Совершенствование системы управления лазерного технологического комплекса по критериям качества сварки тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.13.06, кандидат технических наук Валиахметов, Равиль Рафкатович

• Валиахметов, Равиль Рафкатович
• кандидат технических наук
• 2004

Оглавление диссертации кандидат технических наук Валиахметов, Равиль Рафкатович

Введение

Глава 1. Исследование зависимостей параметров лазерных технологических процессов от внешних факторов

1.1. Особенности применения лазерных технологических комплексов

1.2. Патентно-информационный обзор по системам автоматического управления параметрами лазерных технологических комплексов

1.3. Экспериментальные металлографические исследования образцов, обработанных лазерным излучением

1.3.1. Технологический процесс лазерной закалки

1.3.2. Технологический процесс лазерной сварки

1.3.3. Технологический процесс лазерной резки.

1.4. Обработка результатов исследований

1.4.1. Статистическая обработка экспериментальных данных

1.4.2. Аппроксимация экспериментальных зависимостей показателей качества технологического процесса закалки от параметров лазерного технологического комплекса

1.5. Расчет коэффициентов аппроксимирующего уравнения

1.5.1. Расчет коэффициентов регрессии для аналитических зависимостей технологических параметров от показателей качества

1.5.2. Погрешность аппроксимации

1.6. Выводы

Глава 2. Разработка математической модели САУ ЛТК

2.1. Связь показателей качества технологического процесса с параметрами лазерного технологического комплекса

2.2. Влияние оптического резонатора на модовый состав лазерного излучения 49 2.2.1. Расчет температурного поля зоны взаимодействия ЛИ с металлом.

2.3. Математические модели звеньев САУ ЛТК

2.3.1. Звенья ЛТК

2.3.2. Звенья системы автоматического управления

2.4. Выводы

Глава 3. Синтез и анализ САУ ЛТК сварки

3.1. Требования, предъявляемые к сварным соединениям

3.2. Решение оптимизационной задачи методом вершин

3.2.1. Постановка задачи

3.2.2. Общий подход метода оптимизации

3.2.3. Принцип решения задач оптимизации простым методом вершин

3.2.4. Описание метода оптимизации для САУ ЛТК

3.3. Метод эквивалентной линеаризации

3.4. Синтез структуры САУ

3.5. Анализ контуров САУ ЛТК сварки 94 3.5.1 Контур управления температурой в зоне обработки

3.5.2 Контур управления точным положением пятна лазерного излучения

3.5.3 Контур управления поворотом фотоприемника

3.5.4 Контур управления поворотом фотоприемника относительно оптической системы 102 3.6. Вывод

Глава 4. Повышение точностных характеристик отдельных звеньев.

4.1. Разработка метода определения положения пятна лазерного излучения относительно сварного шва.

4.2. Система определения положения и угла наклона касательной с помощью 4-х квадрантного ФП

4.3. Метод послойного формирования сварного шва

4.4. Способ контроля температуры зоны взаимодействия лазерного излучения с металлами

4.5. Привод управления положением лазерного излучения на поверхности 120 Заключение 123 Основные результаты и выводы 124 Список литературы 125 Приложение

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Совершенствование системы управления лазерного технологического комплекса по критериям качества сварки»

Повышение эффективности производства неразрывно связано с внедрением прогрессивных технологий при комплексной автоматизации технологических процессов.

К перспективным технологиям относится и лазерная технология, позволяющая обеспечить требуемые показатели качества различных технологических процессов, среди которых наибольшее распространение нашли такие как лазерные сварка, резка, упрочнение, наплавка [1-4].

Общей тенденцией развития производства является увеличение номенклатуры обрабатываемых деталей и сокращение цикла замены выпускаемых изделий новыми. В этих условиях наиболее целесообразным является применение автоматизированных лазерных технологических комплексов со стабилизацией заданных показателей качества технологического процесса.

Автоматизация технологического процесса серийного производства требует создания специализированных лазерных технологических комплексов с возможностью оптимизации энергетических и временных характеристик. Внедрение лазерных технологических комплексов в мелкосерийное производство требует многопрофильности выполняемых ими технологических операции. Все это приводит к необходимости оптимизации выбора звеньев лазерного технологического комплекса, удовлетворяющих требованиям заданного технологического процесса с заданными показателями качества[5-8].

Внедрены лазерные технологии на многих ведущих автомобильных заводах, примером их применения может служить фирма «Дженерал Моторс» США. На этой фирме производят термообработку картеров рулевого управления. В нашей стране лазерная термообработка применяется на некоторых предприятиях автомобилестроения.

В мировом автомобилестроении ежегодно реализуется большое количество ЛТК.

На основных производствах, например в США на фирме «Дженерал Моторс» работает около 80 комплексов, в ФРГ на фирмах «БМВ» и «Фольксваген» по 10, «Мерседес» - 30, «Опель» - 8, «Ауди» - 5. А законодателями использования ЛТК являются автомобильные фирмы Японии. [9].

На сегодняшний день производители лазерных технологических комплексов обеспечивают рынок сбыта промышленного оборудования без учета особенностей его эксплуатации и требований к качеству выполняемых технологических операций. Все это приводит к стандартным наборам блоков комплекса и методам их объединения в систему, что сказывается на экономических и технических характеристиках. Это наглядно показывает приведенный примерный перечень лазерных технологических установок, выпускаемых в странах СНГ [10]. Однако условия эксплуатации, рыночные отношения между производителем и потребителем, а также возрастающая конкуренция на рынке сбыта продукции требует иного подхода к разработке лазерных технологических комплексов, направленных на достижение наибольшей экономической эффективности производства.

Решение этой задачи заключается в оптимальном выборе звеньев лазерного технологического комплекса, направленном на выполнение требуемого технологического процесса и оптимизации параметров звеньев лазерного технологического комплекса для обеспечения заданных показателей качества технологической операции, где в качестве критерия оптимальности выступает его эффективность.

Наиболее перспективным направлением совершенствования лазерного технологического комплекса является комплексный подход. Он включает создание системы автоматизированного проектирования технологии лазерной обработки, синтез системы автоматического управления лазерного технологического комплекса с обратными связями по параметрам процессов в зоне взаимодействия лазерного излучения с металлами и разработку новых методов обработки информативных параметров, позволяющих создание баз данных с целью оптимизации структуры лазерного технологического комплекса.

Вместе с тем в настоящее время в литературе отсутствует информация о попытках применения методов оптимизации решения поставленной задачи, об алгоритмах управления и их особенностях.

Данная работа посвящена оптимизации параметров звеньев лазерного технологического комплекса и его структуры для повышения эффективности на примере лазерной сварки металлов.

Основной целью работы является повышение эффективности лазерного технологического комплекса сварки металлов за счет оптимизации параметров звеньев системы автоматического управления и технологического процесса для обеспечения требуемых показателей качества сварки.

Для достижения поставленной цели в работе решены следующие научные задачи:

1. Определены факторы, вносящие основной вклад в получение заданных показателей качества технологического процесса лазерной сварки на основе анализа результатов исследований образцов.

2. Разработаны математические модели, описывающие процессы взаимодействия лазерного излучения с металлом при различных параметрах технологического процесса.

3. Проведен анализ граничных значений параметров звеньев САУ ЛТК, определяющих заданные показатели качества ТП, путем анализа характеристик переходного процесса.

4. Разработаны алгоритмы выбора звеньев лазерного технологического комплекса с оптимальными параметрами для выполнения заданного технологического процесса.

5. Разработан способ управления положением фокуса лазерного излучения относительно криволинейного сварного шва на плоскости.

Положения, выносимые на защиту и обладающие научной новизной:

- методика оптимизации параметров звеньев лазерного технологического комплекса сварки с минимальным отклонением от заданного значения показателей качества, на основе метода вершин, позволяющая рассчитывать параметры звеньев системы управления, обеспечивающие заданные показатели качества;

- способ измерения техМпературы в зоне взаимодействия лазерного излучения с металлом на основе поляризационной фильтрации и спектрального анализа атомарного излучения плазменного факела;

- метод контроля положения пятна лазерного излучения относительно криволинейного сварного шва, отличающийся от известных тем, что основан на слежении за кромками свариваемых деталей по их собственному тепловому излучению.

Практическая полезность работы:

- предложенные алгоритмы и программное обеспечение позволяют сделать выбор оптимальных параметров звеньев системы управления для заданного технологического процесса с заданными показателями качества;

- адаптирована математическая модель системы управления лазерным технологическим комплексом сварки с учетом критерия минимизации отклонений показателей качества технологического процесса;

- предложена структурная схема системы управления положением пятна лазерного излучения относительно криволинейного сварного шва, на основе фильтрации собственного теплового излучения металла, примененная в разработках Государственного института прикладной оптики (ГИПО) г. Казань;

- разработана методика формирования сварного шва по эквидистантным поверхностям, позволяющая снизить остаточные механические напряжения путем последовательного отпуска предыдущих слоев.

В первой главе проведен обзор по всем областям применения лазерной технологии с выявлением их особенностей, дана характеристика проблемы, изложены предпосылки и необходимость исследований поставленной задачи, сформулированы цели, и определены пути ее достижения.

Среди технологических процессов, применяемых в машиностроении, важное место занимают лазерные технологии резки, сварки, закалки, наплавки и напыления. В перспективе возрастает роль универсальных технологических комплексов, обеспечивающих не только автоматизацию выполняемых технологических операций, но и быструю переналадку на выполнение различных по своему характеру ТП. К таким технологическим комплексам относится и ЛТК.

Для проектирования технологических процессов и выбора режимов обработки материалов необходимо знание основных закономерностей и взаимосвязи параметров, определяющих данный процесс.

Основой создания универсальных ЛТК является принцип типизации основных звеньев, выполняющих определенную функцию с заданными показателями качества. Данный принцип заключается в создании не только унифицированного технологического базиса с разработкой типовых технологических операций и маршрутов обработки и сборки, но и в создании комплектов звеньев со стандартной структурной компоновкой, присущей для конкретного ТП.

В этих условиях актуальным является проведение оптимизации структуры САУ ЛТК для данного ТП, выбора звеньев ЛТК с требуемыми параметрами, обеспечивающих заданные показателей качества.

Во второй главе рассмотрены типовые узлы, составляющие ЛТК для различных видов лазерных технологий. Это управляемый блок питания, оптический резонатор, оптическая система фокусировки, привода перемещения по координатам X,Y,Z, а так же специализированные узлы и блоки, обеспечивающие выполнение и контроль соответствующих технологических операций.

К типовым звеньям предъявляются требования по значению выходного параметра и по динамическому диапазону, удовлетворяющие заданным показателям качества технологического процесса и допустимому пределу их изменения.

Система определения положения пятна фокуса ЛИ и измерения температуры необходима для технологической операции сварки, управление процессом закалки требует наличия сканирующего устройства и блока измерения температуры, резка требует управляемую систему фокусировки ЛИ в зоне реза и программную систему по оптимизации раскроя материала и т.п.

Решение задачи оптимизации, для многопараметрических САУ с независимыми переменными параметрами, позволило минимизировать затраты на создание ЛТК, и внедрение его в серийное производство.

Третья глава посвящена разработке и исследованию САУ.

Наличие оптимизационных задач является одной из особенностей построения автоматизированных систем управления, важнейшим отличием их от традиционных систем управления. При оптимизации работы лазерных технологических комплексов неизбежно сталкиваются с проблемой построения относительно простых, но адекватных моделей, отражающих наиболее существенные особенности функционирования комплексов. При этом необходимо создать максимально возможную структуру комплекса, направленную на выполнение любого возможного для данного оборудования технологического процесса.

САУ имеет сложную структуру с большим количеством обратных связей и она является нелинейной.

Любая нелинейность, возникающая в звене, эквивалентна действию реактивных элементов в нем. Для анализа нелинейных систем используем метод эквивалентной линеаризации, заключающийся в замене нелинейного элемента линейным, выходная величина которого зависит от амплитуды входных колебаний. Данный подход рассматривается как квазигармонический анализ САУ ЛТК. Заменив нелинейный элемент группой линейных элементов, мы можем применить принцип суперпозиции для получения выходной функции.

При анализе системы следует учесть то, что в качестве звена в ней присутствует деталь, которая может быть изготовлена из различных материалов, а значит иметь различные коэффициенты передачи в дифференциальном уравнении и различную постоянную времени переходного процесса.

Проведенные исследования, подтверждаемые соответствующими расчетами показателей качества САУ, доказывают потенциальную возможность создания САУ ЛТК с обратными связями по информативным параметрам, измеряемым в реальном времени.

В четвертой главе проводится анализ и синтез звеньев системы управления ЛТК, обеспечивающих качество ТП сварки.

Для слежения за траекторией движения используются не конт актные методы, основанные на измерении потоков теплового излучения из зон металла, прилегающих к сварному шву.

Разработанная система слежения за кромками сварного шва включает двухкоординатный, четырехэлементный ФП, воспринимающий тепловое излучение поверхностей свариваемых деталей, и по дифференциальным и градиентным составляющим сигналов определяет относительные координаты положения фокуса ЛИ, а также угол поворота оптической системы к касательной сварного шва в контролируемой точке.

Проведены исследования по формированию сварного шва и минимизации остаточных механических напряжений путем наплавки присадочного материала по эквидистантным поверхностям с последующим отпуском.

Разработан программный блок «коррекции» объема присадочного материала. Разработанная методика предназначена для расчета опорных точек спряжений траектории сварного шва с формированием его поверхности по эквидистанте. В разработанном алгоритме предусмотрен и контроль корректности входной информации с целью исключения брака на стадии отладки управляющей программы.

Решение задачи по контролю температуры металла в зоне сварки обеспечивается совокупностью методов спектрального и поляризационного анализа теплового излучения. Для этого оптическую систему спектрального пирометра совмещают с оптической системой ЛТК с целью непрерывного замера излучения плазменного факела в процессе обработки.

В заключении работы приведена общая характеристика работы и основные выводы по ее результатам. Показано, что результатом исследований взаимосвязи между параметрами отдельных звеньев ЛТК с показателями качества ТП, является многообразие оптимальных критериев оценки эффективности САУ ЛТК, зависящих от типа ТП и требований к показателям качества готовой продукции. Повышение эффективности САУ ЛТК является следствием решения оптимизационной задачи по выбору параметров звеньев.

Основные положения выносимые на защиту

1. На основе исследований моделей процесса взаимодействия лазерного излучения с металлом выявлены зависимости показателей качества технологического процесса от параметров звеньев лазерного технологического комплекса.

2. Разработаны алгоритмы оптимизации выбора параметров звеньев лазерного технологического комплекса для выполнения заданного технологического процесса с требуемыми показателями качества.

3. Разработан алгоритм управления положением фокуса оптической системы наведения лазерного излучения относительно сварного шва на основе способа контроля кромок свариваемых деталей, повышающий качество системы автоматического управления лазерным технологическим комплексом.

4. Разработан способ снижения механических напряжений в месте сварки за счет формирования поверхности сварного шва по эквидистанте с последующим отпуском.

5. Разработан метод измерения температуры в зоне взаимодействия лазерного излучения с металлом за счет спектрального анализа атомарного излучения с поляризационной фильтрацией, повышающий точностные характеристики системы автоматического управления.

6. Проведен синтез и анализ структуры системы автоматического управления лазерным технологическим комплексом сварки деталей сложной геометрической формы за счет управления положением фокуса пятна лазерного излучения на поверхности, отвечающей требованиям технологического процесса.

7. Исследована эффективность предложенных методов и алгоритмов, работающих в составе системы автоматического управления технологическим процессом лазерной сварки на основе информативного параметра из зоны обработки, измеряемого в реальном времени.

Заключение диссертации по теме «Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами (по отраслям)», Валиахметов, Равиль Рафкатович

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1. Установлена степень влияния различных внешних факторов на дестабилизацию показателей качества технологического процесса лазерной обработки путем анализа результатов металлографических исследований образцов.

2. Разработанные алгоритмы и программное обеспечение позволяют выбрать оптимальные параметры звеньев лазерного технологического комплекса для выполнения технологического процесса с заданными показателями качества.

3. Предложенный способ измерения температуры позволяет определять температуру с точностью до 2%. Это достигается благодаря применению многокомпонентных присадок, интенсивность атомарного излучения которых в спектре плазменного факела обусловливает температуру в зоне обработки.

4. Экспериментально установлено, что разработанный метод управления положением пятна лазерного излучения относительно криволинейного сварного шва позволяет уменьшить погрешность позиционирования до 3% от ширины сварного шва.

5. Разработанная технология формирования сварного шва по эквидистантным поверхностям сопряжения деталей позволяет снизить остаточные механические напряжения.

Заключение

Результат исследований взаимосвязи между параметрами отдельных звеньев ЛТК с показателями качества ТП, показывает многообразие оптимальных критериев оценки эффективности САУ ЛТК, зависящих от типа ТП и требований к показателям качества готовой продукции. Повышение эффективности САУ ЛТК является следствием решения оптимизационной задачи по выбору параметров звеньев. Данная проблема является актуальной для широкого внедрения лазерных технологий в производство.

В проектировании ЛТК, основанном на использовании базы данных наличия узлов и блоков, встраиваемых в систему, обеспечивается оптимальный выбор звеньев, решающих заданные задачи ТП при определенной себестоимости. На основе материалов, изложенных в диссертации, проектировщик получает возможность конструировать систему комплекса для заданного ТП с требуемыми показателями качества, при этом минимизируются экономические затраты, либо в качестве критерия оптимизации выступает минимизация затрат на обслуживание данной системы при заданном сроке эксплуатации, т.е. максимизация прибыли.

Материалы диссертации обсуждались на научных конференциях в КамПИ, Пензенском государственном университете архитектуры и строительства (ПТУАС), на КамАЗе. Достоверность и практическую полезность проведенных исследований доказывают полученные результаты экспериментов, внедрение их на предприятии Государственный институт прикладной оптики (ГИПО) г. Казань и в учебный процесс.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Валиахметов, Равиль Рафкатович, 2004 год

1. Григорьянц А.Г. Оборудование и технология лазерной обработки материалов/А.Г. Григорьянц, И.Н. Шиганов. М.: Высш.шк.,1990. - 157 с.

2. Лазерные технологии на машиностроительном заводе/Н.Г. Терегулов, Б.К. Соколов, Г. Варбанов, Б.С. Малышев, М.И. Неганов, Е.Ю. Ерофеев. Уфа: 1993.-263 с.

3. Реди Дж. Промышленные применения лазеров/Пер. с англ. В.А. Афанасьева, Е.А. Верного, К.Б. Шерстнева. М.:Мир, 1981. - 640 с.

4. Сафонов А.Н. Разработка и применение лазерных технологических комплексов // Вестник машиностроения. 1997. —№10. - С. 12 - 15.

5. Абильсиитов Г.А. Основные проблемы лазерной технологии и технологических лазеров/Г.А. Абильсиитов, B.C. Голубев. Троицк: НИЦТЛ АН СССР, 1981. - 40 с.

6. Перспективы развития лазеров и светолучевых способов обработки в технологии автомобилестроения. Обзорная информация./А.Г.Григорьянц, А.Н.Сафонов, А.А.Соколов и др. Тольятти, 1985.

7. Сванидзе Э.Н. Технологические лазеры: Экономичность и границы эффективности/Э.Н. Сванидзе, О.Я. Харлампович. М.Машиностроение, 1990.-79 с.

8. Суслов А.Г. Качество поверхностного слоя деталей машин/А.Г. Суслов. М.: Машиностроение, 2000. 320 с.

9. На мировом рынке промышленных лазеров //Бюлл. иностр. коммерческой информации (БИКИ). -1991. -№ 60. С. 1,3.

10. Лазерные технологические установки, выпускаемые в странах СНГ: Каталог-справочник/ Под. ред. И.Б.Ковша 2-е изд., - М.: Издательство НТИУЦ ЛАС, 1998. - 114 с.

11. Веденов А.А. Физические процессы при лазерной обработке материалов/ А.А. Веденов, Г.Г. Гладуш. М.: Энергоатомиздат, 1985.-208 с.

12. Теоретические основы воздействия лазерного излучения на материалы: Учеб. пособие для ВУЗов / Б.А. Виноградов, В.Н Гавриленко, М.Н. Либенсон. — Благовещенск: Изд-во БПИ, 1993. 344 с.

13. Григорьянц А.Г. Основы лазерной обработки материалов/А.Г. Григорьянц. М. Машиностроение, 1989. - 300 с.

14. Лазерная техника и технология. В 7кн. Кн. 5. Лазерная сварка металлов: Учеб. пособие для вузов / А.Г. Григорьянц, И.Н.Шиганов. М.: Машиностроение, 1988.-206 с.

15. Лазерная и электро-лучевая обработка материалов: Справочник./Н.Н. Рыкалин, А.А. Углов, И.В. Зуев и др. М.: Машиностроение, 1991. - 496 с.

16. Звездин В.В. Управление лазерным технологическим комплексом на основе поляризации излучения обрабатываемых металлов: дис. канд. тех. наук: 05.12.17, 05.13.05/КГТУ им. А.Н.Туполева. Казань, 1995. - 176 с.

17. Коваленко B.C. Лазерная технология/В.С. Коваленко. Киев:Высшая школа, 1989.-280 с.

18. Пахомов И.И. Оптико-электронные квантовые приборы/ И.И. Пахомов, О.В. Рожков, В.Н. Рождествин. М.: Радио и связь, 1982. - 456 с.

19. Промышленные роботы. Книга 1. Общие сведения о промышленных роботах. Е.М. Канаев, Ю.Г. Козырев, Б.И. Черпаков, В.И. Царенко. -М.:Высшая школа, 1987.-48 с.

20. Сварочные роботы/В.Геттерт, Г.Герден, Х.Гюттенер и др. Под ред. Г.Герден Пер. с нем Г.Н. Клебанова, Д.Г. Тесменицкого. М.Машиностроение, 1988. -288 с.

21. Гитлевич А.Д. Механизация и автоматизация сварочного производства/ А.Д. Гитлевич, Л.А. Этингоф. М.Машиностроение, 1979. - 280 с.

22. А.с. 1090491, МКИ В 23 К 26/00. Способ программного управления процессом лазерной сварки и устройство его осуществления.

23. А.с. 1055097, МКИ В 23 К 26/00. Способ слежения за зоной обработки при лазерной сварке и резке.

24. А.с. 1568388, МКИ В 23 К 26/00. Способ программного управления процессом лазерной сварки и устройство его осуществления.

25. А.с. 1612290, МКИ В 23 К 26/00. Устройство для лазерной обработки.

26. А.С.№ 1627299 СССР, МКИ В 23 К 26/00. Способ слежения за зоной обработки при лазерной сварке и резке/ В.Н. Мясников; НПО «Корпус». -4478976/08. Заявл. 02.09.88.

27. А.с. 1296344 СССР, МКИ В 23 К 26/00. Способ лазерной обработки материал а/М.И. Иващенко, В.П. Панов. №3847486/25. - Заявл. 26.12.84; Опубл. 15.03.87., Бюл. №10

28. А.с. 2120364 СССР, МКИ В 23 К 26/00, Способ лазерной сварки и установка для его осуществления/С.В. Каюков, А.А. Гусев, Г.В. Самарцев. -№96119448/02. Заявл. 27.09.96.

29. А.с. 1646167 СССР, МКИ В 23 К 26/00, 28/00. Способ светолучевой • обработки/ А.П. Мохина,А.А. Митрофанов, В.М. Тришкин. №4735633/27. - Заявл. 06.09.89.

30. А.с. 2107599 РФ, МКИ В 23 К 26/08. Установка для лазерной обработки /A.M. Забелин, Г.Ю. Микулыпин; АОЗТ «Технолазер». №97100618/02. -Заявл. 16.01.97.

31. А.с. 898687 СССР, МКИ В 23 К 26/06, Устройство для обработки материалов лазерным лучом/В.Ф. Зинченко, Ф.К.Косырев, С.Ф. Морящев и др. 2949310/25-27. - Заявл. 15.05.80.

32. Металлографические исследования материалов, обработанных лазерным лучом. Научно-технический отчет / ВИНИТИ; Рук. Звездин В.В. Инв. №5701-В-86, 1986.

33. Исследования и отработка технологии лазерной обработки деталей семейства автомобилей «КамАЗ». Научно технический отчет/ ВНТИцентр; Рук. В.В. Звездин.- Инв. №02840061109, 1985.

34. Валиахметов P.P. Влияние модового состава лазерного излучения на показатели качества технологического процесса Электронный ресурс.

35. Социально-экономические и технические системы. 2004. - № 6. http://kampi.ru/sets

36. Бессонов А.А. Методы статистического анализа погрешностей устройств автоматики/А.А. Бессонов, Л.З.Свердлов. Л.:Энергия, 1974. - 143 с.

37. Статистические методы построения эмпирических формул: Учеб. Пособие для вузов. М.: Высшая школа, 1988. - 239 с.

38. Каганов В.И. Радиотехника + компьютер + Mathcad /В.И. Каганов.-М.:Горячая линия-Телеком, 2001.-416 с.

39. Пути построения САУ ЛТК: Тез. докл. Международной НТК «Механика машиностроения», 10-12 апреля 1995 г./3вездин В.В., Ахмадеев И.А., Ворожейкин В.А.

40. Гультяев А. Визуальное моделирование в среде MATLAB: учебной курс — СПб.: Питер, 2000. 432 с.

41. Численный расчет температурных полей металлических образцов под воздействием лазерного излучения. Моделирование и оптимизация сложных систем.// Вестник Киевского университета. 1984. - №3

42. Федосов А.И., Федосов С.А. Компьютерная программа для расчетов параметров термического цикла при импульсном поверхностном нагреве твердого тела. // МиТОМ. 2001. - № 12. - С. 29-31.

43. Зарубин B.C. Инженерные методы решения задач теплопроводности/ B.C. Зарубин. — М.:Энергоатомиздат, 1983. 328 с.

44. Теория и техника теплофизического эксперимента/ Ю.А. Гортышов, Ф.Н.Дресвянников, Н.С.Идиатуллин и др.; Под ред. В.К.Щукина. 2-е изд. перераб. и доп. - М.:Энергоатомиздат, 1993. — 448 с.

45. Термическая обработка в машиностроении: Справочник/Под общ. ред. Ю.М.Лахтина, А.Г.Рахштадта. М.Машиностроение, 1980. - 783 с.

46. Криксунов Л.З. Основы инфракрасной техники: Справочник/Л.З. Криксунов. М.:Сов.радио 1978. - 400 с.

47. Никольский А.А. Динамика систем высокоточного позиционирования с активными упругими компенсаторами/А.А. Никольский, В.Г. Филиппов //Электричество. 1984. N6. С.24-28.

48. Никольский А.А. Точные двухканальные следящие электроприводы с пьезокомпенсаторами/ А.А. Никольский. — М.: Энергоатомиздат, 1988. -160 с.

49. А.С. 1600480 СССР, МКИ G 01 J 5/50 Способ измерения температуры металла/В.В.Звездин; КамПИ. №4268562/31-25. - Заявл. 02.04.87.

50. Ишанин Г.Г. Приемники оптических и оптико-электронных приборов/Г.Г. Ишанин. — Л.Машиностроение. Ленингр. отд-ние, 1986. — 175 с.

51. Свет Д.Я. Оптические методы измерения истинных температур/ Д.Я. Свет. -М.: Наука, 1982

52. Порьфирьев Л.Ф. Теория оптико-электронных приборов и систем: Учебное пособие для приборостроительных вузов. — Л.: Машиностроение. Ленингр. отд-ие, 1980.-272 с.

53. Поскачей А.А. Оптико-электронные системы измерения температуры/А.А. Поскачей, Е.П. Чубаров. М.: Энергоиздат, 1988. - 246 с.

54. Иващенко Н.Н. Автоматическое регулирование/Н.Н. Иващенко. -М. Машиностроение, 1978. 736 с.

55. Мита Ц. Введение в цифровое управление/Ц. Мита, С. Хара, Р. Кондо; Пер. с яп. А. М. Филатова; Под ред. В. А. Есакова. М.:Мир, 1994. - 256 с.

56. Чернявский Е.А. Измерительно-вычислительные средства автоматизации производственных процессов/Е.А. Чернявский, Д.Д. Недосекин, В.В. Алексеев. — Л.:Энергоатомиздат, 1989. 272 с.

57. Прецизионные цифровые системы автоматического управления/В.Т. Выскуб, Б.С. Розов, В.И. Савельев и др. М.Машиностроение, 1984. - 136 с.

58. Проектирование систем контроля и автоматического регулирования металлургических процессов. Учебн. пособие для вузов/Г.М. Глинков, В.А. Маковский, С.Л. Лотман, М.Р. Шапировский. — 2-е изд., перераб. и доп. -М.:Металлургия, 1987. 352 с.

59. Сабиров И.С Пути повышения эффективности процесса сварки циркониевых сплавов / И.С. Сабиров, В.В. Звездин, P.P. Валиахметов // Проектирование и исследование технических систем: Межвузовский научный сборник. Вып. 2. Наб.Челны: КамПИ, 2002. - С. 83-89.

60. Сварка высоко-прочных титановых сплавов/С.М.Гуревич, Ф.Р. Куликов, В.Н. Замков, Ю.Г. Кириллов, Н.А. Кушниренко. М. Машиностроение, 1975.- 150 с.

61. Сварка и свариваемые материалы: В 3 т. Т.2. Технология и оборудование. Справ, изд./Под ред. В.М. Ямпольского. М.:Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 1997.-574 с.

62. Формализация решения задачи коррекции на размер инструмента в современных системах ЧПУ станками: Тез. докл. межвуз. науч-практической конф.,Наб. Челны, 24-25 апреля 2002 г./КамПИ; Р.Р.Валиахметов, А.А.Шубин. Наб.Челны:КамПИ, 2002. - 45 с.

63. Загарий Г.И. Синтез систем управления на основе критерия максимальной устойчивости/ Г.И.Загарий., A.M. Шубладзе. М.:Энергоатомиздат, 1988. -104 с.

64. Гилл Ф. Практическая оптимизация, пер. с англ/ Гилл Ф., Мюррей У., Райт М.-М.Мир, 1985.-509с.

65. Тарасов В.А. Оптимизация производственных комплексов с переменными параметрами/В.А.Тарасов, С.В.Марангозов. М.:Энергоатомиздат, 1985. -120 с.

66. Колесников А.А. Проектирование многокритериальных систем управления промышленными объектами/А.А. Колесников, Ф.Г. Гельфгат. — М.:Энергоатомиздат, 1993. 304 с.

67. Попов Е.П. Теория нелинейных систем автоматического регулирования и управления: Учебное пособие/ Е.П.Попов. М.: Наука, 1988. - 256 с.

68. Метьюз Дж.Г. Численные методы. Использование MATLAB/ Дж.Г. Метьюз, К.Д Финк. 3-е издание.: Пер. с англ. - М.:Издательский дом "Вильяме", 2001.-720 с.

69. Турчак Л.И. Основы численных методов/ Л.И.Турчак, П.В. Плотников. -М.:Наука, 2002.-304 с.

70. Моисеев В. С. Метод малого параметра для решения неявно заданных функциональных зависимостей в задачах проектирования/В.С. Моисеев, Д. А. Горбунов //Авиационная техника. 1998. - №4. - С. 3-10

71. Валиахметов P.P. Проблемы синтеза лазерных технологических комплексов сварки деталей сложной конфигурации Электронный ресурс./ P.P. Валиахметов, А.Х. Хайруллин / /Социально-экономические и технические системы. 2004. - № 6. http://kampi.ru/sets

72. Аксененко М.Д. Приемники оптического излучения. Справочник/М.Д. Аксененко, М.Л. Бараночников. М.:Радио и связь, 1987. - 296 с.

73. Алев P.M. Несканирующие тепловизионные приборы: Основы теории и расчета/Р.М. Алев, В.П. Иванов, В.А. Овсянников. Казань:Изд-во Казанского университета, 2004. - 228с.

74. Мирошников М.М. Теоретические основы оптико-электронных приборов /М.М. Мирошников. JI.Машиностроение, 1983. - 696 с.

75. А.с. 1610706 СССР, МКИ В 23 К 26/00. Способы контроля качества лазерной обработки. /В. В. Звездин, А. 3. Асанов;КамПИ. №4679905/3127. — Заявл. 18.04.1989.

76. А.с. 1767792 СССР, МКИ В 23 К 26/00, Система автоматического управления лазерным технологическим комплексом / В. В. Звездин, А. 3. Асанов.

77. Архипов В.Е. Влияние способа подачи порошка на процесс лазерной наплавки // Свароч. пр-во. 1992. - №2. - С. 33-35

78. Особенности лазерной наплавки при различных способах подачи порошка /В.Е. Архипов, А.А. Аблаев, И.В. Гелетин//Свароч.пр-во.-1992.-№3.-С. 4-6

79. Пат. 2090867 РФ, МКИ 6 G 01 21/85. Способ спектроаналитического определения состава дымов. / Карих Ф. Г., Карих А. Ф. (РФ). 94028135/25. Заяв. 18.07.94. Опубл. 21.12.97. Бюл. №26

80. Пат. №2193168 Россия, МКИ G01J 4/00 Способ измерения степени поляризации / Зиятдинов P.P., Звездин В.В., Гумеров А.Ф., Сабиров И.С. Заявка №2000118517/28. Заяв. 11.07.2000. Опубл. 21.12.2002. Бюл. №32.

81. X1F, Y1F, Z1F I IF, J1F, K1F1. FF DFinteger; Longint; Longint; Longint; integer; Longint; Longint; Longint;1. G01 G0203 G GZ end;1. Const A1 =

82. B1 = 2 GOlMask = 12288 GOlShift = 12; GMask = 3584; GShift = 9; Var NewPrStill : ProgStill : NPS,1. PSP, PSPlgth : ST :1. P :1. G4 042,1., JJ :1. Norm :1. Newp :1. NP :

83. Function LTOR (L : LongInt) : real;1. Var lr : real;1. Begin1. 1.1 / 1000; LTOR := lr; end;procedure RTOL (R : real;Var a : longint); begina.l round((r trunc(r) ) * 1000); a.h := trunc(r); end;

84. Procedure Read; Var F : file of rami;

85. Gl, G : integer; ppp : programl; begin1. PSPLgth := 0; Repeatinc(PSPLgth);

86. With ProgStillPSPLgth. do begin

87. Read(F,ppp); gl := ppp.gl; g := ppp.g; xlf.l := ppp.xlf.l; ylf.l := ppp.ylf.1; ilf.1 := ppp.ilf.1; jlf.l := ppp.jlf.l; df := ppp.df; FF.L := 500; FF.H 0; If X1F.L < 0 then X1F.H := 1

88. Else X1F.H := 0; If Y1F.L < 0 then Y1F.H := 1

89. Else Y1F.H := 0; If I1F.L < 0 then I1F.H := 1

90. Else I1F.H := 0; If J1F.L < 0 then J1F.H := 1

91. Else J1F.H := 0; GF := 0; G := G 40;gf := g shl gshift or gl shl gOlshift end; Until EOF(F); Close(F); End;

92. Procedure Write; Var F : Text;1. G, Gl, I : Integer;1. Begin

93. For i := 1 to NPS do with NewPrStill1. do begin

94. G := GF And GMask; G1 := GF And GOlMask; gl := gl shr gOlshift; g := g shr gshift; G := G + 40;

95. WriteLn(Gl:3,G:3,X1F.L:6,Y1F.L:6,I1F.L:6,J1F.L:6,DF:3,FF.L:5,rad .1:5);

96. WriteLn (F, Gl: 3 , G: 3 , X1F . L: б, Y1F .L:6,HF.L:6,J1F.L:6,DF:3,FF.L:5,R ad.L:5,Leng.L:5,Minut.L:5); end;end;

97. Procedure ReadStill; Var R : real;1.U : integer; begin

98. Pl. P [2 ] ; P [2 ] := P[3] ; ST[0] := ST 1. ; With ProgStill[PSP],ST [1] do begin1.:= GF and GOlMask; I := I shr GOlShift; Case I of00, 01 : G01 := True;02 : begin

99. G01 False; G0203 := 1; end;03 : begin

100. G01 := False; G0203 := 1; end;end;1.:= GF and GMask; I := I shr GShift; Case I of1. О : G 0;1 : G := 1;2 : G := 1;3 : GZ := False;4 : GZ := True; end;

101. G <> 0 then G4042 := G Else G4042 := ST 0. .G; U := GF and GOlMask;1. U := U shr GOlShift;

102. With P 3. do X := X + LTOR (X1F) ; With P[3] do Y : = Y + LTOR (Y1F) ; CRC.I := P[2].X + LTOR(IIF); CRC.J := P [2] . Y + LTOR(JIF);

103. Radius := LTOR (Instr.RadProgstill[PSP.DF]); With CRC#P[3] do WriteLn(U:2,' X=,,x:6:5/' У-ЧугбгБ,' 1=1 ,i:б : 5, 1 J=l,j:6:5,' R=',r:6:5# ' Rl=',rl:6:5) ; end;end;

104. Procedure WriteStill; Var II : integer;1. DX, DY, LGT : real; begin1. := 0; repeatinc(NPS); inc(II);

105. NewPrStillNPS. := ProgStill[PSP]; ш With NewPrStill[NPS] dobegin

106. St 1. .GZ Then RTOL(LTOR(Z1F) + LTOR(Instr.LgthDF.),zlf);1. NP >0 thenwith NewPII. do begin

107. DX := X NewPII - 1.X; DY := Y - NewP[II - 1].Y; RTOL (DX,xlf); * RTOL (DY,ylf);1.t := SqrT(Sqr(DX) + Sqr(DY)); If not ST0.gOl then With ST[0].CRC do begin

108. RTOL (I NewPII - l.X,ilf); RTOL (J - NewP[II - l].Y,jlf); RTOL (R1,rad);

109. DX := 2 * ArcSin(Lgt / 2 / pi); RTOL (DX /Pi * 180 * 60,minut); RTOL (R1 * DX,leng); end;

110. II>1 then GF := (ProgStillPSP.GF And Not GOlMask) or (1 Shi GOlMask);

111. NewP 0. : = NewP [NP] ; endelse NewP0. := P [2] ;end;1. Until II >= NP; np:=0;end;

112. Procedure SetConditions; Var RS,RC : real;1. S, C, G : Boolean; begin

113. S And Not С And G Or Not S And Not С And Not G then Cond := CI

114. Else If S And Not С And G Or Not S And Not С And Not G Then Cond := B11. Else Cond := A1; end;end;

115. Procedure Point1{II : Integer); begin

116. WriteLn('point1') ; Writeln(np); inc(NP);

117. With NewPNP., ST[II].Lin do begin

118. X := P2.X Radius *A*2* (0.5 - ii) ; Y := P [2] .Y + Radius * В * 2 * (0.5 - ii) ; end;end;

119. Procedure CrossLine(Threep : Boolean); Var STN : array 0.1. of StillT; begin

120. Newpnp.y := stn[0].lin.a * Newp[np].x + stn [0] . lin. с ; end;1. Procedure CrossCrc; Begin1. WriteLn(1crosscrc');1.:= Sqrt (Sqr(ST1.Crc.I ST0.Crc.I) + Sqr(ST[1].Crc.J -ST[0] .Crc. J) ) ;

121. D := (Sqr(L) + Sqr(ST0.Crc.Rl) Sqr(ST1.Crc.Rl)) / (2 * L) ;

122. EY := (ST 0. .Crc.I ST[l].Crc.I) / L;

123. EX := (ST1.Crc.J ST0.Crc.J) / L; With ST[0] .Lin Do Norm := A * EX + В * EY; Norm := sign (Norm);

124. With ST0. do H := G4042 * G0203 * Norm * Sqrt (Sqr(Crc.Rl) -Sqr(D)); inc(NP) ;

125. NewP NP. .X := ST[0] . Crc. I D * EY + H * EX; NewP [NP] .Y := ST[0] .Crc.J + D * EX + H * EY; end;

126. Procedure CrosLinCrc; Var CI, LI : integer;al,xl,x2,yl,y2 : real; begin

127. WriteLn('croslincrc') ; inc(np);1. ST 0. .G01 Then begin1. := 0; CI := 1; end else begin1. := 1; CI := 0; end;

128. NewPnp + li.x := NewP[np +ci].x-r*a* G4042; NewP[np + li].y := NewP[np + ci].у + r * b * G4042; end; inc(np); With ST[LI].Lin,St[CI].Crc do begin1. H : = A * I +B*J + С;

129. Norm := G4042 * (STLI.Lin.A * ST[CI].Lin.B -ST[CI].Lin.A * ST[LI].Lin.B); Norm := sign(Norm);

130. D := STCI. .G0203 * Norm * Sqrt (Sqr(Rl) - Sqr(H)); inc(NP);

131. NewPNP.X :=I -H*A-D*B; NewP[NP].Y :=J-H*B-D*A; end;end;

132. Procedure Line4P; Var Condit : integer;1. N : integer;begin

133. WriteLn(1line4p1); Writeln(np); For N := 0 to 1 do begin

134. N = 0 then Condit := 1 Else Condlt := 1; Pointl(N);

135. With NewPNP + Condlt., ST[N].Lin do begin

136. X := NewPNP.X Condlt * G4042 * Radius * b; Y := NewP[NP].Y + Condlt * G4042 * Radius * a;end;1. NP := NP + 2;end;1. NP := NP 2;end;

137. Procedure Crc2P (N : integer);1. Var Condit : integer;begin1. WriteLn('crc2p1);1. N = 0 then Condlt := 11. Else Condlt := 1;

138. EY := G4042 * (P2.X - ST[N].Crc.I) / ST[N].Crc EX := G4042 * (P[2].Y - ST[N].Crc.J) / ST[N].Crc With NewP[NP + N] do begin1. X := P2.X Radius * EY;

139. Y := P2.Y Radius * EX; end;

140. With NewPNP + N + Condlt., ST[N].Lin do begin

141. X := NewPNP + N.X Condlt * G4042 * EX;

142. Y := NewPNP + N.Y + Condlt * G4042 * EY; end;1. NP := NP + 2; end;

143. Procedure CorrBegEnd(Var Point : PointT); begin1. Not ST1.G01 then Begininc(NP);

144. NewPNP.X := Point.X + Radius * ST1.Lin.A; NewP[NP].Y := Point.Y + Radius * ST[l].Lin.B; end;end;

145. Procedure SetTanGent(II : integer); begin

146. With STII. do With CRC, LIN do begin

147. А := G0203*G4042*(Р2.X-I)/R; В := G0203*G4042*(P[2].Y-J)/R; if a<>0 then С := -(P[2].X/a+Radius) else с:=-(P[2].X+Radius); end;end;*)

