1. ELARTU — Інституційний репозитарій ТНТУ імені Івана Пулюя
  2. Роботи студентів
  3. Бакалавр
  4. 151 — Автоматизація та компʼютерно-інтегровані технології, 174 Автоматизація, комп’ютерно-інтегровані технології та робототехніка (бакалаври)
このアイテムの引用には次の識別子を使用してください: http://elartu.tntu.edu.ua/handle/lib/49683
タイトル: Розроблення математичної моделі оптимізації параметрів процесу автоматизованого шліфування на верстатах з ЧПК.
その他のタイトル: Development of a Mathematical Model for Optimizing the Parameters of Automated Grinding Processes on CNC Machines
著者: Островський, Олександр Тарасович
Ostrovskyy, Oleksandr
Affiliation: Тернопільський національний технічний університет ім. І. Пулюя, Факультет прикладних інформаційних технологій та електроінженерії. Кафедра комп’ютерно-інтегрованих технологій
Bibliographic description (Ukraine): Островський О.Т. - Розроблення математичної моделі оптимізації параметрів процесу автоматизованого шліфування на верстатах з ЧПК.: кваліфікаційна робота бакалавра за спеціальністю „151 — автоматизація та комп’ютерно-інтегровані технології“ / О.Т. Островський — Тернопіль : ТНТУ, 2025. — 133 с.
発行日: 25-6月-2025
Date of entry: 9-7月-2025
出版者: Тернопіль, ТНТУ
Country (code): UA
Place of the edition/event: Тернопільський національний технічний університет ім. І. Пулюя, Факультет прикладних інформаційних технологій та електроінженерії. Кафедра комп’ютерно-інтегрованих технологій
Institution defense: ЕК №20, 2025 р.
Supervisor: Микитишин, Андрій Григорович
Mykytyshyn, Andrii
Committee members: Марущак, Павло Орестович
Maruschak, Pavlo
UDC: 621.923
キーワード: обробка поверхні
оптимізація
автоматизація
шліфування
траєкторія руху інструмента
кінематика
алгоритми
surface finishing
grinding
automation
tool path
kinematics
algorithms
optimization
Number of pages: 133
抄録: розглянуто теоретичні аспекти оптимізації стратегій траєкторій руху інструмента та параметрів обробки поверхні; вивчено способи обробки поверхні з керуванням траєкторією та часом; висвітлено альтернативні методи оптимізації характеристик процесу автоматизованого шліфування; згенеровано алгоритми для потенційних рухів інструмента для повного покриття робочої поверхні; здійснено оптимізацію параметрів на математично змодельованій функції інструмента для визначення необхідної якості поверхні; означено відносну важливість параметрів у процесі шліфування на ЧПК; визначено найбільш оптимальні комбінації траєкторій руху інструмента (кореляцію параметрів) для досягнення технологічно та економічно обґрунтованого процесу. Theoretical aspects of optimizing tool motion trajectory strategies and surface treatment parameters are considered; methods of surface treatment with trajectory and time control are studied; alternative methods for optimizing the characteristics of the automated grinding process are highlighted; algorithms for potential tool movements for complete coverage of the working surface are generated; the parameters are optimized on a mathematically modeled tool function to determine the required surface quality; the relative importance of parameters in the CNC grinding process is determined; the most optimal combinations of tool movement trajectories (correlation of parameters) are determined to achieve a technologically and economically sound process.
記述: Роботу виконано на кафедрі ком’пютерно-інтегрованих технологій Тернопільського національного технічного університету імені Івана Пулюя Міністерства освіти і науки України Захист відбудеться 25 червня 2025 р. о 09.00 годині на засіданні екзаменаційної комісії № 20 у Тернопільському національному технічному університеті імені Івана Пулюя за адресою: 46001, м. Тернопіль, вул.Руська, 56, навчальний корпус №1, ауд. 403
Content: ПЕРЕЛІК УМОВНИХ СКОРОЧЕНЬ 7 ВСТУП 8 1 АНАЛІТИЧНА ЧАСТИНА 11 1.1 Огляд літератури 11 1.1.1 Підходи до генерації траєкторії руху інструменту 11 1.1.2 Оптимізація стратегій ТРІ та параметрів обробки 13 1.1.3 Обробка з керуванням траєкторією та часом 17 1.2 Критичний аналіз літератури 19 1.3 Теоретичні основи вирішення поставленої задачі 20 1.3.1 Геометрія траєкторії руху інструмента: короткий огляд 20 1.3.2 Загальна процедура генерації траєкторії руху інструмента 25 1.4 Поточні дослідження актуальність автоматизації 25 2 ПРОЄКТНА ЧАСТИНА 29 2.1 Методологія дослідження 29 2.2 Альтернативні методи 30 2.2.1 Методи генерації траєкторії руху інструмента 30 2.2.2 Методи моделювання 33 2.2.3 Методи оптимізації траєкторії руху інструмента 33 2.3 Критичний аналіз альтернативних методів 37 2.4 Реалізація методології дослідження 40 2.4.1 Створення траєкторії інструмента 40 2.4.2 Математичне моделювання 43 2.4.3 Оптимізація процесу 44 2.5 Порівняння методів 47 3 СПЕЦІАЛЬНА ЧАСТИНА 51 3.1 Аналіз отриманих результатів 51 3.1.1 Обґрунтування процесу моделювання 51 3.1.2 Обґрунтування процесу оптимізації 60 3.2 Обговорення результатів 82 4 БЕЗПЕКА ЖИТТЄДІЯЛЬНОСТІ, ОСНОВИ ОХОРОНИ ПРАЦІ 86 4.1 Вимоги охорони праці під час роботи зі шліфувальними верстатами 86 4.2 Журнали обліку та періодичні перевірки відповідності нормам безпеки при роботі зі шліфувальними верстатами 88 ВИСНОВКИ 91 БІБЛІОГРАФІЯ 95 ДОДАТКИ 100 Додаток А 100 Додаток Б 117 Додаток В 118 Додаток Г 120 Додаток Д 122 Додаток Е 125 Додаток Ж 128 Додаток К 129 Додаток Л 132
URI: http://elartu.tntu.edu.ua/handle/lib/49683
Copyright owner: © Островський О., 2025
References (Ukraine): 1. Новіков Ф.В. Теоретико-імовірнісний підхід у теорії шліфування : монографія / Ф.В. Новіков, Г.В. Новіков. Дніпро : ЛІРА. 2023. 484 с.
2. Новіков Ф.В. Інноваційні рішення та технології металообробного виробництва : монографія / Ф.В. Новіков, В.О. Жовтобрюх, Д. Ф. Новіков. Дніпро: ЛІРА. 2023. 342 с.
3. Ning D., Shuna J., Jingsong D., Chao L., Shanfu C. Design of New Slotted Structured Grinding Wheel. Journal of Physics: Conference Series., The 2020 6th International Forum on Engineering Materials and Manufacturing Technology (IFEMMT) 2020. Vol. 1635. Рр. 17-19. DOI: https://doi.org/10.1088/1742-6596/1635/1/012013
4. Rodriguez R.L., Lopes J.C., Garcia M.V. et al. Grinding process applied to workpieces with different geometries interrupted using CBN wheel. Int J Adv Manuf Technol. 2020. Vol. 107. Рр. 1265-1275.
5. Saad K.S. Enhancement of surface roughness and metal removal rate by using combined abrasives during magnetic abrasive finishing. Engineering & Technology. International Journal of Research. 2019. Vol. 7. Iss. 8. Рр. 1-8.
6. Zheng K., Liao W., Sun L., Meng H. Investigation on grinding temperature in ultrasonic vibration-assisted grinding of zirconia ceramics. Machining Science and Technology An International Journal. 2019. Vol. 23. Iss. 4. Pр. 612-628. DOI: https://doi.org/10.1080/10910344.2019.1575405
7. Виговський Г.М., Громовий О.А., Плисак М.М. Аналіз впливу схем розташування формоутворюючих різальних елементів на процеси деформації торцевих ступінчастих фрез. Технічна інженерія. 2023. № 1(91). С. 42-49. DOI: https://doi.org/10.26642/ten-2023-1(91)-42-49
8. Громовий О.А., Виговський Г.М., Балицька Н.О. Шляхи удосконалення процесу обробки плоских поверхонь деталей фрезеруванням. Технічна інженерія. 2020. № 2(86). С. 48-53.
9. Vyhovskyi H., Plysak M., Balytska N. Numerical Simulation of Cutting Forces in Face Milling. Advanced Manufacturing Processes IV. InterPartner 2022. Lecture Notes in Mechanical Engineering. Cham : Springer, 2023. DOI: https://doi.org/10.1007/978-3-031-16651-8_21.
10. Новіков Ф. В. Теоретичні основи фінішної механічної обробки : монографія / Ф. В. Новіков. – Дніпро: ЛІРА. 2023. 340 с.
11. Vyhovskyi H., Plysak M., Balytska N. Engineering Methodology for Determining Elastic Displacements of the Joint «Spindle Assembly-Face Milling Cutter» While Machining Planes. Advanced Manufacturing Processes II. InterPartner 2020. Lecture Notes in Mechanical Engineering. Cham : Springer, 2021. DOI: https://doi.org/10.1007/978-3-030-68014-5_26
12. Melnyk O., Hlembotska L., Balytska N. The Imitation Study of Taper Connections Stiffness of Face Milling Cutter Shank Using Machine Spindle in the SolidWorks Simulation Environment. Advances in Design, Simulation and Manufacturing II. DSMIE. Lecture Notes in Mechanical Engineering. Cham : Springer, 2020. DOI: https://doi.org/10.1007/978-3-030-22365-6_60.
13. Виговський Г.М, Плисак М.М. Дослідження напружено-деформованого стану торцевої фрези для чистової обробки площин. Вісник ЖДТУ. Сер. : Технічні науки. 2019. № 1(83). Рр. 53-58. DOI: https://doi.org/10.26642/tn-2019-1(83)-53-58.
14. Дерібо О.В., Лозінський Д.О., Сердюк О.В. Технології для верстатів з числовим програмним керуванням: електронний навчальний посібник комбінованого (локального та мережного) використання. Вінниця : ВНТУ. 2023. 116 с.
15. Лозінський Д.О., Петров О.В., Мироненко О.М. Методичні вказівки для виконання лабораторних робіт з дисципліни «САП верстатів з ЧПК». Вінниця : ВНТУ, 2018. 42 с.
16. Randy H. Learning SOLIDWORKS 2022 Modeling, Assembly and Analysis. Shih: SDC Publications. 2022. 542 p. URL: https://www.solidcam.com/subscription/documentation
17. Ковальов В.А., Гаврушкевич А.Ю., Гаврушкевич Н.В. Інноваційне обладнання автоматизованого виробництва. Конструктивні особливості та основи програмування верстатів з числовим програмним керуванням : навчальний посібник для студентів спеціальності 131 «Прикладна механіка» спеціалізації «Технології комп'ютерного конструювання верстатів, роботів та машин» / КПІ ім. Ігоря Сікорського. Київ : КПІ ім. Ігоря Сікорського. 2020. 158с.
18. Пилипець М.І., Комар Р.В. Технологічні методи виробництва заготовок деталей машин. Тернопіль. 2019. 58 с.
19. Біланенко В.Г., Приходько В.П., Мельник О.О. Проектування технологічних процесів. Частина1. Оброблення деталей-тіл обертання. : навчальний посібник для студентів спеціальності 131 «Прикладна механіка» спеціалізацій «Технології машинобудування» та «Технології виготовлення літальних апаратів». НТУУ «КПІ ім. Ігоря Сікорського». 2019. 232 с.
20. Hintze W., Klingelhöller C. Analysis and Modeling of Heat Flux into the Tool in Abrasive Circular Cutting of Unidirectional CFRP. Procedia CIRP. 2021. V. 66. Рр. 210-214.
21. How to choose a step over CNC Milling Feeds and Speeds cookbook. URL: http://www.cnccookbook.com/CCCNCMillFeedsSpeedsStepover.html
22. Lambropoulos J.C., Jacobs S.D., Ruckman J. Material removal mechanisms from grinding to polishing. Ceram Trans. 2020. № 102. Pp. 113-128.
23. Новіков Ф.В. Теоретичні основи фінішної механічної обробки : монографія. Дніпро : ЛІРА. 2023. 340 с.
24. Типи верстатів з ЧПУ. URL: https://get-it-made.co.uk/guides/cnc-machining-guide/
25. Sung Gun Lee, Hyun Chul Kim, Min Yang Yang. Mesh based tool path generation for constant scallop height machining. International Journal of Advanced Manufacturing Technology. 2021. Vol. 37. Pp.15-22.
26. Shokrollahi N., Shojaei E. Experimental comparison of iso scallop, iso planar and iso parametric algorithms in machining sculptured surfaces. Indian J.Sci.Res. 2024. Vol. 1(2). Pp.475-481.
27. Lin R.S., Koren Y. Efficient tool-path planning free-form surfaces. ASME Journal of Engineering for Industry. Vol. 118. Pp.20-28.
28. Bobrow J.E. NC machine tool path generation from CSG part representations. Computer-Aided Design. Vol. 17(2). Pp.69-76.
29. Lee E. Contour offset approach to helical path generation with constant scallop height. Journal of Computer-Aided Design, Elsevier. 2023. Vol. 35. Pp.511-518.
30. Neff R.T., Farouki C.A. Analytic properties of plane offset curves. Computer Aided Geometric Design. 2019. Vol. 7. Pp. 83-99.
31. Schmitt L.M.. Theory of genetic algorithms II: Models for genetic operators over the string-tensor representation of populations and convergence to global optima for arbitrary fitness function under scaling. TCS: Theoretical Computer Science. 2024. №11.Рр. 310-318.
32. Glover F. Tabu search – part 1. ORSA Journal on Computing. 2018. Vol. 1. Pp.190-206.
33. Eglese R.W. Simulated annealing: A tool for operational research. European Journal of Operations Research. 2019. Vol. 46. Pp.271-281.
34. Dorigo M., Stützle T. Ant Colony Optimization. MIT Press, Cambridge. 2020. 359 р.
35. Martinez A.C., Castillo O., Montiel O. Comparison between Ant Colony and Genetic Algorithms for Fuzzy System Optimization. Soft Computing for Hybrid Intelligent Systems. 2018. № 2. Pp. 71-86.
36. Kennedy J., Eberhart R. Empirical study of particle swarm optimization. Proceedings. IEEE International Conference on Neural Networks, Perth, Australia. 2020. Vol. 4. Pp.1942-1948.
37. SimEvents. Model and simulate message communication and discrete-event systems. URL: https://www.mathworks.com/products/simevents.html
38. . Rauch M, Duc E., Hascoet J-Y. Improving trochoidal tool paths generation and implementation using process constraints modeling. International Journal of Machine Tools & Manufacture. 2020. Vol. 49. Pp.375-383.
39. Duc C. Tournier E. Iso-scallop tool path generation in 5-axis milling, International Journal of Advanced Manufacturing Technology. 2019. Vol. 25. Pp. 867-875. DOI: https://doi.org/10.1007/s00170-003-2054-7.
40. Li J., Hongsheng Z., Yunjiang L. Tool path optimization in post-processor of five axis machine tools. International Journal of Advanced Manufacturing Technology. 2023. Vol. 68. Pp.2683-2691. DOI: https://doi.org/10.1007/s00170-013 4872-6.
41. Mahapatra S.S., Chaturvedi V., Modelling and analysis of abrasive wear performance of composites using Taguchi approach. International Journal of Engineering, Science and Technology. 2019. Vol. 1(1). Pp. 123-135.
42. Kim D.W., Kim S.W. Static tool influence function for fabrication simulation of hexagonal mirror segments for extremely large telescopes. Opt. Express. 2018. Vol. 13(3). Pp. 910-917.
43. Huang Y., Oliver J.H. Non consistent parameter NC tool path generation on Sculptured surfaces. ASME Computer in Engineering. 2017. Vol.1. Pp.411-419.
44. Yau H.T., Chuang C.M., Lee Y.C. Numerical control machining of triangulated sculptured surfaces in a stereo lithography format with a generalized cutter. International Journal of Production Research. 2020. Vol. 42 (13). Pp. 2573-2598.
45. Закон України «Про охорону праці». Відомості Верховної Ради України (ВВР), 1992, № 49, ст. 668. URL: https://zakon.rada.gov.ua/laws/show/2694-12#Text
46. ДСТУ 2293-93 «Охорона праці. Терміни та визначення основних понять». URL: https://online.budstandart.com/ua/catalog/doc-page?id_doc=61781
47. НПАОП 28.01.30‑12 «Правила охорони праці під час роботи з абразивним інструментом». URL: https://online.budstandart.com/ua/catalog/doc-page.html?id_doc=50029
48. Наказ «Про затвердження Правил охорони праці під час роботи з інструментом та пристроями» від 19.12.2013 № 966. URL: https://zakon.rada.gov.ua/laws/show/z0327-14#Text
49. Журнали з охорони праці (видавництво “ІНДУСТРІЯ”) – приклади форм обліку інструкцій і порушень. URL: https://industry.kh.ua/g18871727-zhurnali-ohoroni-pratsi?utm_source=chatgpt.com
50. Як ведеться журнал реєстрації інструктажів з охорони праці. URL: https://oppb.com.ua/articles/yak-vedetsya-zhurnal-reyestratsiyi-instruktazhiv-z-ohorony-pratsi?utm_source=chatgpt.com
Content type: Bachelor Thesis
出現コレクション:151 — Автоматизація та компʼютерно-інтегровані технології, 174 Автоматизація, комп’ютерно-інтегровані технології та робототехніка (бакалаври)

このアイテムのファイル:
ファイル 記述 サイズフォーマット 
KRB_Ostrovskyy_O_2025.pdfКваліфікаційна робота бакалавра3,33 MBAdobe PDF見る/開く
アイテムの詳細レコードを表示する


このリポジトリに保管されているアイテムはすべて著作権により保護されています。

管理ツール