапе дискуссий о технологическом развитии дополняются рядом относительно новых терминов, которые содержательно пока не имели прямого отношения к литейному производству и в общественном мнении связаны с инновационным развитием, новейшими технологиями и только формирующимися, новыми рынками. Это такие термины, как: киберфизические системы, промышленный Интернет, промышленность IoT, умное или смарт-производство, индустрия 4.0 и другие. Задача настоящей статьи состоит в том, чтобы не только ввести, но и связать этот набор терминов с дискурсом развития литейного производства, в частности, и традиционных машиностроительных технологий в целом. Необходимость и важность этого шага продиктована известным феноменом связи прогресса технологий с активностью обсуждения этих технологий в профессиональном сообществе.

Все перечисленные термины начинают использоваться в сфере (области знаний) автоматизации литейного производства в равной степени, однако следует выделить понятие «киберфизические системы». Определение киберфизических систем в литейном производстве можно сформулировать так – это производство, где применяются робототехнические комплексы, технологическая оснастка с интегрированными информационными системами, что обеспечивает возможность принятия того или иного решения без участия человека и в режиме реального времени. Справочные источники определяют содержание этого термина через совокупность других, или таких же новых, или более привычных понятий. Так в киберфизических системах литейного производства предполагается одновременное использование некоторых из следующих новых технологических тенденций: моделирование и симуляция, большие данные, адаптивные роботы-манипуляторы, облачные вычисления, Интернет вещей, 3D-печать, дополненная реальность.

Для Цитирования:
Архипов М.В., Матросова В.В., Вольнов И.Н., Автоматизация в литейном производстве: современные информационные и киберфизические системы. Главный инженер. Управление промышленным производством. 2019;4.
Полная версия статьи доступна подписчикам журнала
Язык статьи:
Действия с выбранными: