А В Т О Р Е Ф Е Р А Т - Технически Университет - София

Дисертационният труд е в обем от 137 страници, съдържащ текст, 70 фигури, 16таблици, списък на използваната литература от 118 заглавия.Дисертационният труд е обсъден и насочен за защита от катедра„Автоматизация на дискретното производство” при ТУ – София.Номерацията на фигурите, таблиците и формулите в автореферата е същатакакто в дисертационния труд.

Обект и предмет на изследванеОбект на изследване са художествените изделия от масивна дървесина иметодите за производството им.Предмет на изследването е разработването на типови решения заавтоматизирано производство на ХИМД, тяхното оценяване и избор на оптималенвариант чрез методите за моделиране и симулиране.Методи на изследванеМетоди за оптимизация, методи за моделиране, методи за симулиране, методиза експериментални изследвания и статистически методи.Място на изследванеИзследванията по дисертационния труд са извършени в катедра“Автоматизация на дискретното производство” и Педагогически колеж „Св. ИванРилски” при Технически Университет – София.Научна новостНови класификации на видовете ХИМД и методите за производството им.Оптимизационен математичен модел за определяне на оптимални режими нарязане при струговане на масивна дървесина.Специализирана приложна програма за обработваемост на ХИМД.Нова методология за проектиране на ефективни решения за производство наХИМД.Практическа ценност на изследванетоПриложение на разработката в производствената практика и в учебния процес.Реализиране на изследванетоИзследванията по дисертационния труд са приложени в учебния процес накатедра “Автоматизация на дискретното производство” при ТехническиУниверситет – София.Апробация на изследванетоИзследването е апробирано при изследване на обработваемостта на масивнадървесина и производството на ХИМД в лабораторни и производствени условия.Публикации по дисертационния трудОсновните резултати от дисертационният труд са публикувани в 10 научнистатии, списък на които е приложен в края на автореферата.Разновидност, обем и структура на дисертационния трудДисертационният труд е в обем от 137 страници, съдържащ текст, 70 фигури, 16таблици, оформени в 5 глави, общи изводи, списък на използваната литература от118 заглавия, от които 80 на кирилица и 38 на латиница и приложение, съдържащоекспериментални резултати в табличен и графичен вид.4

СЪДЪРЖАНИЕ НА ДИСЕРТАЦИОННИЯ ТРУДГЛАВА 1 - Обзор и анализ на видовете художествени изделия от масивнадървесина и методите за производството им.Масивната дървесина, като суровина притежава изключително многообразие отсвойства, което дава възможност да бъде използвана в много широк спектър отдървообработващи производства.От направения преглед на достъпната специализирана литература се вижда, чесъществува голямо разнообразие от художествени предмети и изделия, които могатда се изработят от масивна дървесина: дървени прибори и съдове, поставки, рамки,кутии, накити, детски играчки, мебели, елементи от интериора и екстериора,предмети с култово предназначение, пластики с естетическо въздействие и др.От направения обзор се установи, че съществуват различни класификации наХИМД, но те са частични, няма въведени класификационни признаци, като липсвапълна класификация.На фиг.1.24 е показана нова класификация на художествени изделия от масивнадървесина, направена въз основа на извършена предварителна систематизация иизследване на тези изделия, в която са предложени подходящи класификационнипризнаци, отразяващи по същество отделните им характеристики: предназначение,вид на дървесината, маса и размери, брой на съставните конструктивни елементи,клас, вид, разновидност.Създадената класификация позволява да се извърши кодиране, като за всекикласификационен признак за отделните модификации се присвоява цифров кодi =1÷ n,където: i = 1÷7 е номерът на класификационния признак;n – броят на модификациите за отделните признаци.Кодирането на художествените изделия се извършва като се формира общ код,който включва кодовете от отделните класификационни ниваК = К1 К2 К3 К4 К5 К6 К7където: К1 е класификационният код на първо ниво; К2 – класификационнияткод на второ ниво и т.н. ; К7 – класификационният код на седмо ниво вкласификацията.В резултат на направения обзор и анализ на видовете художествени изделия отмасивна дървесина и методите за производството им, факторите, влияещи върхуавтоматизирането на това производство, съществуващите методики за определянена технологичност и степен на автоматизация и съществуващи решения, могат да сенаправят следните изводи:• Съществува голямо разнообразие от художествени изделия от масивнадървесина, които се различават по форма, маса, размери, материал,предназначение, начин на изработване.• Липсва цялостна класификация на различните видове ХИМД, която дапозволява тяхното систематизиране и анализиране.• Не е направен анализ на начина на реализиране на механизираното иавтоматизираното производство на най-разпространените художествениизделия от масивна дървесина.5

• Производството на ХИМД е предимно ръчно или ръчно-механизирано,при което се изпълняват много и разнообразни технологични операции сдискретен характер.• Не са систематизирани и определени основните фактори изакономерностите, от които зависи автоматизираното производство наХИМД.• Съществуват частични решения за автоматизация на производството нахудожествени изделия, изработени от масивна дървесина.• Липсва типизация на ефективните решения за автоматизация на ХИМД.• Липсва цялостна обобщена методология за проектиране на ефективнирешения за автоматизация на ХИМД.Фиг.1.24 Класификация на художествени изделия от масивна дървесина6

ГЛАВА 2 – Изследване технологичността на конструкцията нахудожествени изделия от масивна дървесина2.1. Анализ на технологичните процеси, инструменти и машини.Технологичните операции за механична обработка на масивна дървесина могатда се опишат в следната последователност, отразяваща реда на извършването им исъответната дървообработваща машина, на която се изпълняват:Първично оформяне на детайлите:♦ Базоформиране:• по страна – абрихт;• по кант – абрихт.♦ Даване на точна дебелина – щрайхмус.♦ Даване на точна ширина – фреза, циркуляр.♦ Базоформиране по чело – фреза.♦ Даване на точна дължина – фреза, циркуляр. Профилиране на призматични детайли:♦ Профилиране на страни и кантове (профилиране на напречното сечение надетайлите) - универсални фрези, машини за четиристранно надлъжнофрезоване, каруселна фреза с шаблон, фреза с горно разположение нашпиндела, двувретенни фрези, многоагрегатни фрези с възвратнопостъпателно подаване, каруселни фрези, фиг.2.2.♦ Профилиране на чела – специализирани машини за изработване на зъби ичепове.♦ Изработване на отвори – едновретенни и многовретенни пробивни машини,специализирани фрезово-дълбачни и верижно дълбачни машини. Изработване на детайли с ротационна форма:♦ Линейни.♦ Дискови.♦ Комбинирани. Изработване на детайли със сложна форма:♦ Линейни – специализирани машини за напречно прорязване, струг и фреза,специализирани машини за изработване а детайли с винтообразна форма,дървообработващи центри.♦ Плочести – равнинно и пространствено копиране на фреза, дървообработващицентри.♦ Решетков тип (ажурни) – специализирани фрези, дървообработващи центри.При съществуващото производство на дървени художествени изделия сеизползват разнообразни инструменти, машини и съоръжения. Същите могат да сесистематизират в следните основни групи:‣ Разкрояващи;‣ Фрезоващи;‣ Струговащи;‣ Пробивни;‣ За комбинирани операции;‣ Профилиращи;7

‣ За довършващи операции – шлифоващи, полиращи и др.2.2. Анализ на обектите за автоматизиране при производството нахудожествени изделия от масивна дървесина.2.2.1. Видове художествени изделия от масивна дървесина и начини запроизводството им.В табл.2.1 са представени основните класове художествени изделия от масивнадървесина, някои видове от тях, схематичните им изображения и машините, коитосе използват за производството им. Технологичните процеси, които най-често сеизползват при производството на ХИМД са: надлъжно плоско фрезоване, откриторязане, струговане, свредлене, шлифоване.2.2.2 Групиране на детайли от масивна дървесина за автоматизиранепроизводството на художествени изделия.Групирането на детайлите се извършва по конструктивно-технологичнипризнаци с цел унифициране на конструктивните им елементи, които най-многовлияят върху технологичния процес и средствата за неговата автоматизация.Преобладаващата част от детайлите при производството на художествени изделияот масивна дървесина имат проста форма и неголяма маса. Това облекчаватранспортно-манипулационните операции - базиране, закрепване, преместване,зареждане и изваждане от машините .Избират се детайли с близки конструктивно-технологични признаци: споредбазовите им повърхнини – равнинни, цилиндрични, конични; размери - дължина,широчина, дебелина; напречно сечение; съотношения между размерите; точност играпавост на повърхнините; маса; материал – дървесен вид.Според формата си заготовките и детайлите, които най-лесно могат да семанипулират, се делят на две основни групи: с напълно симетрична форма; с ясноизразена асиметрия. Най-трудни за автоматизиране са манипулациите с детайли,които се намират между тези две групи.Според вида на напречното сечение детайлите се делят на три групи:призматични – напречното им сечение е правоъгълник; ротационни – напречното имсечение е кръг; смесени – напречното им сечение е контур със смесениправолинейни и кръгови сектори.Според съотношението между размерите – дължина L, широчина B, дебелина H– детайлите се делят на три основни групи със съответни подгрупи: призматичнокорпусни- линейни /обикновени – фризове / - група I и равнинни / плочести / -група II; ротационно-сферични - линейни – група III; дискови – група IV;комбинирани – група V и смесени.Дървесината е анизотропен материал и има влакнесто-слоист строеж. Физикомеханичнитесвойства на дървесина от различни дървесни видове варират в досташироки граници, влияят се и от влажността и температурата.Според вида на материала и масата детайлите се делят на две групи: детайли отмека дървесина – леки (от иглолистни дървесни видове) и детайли от твърдадървесина – тежки (от широколистни дървесни видове).Според анализа на транспортните и манипулационни базови повърхнини надетайлите от дървесина, те могат да се групират в три основни групи:- транспортните и манипулационни бази се припокриват;8

- транспортните и манипулационни бази не се припокриват;- смесени.Наименованиена класхудожествениизделияТаблица 2.1. Видове художествени изделия от масивна дървесина и методи запроизводството имВид нахудожественотоизделиеСхематичноизображениеТехнологиченпроцесМашина запроизводствоРавнинниФризове с простаформаФризове съссложна форманадлъжно плоскофрезованеоткрито рязанеЦиркулярАбрихтЦиркулярФрезаПредмети за битас простиформи – вази,дози,пепелници,солници и др.струговане,свредлене,шлифованеСтругПробивнамашинаШлайфмашинаРотационни исферичниПредмети за битасъс сложниформиструговане,шлифованеСтругШлайфмашинаКолони струговане СтругПризматичнокорпусниС прости формиСъс сложенконтуроткрито рязаненадлъжно плоскофрезованеоткрито рязаненадлъжно плоскофрезованеЦиркулярАбрихтЦиркулярАбрихтФрезаСъс смесениповърхнини исложна формаБез допълнителнообработванена контураС допълнителнообработванена контураструговане,фрезоване,шлифованеструговане,фрезоване,шлифованеСтругФрезаШлайфмашинаСтругФрезаШлайфмашина9

ХарактеристикаФормаТаблица 2.2 Класификация на ориентируеми детайли от масивна дървесинаравнинниВидове ориентируеми детайлиротационнисферичниипризматичнокорпуснисмесениповърхниниОси и равнини насиметрияс една ос с две оси с една равнина с две равниниМаса, [g] до 10 от 10 до 1000 от 100 до 250 от 250 до 1000Размери, [mm] до10 10 до 25 25 до 60 60 до 120Материал Мека дървесина Твърда дървесинаВ табл. 2.2 е показана класификация на ориентируемите детайли от масивнадървесина. Използвани са следните класификационни признаци: форма, оси иравнини на симетрия, маса, размери и материал.2.3. Възможности за автоматизация на производството на художествениизделия от масивна дървесина.За да се проучат възможностите за автоматизация на производството на ХИМДе извършено изследване на технологичността на конструкцията им от гледна точкана автоматизираното им производство. За целта е използвана методиката на рускитеучени Лебедовский и Федотов, която е доразвита и адаптирана от катедра“Автоматизация на дискретното производство” на ТУ-София.В табл.2.6 са показани резултатите от изследваните възможности заавтоматизация на производството на най-широко разпространените изделия отмасивна дървесина, като са определени степените й на сложност от гледна точка наавтоматизацията.Таблица 2.6. Резултати от изследването на възможностите за автоматизация напроизводството на художествени изделия от масивна дървесинаНаименование наизделиетоКласификационенкодБалbСтепен насложностФриз прост 1221111 13 2Фриз сложен 1231121 16 2Доза 2221232 12 2Ваза 2131242 18 2Колона 1231253 7 1Фриз призматичен прост 1221363 13 2Фриз призматичен сложен 1141373 18 2Изделие със смесениповърхниниИзделие със смесениповърхнини с орнаменти1231481 15 21231491 23 310

ГЛАВА 3 – Разработване на усъвършенствани технологии за промишленопроизводство на художествени изделия от масивна дървесина3.1. Разработване на математични модели и алгоритми за оптимизиране натехнологичните процеси за производство на художествени изделия от масивнадървесина.Използването на моделирането на етапите на предварително проектиранепозволява своевременно да се определи начинът на функциониране на системата,което изключва ненужни загуби на човешки и материални ресурси за изграждане нанерационална система.Математическото моделиране в машиностроенето се развива в две основнинаправления:- въз основа на принципа на оптимизация – тук математичниятоптимизационен модел е инструмент за решаване на оптимизационна задача сизползване на методите на математичното програмиране (детерминирани модели);- въз основа на принципа на симулация (имитация) – тук могат да се проявятзакономерности на динамиката на функциониране и влияние на всеки фактор, да сеустановят предимствата, недостатъците, резервите и възможностите за повишаванена ефективността и на тази основа да се направят необходимите корекции иуточнения за развитие на изследваната система.3.2. Оптимизиране режимите на работа при ПХИМД чрез струговане.Основен метод на изработване на художествени изделия от масивна дървесинас ротационна и сферична форма е струговането. По-рядко се използват другиметоди, като: двупроходно профилиране на праволинейни страни и кантове,извършено на фреза; едно- или двустранно надлъжно фрезуване на първичнооформени призматични детайли, извършвано на специализирани фрезуващимашини. Тези методи са високо производителни, но са подходящи за детайли сголеми размери и качеството на обработените повърхнини е ниско.За масовото производство на изделия с ротационна форма се използватстругове за дърво за надлъжно или напречно струговане. В дребно-серийнотопроизводство най-широко използвани са центровите безсупортни стругове. При тяхнадлъжното и напречно движение на режещия стругарски нож се извършва ръчно отработника. Широко използвани са и супортните стругове, при които ножът,закрепен на супорт, се движи надлъжно и напречно от съответни механизми илиръчно. По-производителните копирни стругове са снабдени с устройство, в коетоосезател се движи по шаблон, а закрепеният към механизма нож обстъргва дървениядетайл, като го копира. При дисковите стругове за дърво стругарският ножизвършва подавателното движение напречно на оста на въртене на детайла.Работният орган при технологичната операция струговане е специален стругарскинож. Ножовете, използвани при струговането са с различна форма, в зависимост отконкретното им предназначение: за начално грубо обстъргване на призмата, закрайно "чисто" обработване, за точно окрайчване по дължина, за профилиране научастъци със сложни профили.На фиг. 3.5 е показано кинематичното взаимодействие между параметритескорост, аксиално подаване, радиално подаване и профил на режещия зъб.11

Ua1Upn2 2UpФиг. 3.5 Кинематични параметри, от които зависят формата и размерите наротационен детайл, получен чрез струговане: 1 – нож за аксиално подаване; 2 – ножове зарадиално подаванеUpСпецифичните особености на струговането при обработването на дървесинавъзникват вследствие на нейния анизотропен строеж. Влиянието на анизотропията,типично присъща на масивната дървесина, като обект на обработка, се проявява вследните направления:- редуване на тангенциално, смесено и радиално ориентирани участъци поповърхнината на рязане;- възможност за получаване на различни ъгли на срещане на дървеснитевлакна от главния режещ ръб при контакта му с обработвания материал.Режимът на рязане на един отделен инструмент е определен от следнитепроменливи, наречени елементи на режима на рязане: дълбочина (t), подаване (s) искорост на рязане (v) (фиг.3.8) [22].LV(n)tdslФиг.3.8 Принципна схема на процеса стругованеРежимът на рязане еднозначно се задава със стойностите на всичкинезависими елементи, т.е. такива, които не могат да бъдат определени еднозначночрез други елементи.12

3.3. Математичен модел на оптимален режим на рязане чрез струговане.С означението Х се отбелязва режимът на рязане, като х 1,......i се считат закомпоненти на вектора Х=( x 1 , x 2 ,…, x i ), а компонентите x 1 , x 2 ,…, x i – независимиелементи на режима на рязане. За правилното решаване на задачата за определяне наоптималния режим на рязане голямо значение има изборът на критерий наоптималност. Може да се оценяват себестойността на обработката,производителността, степента на използваната мощност на машините или режещитесвойства на инструментите и др.Функцията, която на всеки режим на рязане Х поставя в съответствие някаквастойност на критерия за оптималност, се нарича целева функция и се означава със Zили Z(x).Множеството на всички допустими режими на рязане ще се означи с R. Предивсичко множеството на допустимите режими R ще бъде определено от редицанеравенства.Допустим ще бъде само такъв режим X, за който са изпълнени неравенствата:f 1 (x) ≤ g 1f 2 (x) ≤ g 2………..f m (x) ≤ g mили f i (x) ≤ g i; i = 1,2,…,m, което може да се запише ощеR= {x/f i (x) ≤ g i , i = 1÷ m}.Ограниченията могат да се задават освен с неравенства и с уравнения илиотношения от вида x i ∈ Rx i , където x i е някакъв елемент на режима на рязане, аR x i – крайно множество на допустимите му стойности. Например за sподаването може да бъде зададена редицата от допустими стойности s 1 ,s 2 ,…s k ,които образуват множествотоR s = { s 1 ,…, s k }.При обработване чрез рязане винаги съществуват кинематични ограничения,които за едни и същи променливи могат да имат различен вид. Например замашини, на които е възможно непрекъснато да се изменят броят на оборотите навретеното и подаванията, ограниченията имат видаs min ≤s≤s max ; n min ≤n≤n max .Якостта на машината и мощността на двигателя налагат следните ограниченияна силите на рязане, на въртящия момент и на мощността на рязане. Използуваниятрежещ инструмант налага ограничения на силите на рязане P x , P y , P z , на въртящиямомент M b, на скоростта на рязане v, на подаванията s. От вида на обработкатазависят също ограниченията, които произтичат от изискванията за необходимотокачество на детайла.Като се използват въведените обозначения, може да се формулира задачата занамиране на оптималния режим на рязане при зададена целева функция Z(x) иограничения, определящи множеството на допустимите режими R, по следнияначин:Да се намери такава стойност на x на вектора X, за което целевата функция Z(x)ще приеме екстремална стойност в множеството R, т.е.Z(x)=min(max){Z(x)/x∈R}.Такава задача е задача на математическото програмиране.13

Когато векторът на режима на рязане X е с компоненти x 1 , x 2 , съответночестота на въртене на вретеното n и подаване s, е определен режимът на рязане наедин прост инструмент. Дълбочината t е приета за постоянна. Разглежданията,които ще се направят по-нататък, се отнасят именно за такъв режим на рязане.Функционалната връзка между параметрите (величини, определящипараметрите на процеса) и показателите (различни константи, коефициенти и т.н.,които определят количествената страна на процеса и зависят от параметрите) сатехническите ограничения на режима на рязане.Ще се разгледа как се получава ограничението, което отразява режещитевъзможности на инструмента.Скоростта на рязане, определена от технологичните параметри, се определя поформулата [37]:CvvT=y v xs . t v(3.1)Скоростта на рязане съгласно кинематичната схема на машината е:π. d.nv k= (3.2)1000От (3.1) и (3.2) се получава изразът за първото техническо ограничение:318. Cv. Kyvvn. s ≤ (3.3)xvd.tПо аналогичен начин се получават и техническите ограничения, които отчитатефективната мощност на рязане, най-малката допустима скорост на рязане,технологично допустимата най-голяма скорост на рязане, най-малкото и най-голямоподаване, допускано от кинематиката на машината и грапавостта на обработенатаповърхност.Като целева функция е използвано машинното време за единица дължина нарязане.318. Cv. Kyvvn. s ≤xvd.ty 6120.318. NH. ηzn.s ≤xzt . d.Cz.Kzn ≥ min(3.4)n ≤n mn mmax318. vtn ≤ds ≥ mins ≤s ms mmaxs ≤ s ∆t = 10n.s→ min , (3.5)където: d е диаметърът на обработената повърхнина; N H - мощността наелектродвигателя на главното задвижване на машината; η - к.п.д. на предавателнитемеханизми от електродвигателя към инструмента; v t - технологично допустиматанай-голяма скорост на рязане; n m max (n m min ) - най-голямата (най-малката) честотана въртене на машината; s m max (s m min) - най-голямото (най-малкото) подаване на14

машината; s - максимално допустимото подаване, което осигурява получаването назададения клас на грапавост.Cv, Kv, Cz, Kz са коефициенти, характеризиращи условията на обработка; x v ,y v , x z , y z - степенни показатели; to - машинно време за единица дължина на рязане.За решаването на поставената задача може да се използуват методите налинейното програмиране. За целта е необходимо чрез подходящи преобразуванияматематичният модел да се приведе в линейна форма. Чрез логаритмуване натехническите ограничения и уравнението на целевата функция и въвеждане наозначениятаln n = x 1 (3.6)ln(100s) = x 2 (3.7)се получава система линейни неравенства и линейна форма, подлежаща наоптимизация.x 1 + y v x 2 ≤ b 1x 1 + y v x 2 ≤ b 2x 1 ≥ b 3x 1 ≥ b 4 (3.8)x 1 ≥ b 5x 2 ≥ b 8x 2 ≤ b 9x 2 ≤b 10___________________________________________________________________Z 0 = (x 1 + x 2 ) → max(3.9)Задачата за определяне на оптимални режими на рязане се свежда донамирането на такива х 1 опт и х 2 опт от областта на всички неотрицателни х 1 и х 2 ,при които Z 0 приема най-голяма стойност.След намирането на х 1 опт и х 2 опт на основата на уравненията (3.6) и (3.7) сеопределят оптималните стойности на елементите на режима на рязане поформулите:x1nопт= e опт(3.10)xe 2 оптsопт= (3.11)100За решаване на задачата за определяне на оптимални режими на рязане епредпочетен методът на последователно обхождане за достигане на оптимума.На фиг.3.9 е показана блок-схема на алгоритъма на метода на последоватенотообхождане за достигане на оптимума при определяне на оптимален режим на рязанепри струговане на масивна дървесина.3.4. Програмно реализиране на моделите.На основата на описания алгоритъм е разработена приложна програма наТУРБО ПАСКАЛ 7 за определяне на оптимален режим на рязане при струговане намасивна дървесина.Турбо Паскал 7.0 представлява компилатор за Паскал, предназначен за работа сперсоналните компютри на IBM PC или съвместими с тях компютърни системи.15

Компилаторът е разработен от фирмата Borland International. Тази версия поддържакакто стандартен Паскал, така и обектно ориентирани конструкции.Турбо Паскал 7.0 включва Интегрирана Работна Среда (ИРС), на английскиезик – Integrated Development Environment (IDE), която позволява да се създават,редактират, настройват, свързват и стартират програми, написани на Паскал сизползването на един и същ програмен продукт и един и същ потребителскиинтерфейс.Фиг.3.9 Блок-схема на алгоритъм на метода на последователното обхождане16

Като постоянни входни данни се задават:• N – мощността на машината в [kw];• η - к.п.д. на предавателните механизми от електродвигателя къминструмента;• v tehn - технологично допустимата скорост на рязане в [m/s];• P s доп – допустимото осово усилие на подавателния превод в [N];• B и H – размерите на напречното сечение на ножа в [mm];• l – разстоянието между върха на ножа и ножодържача в [mm];• Cv , Kv, Cz , Kz - коефициентите, характеризиращи условията на обработка;• x v , y v , x z , y z - степенните показатели, зависещи от материала на заготовкатаи материала на режещия инструмент.Като променливи входни данни се задават:• D – обработваем диаметър в [mm];• t – дълбочина на рязане – в [mm];Търсени величини са:• n – честота на въртене – [min -1 ];• s – подаване на оборот –[mm/оборот];• Q – производителност – [min].Чрез разработената приложна програма са реализани резултати, показващипараметрите на ефективни режими на рязане при струговане на масивна дървесина.Част от разпечатката и екран на реализираната приложна програма,разработена на ТУРБО ПАСКАЛ 7 са показани на фиг.3.10 и 3.11.Program ;uses crt;constpi=3.1415926;e=2.73;type mas=Array[1..20,1..2] of real;label 1,2;varc1,c2,x3,x4,eq,n1,n2,n3,s3,s1,s2,p1:real;y1,y2,d,l,be,h,t,k1,k2,d1,d2:real;x1,x2,z,z0,z1,z2,y4,y5,n,s,vis,vin:real;I,J,K,M,flag,br:Integer;a:mas;b: Array[1..20] of real;Procedure Vhod;beginC1:=35.1;C2:=428;X3:=0.036;X4:=0.2;eq:=0.8;n1:=140;n2:=1600;n3:=5;s1:=0.1;s2:=1;s3:=0.5;y1:=0.04;y2:=0.15;l:=12;be:=2;h:=2;k1:=0.2;k2:=0.2;z0:=0;Write('vuvedete Diametara D - ');Readln(d);Write('vuvedete dopustimoto usilie na podavatelnia prevod p1 - ');Readln(p1);17

Write('vuvedete dalbochinata na riazane T - ');Readln(t);{**************************}n3:=5;s3:=0.5;{**************************}end; {vhod}Procedure Vhodni_danni;beginwriteln;writeln('-----------------------------------------------------------------------------');writeln;Writeln(' Cv Cz Xv Xz ETA Nmin Nmax Nnom');Writeln(' ',c1:4:2,' ',c2:4:2,' ',x3:4:2,' ',x4:4:2,' ',eq:4:2,' ',n1:4:2,'',n2:4:2,' ',n3:4:2);writeln;writeln('-----------------------------------------------------------------------------');writeln;Writeln(' Sgrap Smin Smax Pdop Yv Yz D L');Writeln(' ',s3:4:2,' ',s1:4:2,' ',s2:4:2,' ',p1:4:2,' ',y1:4:2,' ',y2:4:2,'',d:4:2,' ',l:4:2);writeln;writeln('-----------------------------------------------------------------------------');writeln;Writeln(' B H T K1 K2');Writeln(' ',be:4:2,' ',h:4:2,' ',t:4:2,' ',k1:4:2,' ',k2:4:2);writeln;writeln('-----------------------------------------------------------------------------');end; {vhodni danni}Фиг.3.10 Фрагмент от разпечатка на приложната програма за оптимизиране режимите нарязане при струговане на масивна дървесинаФиг.3.11 Екран на приложната програма Турбо Паскал 7 с въведени величини на постояннии променливи входни данниГЛАВА 4 – Разработване и реализиране на методология за проектиране наефективни решения за автоматизация на производството на художествениизделия от масивна дървесина4.1. Фактори и вариационни признаци за формиране на типови решения заавтоматизирано производство на ХИМД.Факторите, от които зависи автоматизацията на производството нахудожествени изделия от масивна дървесина са следните:• Характеристики на изделията – предназначение, форма, размери, маса,механични свойства;• Големина на партидите и честота на пренастройване;• Вид на технологичния процес и изпълняваните операции;• Вид на технологичните единици и работната им зона;18

• Технологична и инструментална екипировка;• Степен на автоматизация;• Степен на концентрация на операциитеи др.При формирането на решения за автоматизация може да се използват слeднитепо-важни вариационни признаци:• Технологичен процес;• Вид на структурните единици;• Взаимно разположение на структурните единици;• Начин на захранване;• Начин на транспортиране;• Вид на управлението;• Модели и характеристики на технологичните единици.Въз основа на посочените вариационни признаци могат да се разработят типовирешения за различните видове автоматизирани комплекси:• Автоматизирана технологична машина;• Автоматичен технологичен модул;• Роботизиран технологичен модул;• Гъвкава производствена клетка;• Автоматична технологична линия.4.2. Методология за проектиране на ефективни решения за автоматизацияна ПХИМД.Методологията за проектиране на ефективни решения за автоматизиране напроизводството на художествени изделия от масивна дървесина включва следнитеосновни етапи:‣ Избор на обект за автоматизация. Извършва се след задълбочен анализна асортимента от детайли и изделия, които са произвеждани традиционно,модифицирани стари или изцяло нови проектни предложения. От правилния изборна обект зависят много важни въпроси, а именно: инвестиции, срок на експлоатация,производствени разходи, конкурентоспособност и др.‣ Технологичност на конструкцията. Към обекта за автоматизация сепредявява едно много важно изискване – да бъде автоматизационно дружелюбен.Извършва се анализ на технологичността на конструкцията на обекта от гледнаточка на автоматизацията. Използва се методика за изследване технологичността наконструкцията на конкретния обект и се определя степента на сложност наавтоматизация.‣ Необходимо ли е изменение на конструкцията. Ако степента насложност е първа или втора, не се налага изменение на конструкцията на обекта и сепреминава към следващия етап от методологията. Ако степента на сложност наавтоматизацията е трета или четвърта, се налага да се пристъпи към изменение наконструкцията на обекта, с цел да се повиши технологичността му. Промените вконструкцията трябва да водят до оптимизация на параметрите на обекта ивъзможността да се реализира високопроизводителна технология за производство.19

‣ Създаване на бибилиотеки на 3D модели на структурни единици.Създава се библоитека от 3D модели на структурни единици в графичната среда наSolid Works, които могат да бъдат включени в компоновката на РТМ или ГПКл заавтоматизирано производство на ХИМД.‣ Формиране на възможни варианти за решения. След като са известниконкретните характеристики на избрания обект се преминава към разработватванена различни варианти от решения за автоматизиране на производството му.Съобразявайки се с характеристиките на обекта се избират подходящи структурниединици и автоматизиращи устройства, които ще осигурят автоматичния процес наработа при отделните операции и манипулации. При формиране на вариантите сеизползват основни и допълнителни вариационни признаци.‣ Графично представяне на вариантите в 2D и 3D вид. Разработенитевероятни варианти за решение се представят графично в 2D и 3D вид.‣ Анализ и оценка на вариантите. На този етап от проектирането сеизвършва анализ и оценка на разработените варианти. Анализират се следнитеосновни показатели: циклова производителност – Q, надеждност - P, степен наавтоматизация - A, степен на гъвкавост - G, икономически показатели – ИП и др.Ако не удовлетворяват изискванията за повишена ефективност проектирането севръща на етап формиране на (нови) възможни варианти за решения.‣ Избор на оптимален вариант. На този етап от методологията се извършвацялостна оценка на различните варианти. Избира се този, който максималноудовлетворява конкретните условия. За определяне на оптималния вариант сеизвършва качествен анализ посредством метода на баловите оценки или метода набезразмерните коефициенти, чрез разработени ефективни приложни компютърнипрограми.‣ Инженерен статичен анализ на оптималния вариант за решение.Избрания оптимален вариант на решение има вече създаден 3D модел, на който чрезразлични програмни продукти се извършва статичен анализ по метода на крайнитеелементи.‣ Оптимизирани ли са параметрите. Прави се преценка за съпоставимостна резултатите от статичния анализ.‣ Инженерен динамичен анализ. Чрез подходящи програмни продукти сеизвършва инженерен динамичен анализ на оптималния вариант по метода накрайните елементи.‣ Оптимизирани ли са динамичните характеристики. Прави се анализ нарезултатите и преценка за съпоставимост.‣ Симулиране работата на АК. Чрез симулиране и анимиране наразработения 3D модел на АК се наблюдава и анализира действието на реалнатасистема преди нейното създаване.‣ Има ли колизии. Ако виртуално реализираният вариант на решениеудовлетворява всички изисквания се пристъпва към следващия етап.‣ Разработване на конструктивна документация. Чрез подходящикомпютърни програми се разработва 2D работна документация.‣ Удовлетворява ли проекта. Извършва се изчисляване на основнипоказатели на АК, които се анализират. Ако получените резултати удовлетворяватусловията за проектиране на ефективни решения за автоматизация, се пристъпва20

към следващия етап. Ако този вариант не удовлетворява поставените изисквания сепреминава на етап формиране на възможни варианти за решения.‣ Реализация на проекта. Изработват се оригиналните детайли, закупуватсе стандартизираните елементи, възли и единици. Извършва се монтаж, настройка ипрограмиране на автоматизиращата техника. Провеждат се функционални иприемни изпитания, след което се преминава към пробна и редовна експлоатация наавтоматизиращото съоръжение.4.3. Типови структури на решения за автоматизация на производството нахудожествени изделия от масивна дървесина.Типажът на решенията влияе благоприятно при решаване на въпросите наавтоматизацията на производството на изделията. Той улеснява конструкторите ипроектантите при конкретните разработки, като ги насочва в правилна посока.Разгледани са принципите за изграждане на структурно-компоновъчни схемина роботизирани технологични модули (РТМ), гъвкави производствени клетки(ГПК) и автоматизирани комплекси (АК). Използвани са следните вариационнипризнаци:• Брой на обслужваните технологични единици – една; две ;• Вид на първия елемент в системата за автоматично захранване –бункерно захранващо устройство ; магазин-събирател ;• Брой на механичните ръце (хващачите) - една; две ;• Вид на захранващия магазин-събирател – вземане от една точка; вземанеот различни точки ;• Вид на отвеждащия магазин-събирател – поставяне в една точка;поставяне в различни точки ;• Взаимно разположение на структурните единици – линейно; кръгово.В табл. 4.1 са представени 48 типови решения за осъществяване наавтоматизирано производство на художествени изделия от масивна дървесинаполучени при комбиниране на посочените вариационни признаци.За всяко от основните типови решения може да се формират съответнимодификации, отразяващи вида на работната зона на машините и включенитеавтоматизиращи устройства в системата за автоматизиране потока на детайлите.Фиг. 4.2 Структурно-компоновъчна схема на типово решение за автоматизация наХИМД – АК за обработка на ротационни детайли21

Фиг. 4.1 Етапи и взаимовръзки на методологията за проектиране ефективни решения заАПХИМД22

Таблица 4. 1 Типови решения за автоматизация на производството на ХИМД№ по Първи елемент Брой на ТЕ Брой на обсл. МР Вид на ЗМ-С Вид на ОМ-С Взаимно разположениеред БЗУ М-С 1 2 1 2 1 точка n 1 точка n линейно кръговоточкиточки1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 131 • • • • • •2 • • • • • •3 • • • • • •4 • • • • • •5 • • • • • •6 • • • • • •7 • • • • • •8 • • • • • •9 • • • • • •10 • • • • • •11 • • • • • •12 • • • • • •13 • • • • • •14 • • • • • •15 • • • • • •16 • • • • • •17 • • • • • •18 • • • • • •19 • • • • • •20 • • • • • •21 • • • • • •22 • • • • • •23 • • • • • •24 • • • • • •25 • • • • •26 • • • • •27 • • • • •28 • • • • •29 • • • • •30 • • • • •31 • • • • •32 • • • • •33 • • • • •34 • • • • •35 • • • • •36 • • • • •37 • • • • •38 • • • • •39 • • • • •40 • • • • •41 • • • • • •42 • • • • • •43 • • • • • •44 • • • • • •45 • • • • • •46 • • • • • •47 • • • • • •48 • • • • • •Фиг. 4.3 Структурно-компоновъчна схема на типово решение за автоматизация наПХИМД – АК с две ТЕ за цялостна обработка на ротационни детайли от дървесина23

4.4. Анализ, оценка и избор на решенията.След като се конкретизират параметрите на детайлите (заготовките) от масивнадървесина, а именно: размери – дължина, широчина, дебелина; напречно сечение;съотношения между размерите; маса; грапавост на повърхнините; различимиположения; допуски, може да се пристъпи към търсене на конкретно решение заавтоматизиране потока на детайлите при производството на художествени изделия.Разработена е класификационна схема на типови решения за приложение наавтоматизиращи устройства. Предложените класификационни признаци са:- вид на изпълняваната манипулация;- брой извършвани манипулации от АУ;- брой механични устройства, участвуващи в състава на АУ;- взаимно разположение на структурните единици;- вид на технологичните операции.При избор на оптимален вариант на решение за автоматизиране на потока надетайлите се използват следните критерии: производителност, надеждност, техникоикономическикритерий, степен на автоматизация.4.5. Апробация на методологията за конкретни обекти за автоматизация наПХИМД.Методологията е апробирана за ротационен детайл с праволинейна ос инепроходен отвор – тип „доза”, с класификационен код К = 1231233. Посредствомметодика за определяне технологичността на конструкцията е определена сумарнабалова оценка b=12, съгласно която степента на сложност на автоматизацията законкретното изделие е втора, т.е. средно трудно (лесно) осъществима.Описание на цикъла:1. Изходно положение – механичната ръка (МР) чака с празен хващач пред ОУ;2. Хващане на заготовка от хващача;3. Преместване на механичната ръка до работната зона на машината – ТЕ 1;4. Затягане на заготовката от приспособлението на ТЕ 1;5. Изнасяне на МР от работната зона;6. При сигнал от машината за завършена обработка, ПР внася МР в РЗ на ТЕ 1;7. Хващане на детайла от хващача на МР;8. Освобождаване на детайла от приспособлението на машината;9. Изнасяне на МР от работната зона;10. Преместване на МР до работната зона на ТЕ 2;11. Затягане на заготовката от приспособлението на ТЕ 2;12. Освобождаване на заготовката от хващача;13. Изнасяне на МР от работната зона;14. При сигнал от машината за завършена обработка,ПР внася МР в РЗ на ТЕ 2;15. Хващане на детайла от хващача на МР;16. Освобождаване на детайла от приспособлението на ТЕ 2;17. Изнасяне на МР от работната зона.18. Преместване на МР до специализираната палета.19. Освобождаване на детайла от хващача.20. Преместване до изходно положение.24

Фиг. 4.11 Класификация на типови решения за приложение на АУ при автоматизиранопроизводство на ХИМДФиг.4.12 Схема на примерно изпълнение на АК за производство на ХИМД1 – ВБЗУ; 2 – магазин-събирател М-С; 3 – отсекателно устройство ОУ;4 – промишлен робот ПР; 5 – технологична единица ТЕ 1; 6 – технологична единица ТЕ 2;7 – специализирана палета СПФиг.4.13 Циклограма на работата на АК за производство на ХИМДОУ – отсекателно устройство; МР – механична ръка; ТЕ 1 – технологична единица за струговаобработка; ТЕ 2 – технологична единица за фрезова обработка; СП – специализирана палета; tсп.н.– спомагателно неприпокрито време; tм – машинно време; tц – циклово време25

На фиг.4.12 е представена схема на АК за производство на художествениизделия от масивна дървесина тип „доза”.На фиг.4.13 е представена циклограмата на работа на АК за производство наротационни детайли от масивна дървесина тип ”доза”.За разработения вариант на ефективно решение за автоматизиране напроизводството на ротационни детайли от масивна дървесина тип „доза” чрезприлагане на методологията за проектиране са определени и следните основнипроектни показатели:- А – Степен на автоматизация:А= Ка . 100 % = 95 %;Ка = ta /( ta + tръч.) = 20/(20+1) = 0,95,където: Ка е коефициентът на автоматизация;ta – времето на автоматична работа;tръч. – времето за ръчна работа.- λ – Ръст на производителността:λ = Qa / Qo = 30/8 = 3,75,където: Qa е цикловата производителност на АК;Qo - циклова производителност на съществуващата машина.tц1 = tм1 + tспн1 = 6 + 2 = 8 [s]tц2 = tм2 + tспн2 = 3 + 2 = 5 [s]tц = tц1 + tц2 = 8 + 5 = 13 [s]Qa = 3600 / tц = 3600 / 13 = 280 [дет/час]- К – Степен на концентрация:К = (1 – 1/Кк ) . 100 % = 60 %,където: Кк = 5/2 = 2,5 е коеф. на концентрация.- Р – Надеждност:КГ = Тр /( Тр + Тв) = 30/(30+5) = 0,85,където: КГ е коефициент на готовност;Тр – време за нормална работа;Тв – време за възстановяване.На фиг. 4.15 е показан 3D моделът на автоматизиран комплекс за производствона ХИМД.Използвани са следните основни структурни единици за изграждане наавтоматизирания комплекс:• Вибрационно бункерно захранващо устройство (ВБЗУ), типоразмер БВ50;• Гравитационен улеен магазин-събирател;• Отсекателно устройство;• Специализиран модулен промишлен робот от типа 3Т;• Технологична единица – струг с ЦПУ.Принцип на работаДетайлите се насипват в хаотично състояние във ВБЗУ, ориентират се вжеланото положение и се преместват в зоната на гравитационния магазинсъбирател.Той осигурява запас от детайли преди работната позиция. Отсекателнотоустройство отделя един детайл от общия поток на детайлите, откъдете същите семанипулират до технологичната единица. Промишленият робот снема обработенитедетайли и на тяхно място поставя заготовките.26

Фиг. 4.15 3D модел на автоматизирания комплексОпределени са основните проектни показатели на автоматизиран комплекс законкретния детайл:• А – Степен на автоматизация:А= Ка . 100 % = 95 %;Ка = ta /( ta + tръч.) = 40/(40+5) = 0,89където: Ка е коефициентът на автоматизация;ta – времето на автоматична работа;tръч. – време за ръчна работа.• λ – Ръст на производителността:λ = Qa / Qo = 84/35 = 2,4където: Qa е цикловата производителност на АК;Qo - циклова производителност на съществуващата машина.tц1 = tм1 + tспн1 = 15 + 5 = 20 [s]tц2 = tм2 + tспн2 = 18 + 5 = 23 [s]tц = tц1 + tц2 = 20 + 23 = 43 [s]Qa = 3600 / tц = 3600 / 43 = 84 [дет/час]• К – Степен на концентрация:К = (1 – 1/Кк ) . 100 % = 60 %,където: Кк = 7/2 = 3,5 е коеф. на концентрация.• Р – Надеждност:КГ = Тр /( Тр + Тв) = 120/(120+30) = 0,8,където: КГ е коефициент на готовност;Тр – време за нормална работа;Тв – време за възстановяване.а) б)Фиг. 4.16 Структурно-компоновъчна схема на автоматизирания комплекс: а) изглед отпред;б) изглед отгоре27

На фиг. 4.16 е показана структурно-компоновъчната схема на автоматизираниякомплекс за обработка на художествено изделие с праволинейна ос и смесениповърхнини.ГЛАВА 5 - Експериментална проверка5.1. Компютърно изследване на модел за обработваемост на ХИМД.Въз основа на съставения математичен модел за решаване на задачата заопределяне на оптималния режим на рязане при струговане на масивна дървесина,разработен в гл. 3 и приложната програма, написана на ТУРБО ПАСКАЛ 7 еизвършено изследване на обработваемостта на ХИМД. Стойностите напроменливите и на постоянните входни данни, влияещи на процеса на рязане приструговане на масивна дървесина, използвани в решаването на оптимизационнатазадача са следните:• Постоянни величини:N H = 5 kW - мощност на електродвигателя на главното задвижване намашината;η = 0,8 - к.п.д. на предавателните механизми от електродвигателя къминструмента;v tehn = 5 m/s - технологично допустима скорост на рязане;P s доп = 2000 N – допустимо осово усилие на подавателния превод;B = H = 20 mm – размери на напречното сечение на ножа;l = 120 mm – разстояние между върха на ножа и ножодържача;№Подаванеs[mm/об]Таблица 5.1. Режими на рязане при струговане на масивна дървесинаПодаване на оборот ДиаметърЧестотаПроизводителностtDnQ[mm][mm][об/min]1 0,1 0,5 50 1600 0,752 100 1600 0,753 150 1600 0,754 200 1600 0,755 250 1569 0,766 1,0 50 1600 0,757 100 1600 0,758 150 1307 0,929 200 981 1,2210 250 784 1,5311 1,5 50 1600 0,7512 100 1307 0,9213 150 872 1,3814 200 654 1,8315 250 523 2,2916 2,0 50 1600 0,7517 100 981 1,2218 150 654 1,8319 200 490 2,4520 250 392 3,06Cv = 6,08 (4,86), Kv = 0,2, Cz = 450, Kz = 0,2 - коефициенти, характеризиращиусловията на обработка;x v = 0,5, y v = 0,1 (0,132), x z = 0,2, y z = 0,15 - степенни показатели, зависещи отматериала на заготовката и материала на режещия инструмент.28

• Променливи величини:D – диаметър на обработената повърхнина – от 10 mm до 150 mm, стъпка 20;t – дълбочина на рязане – от 0,5 mm до 2,5 mm, стъпка 0,5;• Търсени величини:n – честота на въртене – min -1 ;s – подаване на оборот –mm/оборот;Q – производителност - min.Посоченият в гл. 4 математичен модел е апробиран и реализиран чрезприложна компютърна програма Turbo Pascal 7. Фрагмент от получените резултатиза стойности на параметрите на ефективни режими за рязане при струговане намасивна дървесина са показани в табл.5.1.5.2. Планиране на многофакторен експеримент за компютърно изследванена обработваемостта при струговане на масивна дървесина с използване нарегресионен анализ.За реализиране на поставената цел – намиране на оптимални стойности напроизводителността Q при струговане на масивна дървесина е избран централнокомпозиционен ротатабилен експеримент (ЦКРЕ) от типа 2 3 с ядро ПФЕ (план наматрицата за пълен факторен експеримент). Приложеното униформ-планиране целиполучаването на регресионен математичен модел от втори порядък при брой нафакторите n = 3. В табл. 5.2 са посочени данните за построяване на плана за ЦКРЕ.Таблица 5.2. Данни за построяване на плана за ЦКРЕ тип 2 3Брой нафакторитеБрой опитиза ядротоБрой назвезднитеточкиБрой нацентралнитеточкиБрой наопититеЗвезднорамоЯдроnN ЯN αN ОN3 8 6 6 20 1,683 ПФЕ• Избор на параметър на оптимизацияПри планирането на експеримента е избрана за целева функцияпроизводителността Q, от която зависи ефективността на струговането.Q = f (s, n) → max (5.1)s = f (t, D); (5.2)n = f (t, D) (5.3)Q = l /(n.s) (5.4)• Избор на фактори и факторно пространствоИзбраните фактори, от които зависи режима на струговане при планиране наексперимента са: Х 1 – дълбочина на рязане t, Х 2 – диаметър D, Х 3 – подаване s. Те сеизменят едновременно и са съвместими и независими. В табл. 5.3 са дадениизбраните фактори и нива на факторите.• Обработка на експерименталните данниВъз основа на таблицата за нивата на факторите са съставени разчетни матрициза обработка на експерименталните данни (табл.5.4). Извършени са пресмятания спомощта на програма, съставена под Microsoft Excel.Полученият математичен модел, описващи влиянието на факторите върхупроизводителността Q, е:2 2Q = 0,47 + 0,15x 1 +0,23x 2 – 0,24x 3 + 0,07x 1 x 2 – 0,05x 1 x 3 -0,05x 2 x 3 + 0,02x 2 +0,09x 3 (5.5)29

Извършена е оптимизация на математичния модел с оптимизационна програмаSolver и са намерени оптималните стойности за параметъра на оптимизация приоптимални стойности на нивата на факторите.• Графична интерпретацияНа фиг.5.1, фиг.5.2 и фиг.5.3 са представени графичните интерпретации наполучения математичен модел, извършени по метода на двумерните сечения.Използвайки тези 3D модели на резултатите за обработваемост на ХИМД могат дасе намерят оптималните стойности на параметрите на режима на работа, така че дасе получи максимална производителност при определените условия.• Проверка значимостта на регресионните коефициентиКритерий на Стюдент Т табл = 2,571 – всички коефициенти по-големи от Т табл сазначими. Значимите коефициенти са 9.Таблица 5.3 ЦКРЕ 2 3 , фактори и нива на факторите• Определяне адекватността на математичния модел:Табличната стойност на критерият на Фишер е F Т = 4,95.Получената стойност е F R = 4,21.Условието за адекватност на модела е:F R < F Т - следователно то е изпълнено и моделът е адекватен.Таблица 5.4 ЦКРЕ 2 330

х1=0Q производителност1,81,61,41,210,80,60,40,20x2=250x2=200x2=150x2=100диаметърx2=50x3=0,1x3=0,2x3=0,3x3=0,4x3=0,51,6-1,81,4-1,61,2-1,41-1,20,8-10,6-0,80,4-0,60,2-0,40-0,2подаванеQ производителност1,61,41,210,80,60,40,20x1=0,5x1=0,4x1=0,3x1=0,2x1=0,1дълбочина на рязянеx3=0,1x3=0,2x3=0,3x3=,40x3=0,5x2=01,4-1,61,2-1,41-1,20,8-10,6-0,80,4-0,60,2-0,40-0,2подаванеQ производителност1,210,80,60,40,20x2=250 x2=200x2=150x2=100диаметърФиг. 5.6 3D Модел при Х1=0 Фиг. 5.73D Модел при Х2=0 Фиг. 5.8 3D Модел при Х3=0x3=0x2=50x1=0,1x1=0,3x1=0,5дълбочинана рязяне1-1,20,8-10,6-0,80,4-0,60,2-0,40-0,2Използването на данни от получените графики позволява да се намерят другисъчетания на стойности на факторите за прилагането им в производствени условия.НАУЧНО-ПРИЛОЖНИ И ПРИЛОЖНИ ПРИНОСИА. Научно-приложни приноси• Предложени са класификационни признаци и на тази основа е разработенанова класификация на художествени изделия, изработени от масивна дървесина,позволяваща да се извърши числово кодиране на определен вид изделие.• Направен е анализ на начина на производство на най-разпространенитехудожествени изделия от дърво и са систематизирани закономерностите за тяхнотопромишлено производство, като са разграничени общността на тяхното изработванеи специфичните им особености.• Определена е технологичността на характерни представители нахудожествени изделия от масивна дървесина, използвайки съществуваща методика.• Разработена е методология за проектиране на ефективни решения заавтоматизация на производството на художествени изделия от масивна дървесина.• Разработена е усъвършенствана технология и е създаден оптимизационенматематически модел за обработваемост на ротационни детайли от масивнадървесина.• Създаден е оптимизационен аналитичен математичен модел заобработваемост на ротационни детайли от масивна дървесина, в резултат наексперименталната проверка.Б. Приложни приноси• Разработени са 48 типови решения на структури за осъществяване наавтоматизирано производство на художествени изделия от масивна дървесина,получени при комбиниране на въведени вариационни признаци.• Разработена е специализирана приложна програма за обработваемост наХИМД.• Построени са 3D графики за определяне на максималната производителностпри оптимални параметри на режимите на работа, които могат да се използват винженерната практика.• Разработен е автоматизиран комплекс за производство на конкретни ХИМД,за който са определени основните проектни параметри.31

ПУБЛИКАЦИИ ПО ДИСЕРТАЦИОННИЯ ТРУД1. Чакърски Д., И. Радкова.Изследване на възможностите за автоматизиранопроизводство на художествени изделия от масивна дървесинал. Научни известияна НТС по машиностроене. Год.ІХ, бр. 2, София, 2002 (101-106). Единадесетанаучно-техническа конференция с международно участие „АДП 2002”, София,юни, 20022. Радкова И. Класификация и анализ на производството на художествени изделияот масивна дървесина. Трета научно-практическа конференция „ТИПА – 2002”.Издание на ТО на НТС – Варна, НТС 1/2002 (53-61)3. Чакърски Д., И. Радкова. Типови ефективни решения за автоматизация напроизводството на художествени изделия от масивна дървесина. Русенскиуниверситет „Ангел Кънчев”. Съюз на учените – Русе. Научна сесия – РУ 2002.Научни трудове, том 39, серия 7 – Машиностроителни науки, Русе, 2002 (140-145)4. Радкова И. Оптимизиране режимите на работа при производството нахудожествени изделия от масивна дървесина чрез струговане. ТУ – София, МФ.Дванадесета научно-практическа конференция „АДП 2003”. Научни известия наНТС по машиностроене. Год.Х, бр. 3, София, 2003 (239-245)5. Георгиева В., И. Радкова. Възможности за автоматизация на транспортноманипулационнитеоперации на изделия от дървесина. ТУ – София, МФ.Тринадесета научно-практическа конференция „АДП 2004”. Научни известия наНТС по машиностроене. Бр. 10/78, София, 2004 (135-140)6. Радкова И. Типови автоматизиращи устройства в дървообработващатапромишленост. ТУ – София, ТК „Джон Атанасов” – Пловдив, Регионален НТС помашиностроене в Пловдив. Научно-технически семинар „Машиностроене иуредостроене” МИУ – 2004. Академично издателство на АУ – Пловдив, 2005 (81-87)7. Радкова И. Обзор и анализ на техническите средства за производство нахудожествени изделия от масивна дървесина. ТУ – София, ПК „Св. Иван Рилски”– Дупница, Юбилейна научно-практическа конференция „Образованието вБългария – реалности и тенденции”. Годишник на ПК”Св. Иван Рилски” –Дупница, 2005. Издател „Девора-МарБи” -. Дупница, 2005 (212-218)8. Радкова И., Д. Чакърски. Методология за проектиране на ефективни решения заавтоматизация на производството на художествени изделия от масивна дървесина.ТУ – София, МФ. Петнадесета национална научно-техническа конференция смеждународно участие „АДП 2006”. Научни известия на НТС по машиностроене.Бр. 10/93, София, 2006 (129-135)9. Радкова И. Автоматизирани комплекси за изработване на детайли нахудожествени изделия от дървесина. ТУ – София, МФ. Осемнадесета националнанаучно-техническа конференция с международно участие „АДП 2009”. Научниизвестия на НТС по машиностроене. Бр. 2/112, София, 2009 (182-187)10. Радкова И., Т. Вакарелска. Компютърно изследване на модел за обработваемостна художествени изделия от масивна дървесина. ТУ – София, МФ. Деветнадесетаюбилейна научно-техническа конференция с международно участие „АДП 2010”.Сборник доклади, Издателство на Ту-София, 2010 (220-226)32

ИЗПОЛЗВАНИ СЪКРАЩЕНИЯ И АКРОНИМИАЛ – автоматична линияАТ – автоматизираща техникаАУ – автоматизиращи устройстваБЗУ – бункерно захранващо устройствоВБЗУ – вибрационно бункерно захранващо устройстваМС – магазин събирателОУ – отсекателно устройствоПР – промишлен роботПХИМД – производство на художествени изделия от масивна дървесинаТЕ – технологична единицаХИМД – художествени изделия от масивна дървесинаЦКРЕ – централно композиционен ротатабилен експериментРЕЗЮМЕ НА АНГЛИИСКИ ЕЗИКObject of study the arts of solid wood products(ASWP) and methods for theirproduction. Subject of study is the development of standard solutions for automatedproduction of solid wood artistic products, selecting the optimal solution through themethods of modeling and simulations.Research thesis carried out at the Department of Automation of Discrete Productionand Education College St. Ivan Rilski "at the Technical University - Sofia. The aim of thethesis is to study the types of ASWP and methods for their production and on this basis todevelop a methodology for designing effective solutions for automated production. Toachieve the objective of the dissertation, the following basic problems will be solved:1. Development of new classification for artistic products of solid wood and themethods for their production.2. Study of the technological structure and construction of artistic products of solidwood.3. Development and implementation of an optimization model for workability inperforming lathe operations in the artistic products of solid wood.4. Development and implementation of a methodology for designing effectivesolutions for automation of the production of artistic products of solid wood.5. Experimental verification.33