148. Procedure SetTanGent(II : integer); begin

149. With STII. do With CRC, LIN do begin

150. A : = G0203*G4042*(P2.X-I)/R; В := G0203*G4042*(P[2].Y-J)/R; С := -((A*P[2].X+B*P[2].Y)+Radius); end;end;

151. Procedure SetConditions; Var RS,RC : Real;1. S, C, G : Boolean; begin

152. S And Not С And G Or Not S And Not С And Not G then Cond := CI

153. Else If S And Not С And G Or Not S And Not С And Not G Then Cond := B11. Else Cond := A1;end;end;

154. Procedure Pointl(II : Integer); begininc(NP);

155. With NewPNP., ST [II] .Lin do begin

156. X:=p2.X+Radius*A; Y:=p[2].Y+Radius*B; end;end;

157. Procedure CrossLine(Threep : Boolean); begin

158. Abs(ST0.Lin.A) > Abs(ST1.Lin.A) Then Begin1. := 0; JJ := 1; end else begin1. := 1; JJ := 0; end;

159. R := STJJ. .lin.A / ST [II] .Lin.A; If Threep Then Pointl(O); NP := NP + 1;

160. NewPNP. .Y := (R * ST [II] .Lin.С ST[JJ].Lin.С )/(ST[JJ] .Lin.В - R * ST [II] .Lin.B) ;1. With STII.lin,NewP[NP] do

161. X: = (С + В * Y) / A; If Threep then Pointl(l); end;1. Procedure CrossCrc; Begin1.=Sqrt (Sqr(ST1.Crc.I ST0.Crc.I))+Sqr(ST[1].Crc.J -ST[0] .Crc.J) ;

162. D: = (Sqr (L) + Sqr (ST 0. . Crc .Rl) Sqr (ST 1. . Crc .Rl) / (2 * L) ) ;

163. EY := (ST0.Crc.I ST1.Crc.I) / L;

164. EX := (ST 1. .Crc.J ST0. .Crc.J) / L;

165. With ST0.Lin Do Norm := A * EX + В *EY;

166. Norm := Abs (Norm) / Norm;

167. With ST0. do H := G4042 * G0203 * Norm * Sqrt (Sqr(Crc.Rl)-Sqr(D));inc(NP);m NewP NP. .X := ST[0] . Crc. I D * EY + H * EX;

168. NewP NP. .Y := ST[0] .Crc. I + D * EX + H * EY; end;

169. Procedure CrosLinCrc; Var CI, LI : integer; begin1. ST0.G01 Then begine LI := 0; CI := 1;end else begin1. := 1; CI := 0; end;

170. With STLI.Lin,St[CI].Crc do begin1. H := A * I + В * J + C;

171. Norm := G4042 * (STLI.Lin.A*ST[CI].Lin.B -ST[CI].Lin.A*ST[LI].Lin.B);1. Norm := Abs(Norm)/Norm;

172. D := -STCI.G0203 * Norm * SqrT (Sqr(Rl)- Sqr (H) ) ; inc(NP);

173. NewPNP.X := I H * A - D * B; NewP[NP].Y :=J-H*B-D*A; end;end;

174. Procedure Line4P; • Var Condit : integer;1. N : integer;begin1. For N:=0 to 1 do begin

175. N = 0 then Condlt := 1 Else Condlt := -1; Point1(N);

176. With NewPNP+Condlt., ST[N].Lin do begin

177. X:=NewPNP.X Condlt * G4042 * Radius * B;

178. Y:=NewP NP. .Y + Condlt * G4042 * Radius * A; end;1. NP := NP + 2;end;1. NP := NP 2;end;

179. Procedure Crc2P (N : integer);1. Var Condlt : integer;begin

180. N = 0 then Condlt := 1 Else Condlt := -1;

181. EY := G4042 * (p2.X - ST[N].Crc.I) / ST[N].Crc.R; EX := G4042 * (p[2].Y - ST[N].Crc.J) / ST[N].Crc.R; With NewP [NP+N] do begin

182. X:= p2.X Radius * EY; Y:= p[2].Y - Radius * EX; end;

183. With NewPNP+N+Condlt., ST[N].Lin do begin

184. X:= NewPNP+N.X Condlt * G4042 * EX; Y:= NewP[NP+N].Y + Condlt * G4042 * EY; end; NP := NP + 2; end;

185. Procedure CorrBegEnd(Var Point : PointT); begin1. Not ST 1. .G01 then Begininc(NP);

186. NewPNP.X := Point.X +Radius * ST[l].Lin.A; NewP[NP].Y Point.Y +Radius * ST1.Lin.B; end;end; begin1. NPS := 0;1. ST0.GZ := False;1. ST1. .G := 0;

187. P3. .X := 0; P [3] . Y := 0;

188. NewP 0. := P [3 ] ; NP := 0;for PSP := 1 to PSPLgth do begin1. Readstill;

189. WriteLn('PSP=',PSP: 2) ; If G4042 <> 0 then With ST1. do begin1. G01 then begin

190. Norm := Sqrt (Sqr (P 3. .Y P[2].Y) + Sqr(P[3].X1. P2. .X) ) ;1. With Lin do begin

191. A := G4042 * (P3.Y P[2].Y) / Norm; В := G4042 * (P[2].X - P[3].X) / Norm; С : = - ( (A * P [2] .X + В * P [2] . Y) +Radius) ; end;end else1. With Crc, P 2 . do begin

192. R := Sqrt(Sqr(X I) + Sqr (Y - J)); Rl := R + ST1. .G0203 * G4042 * Radius; SetTangent(1) ; end;

193. ST0.G = 0 then CorrBegEnd(P[2]); end;1. ST0.G <> 0 then beginif Not ST0.G01 Then SetTangent(0); SetConditions; Case Cond Of

194. A1 : If ST0.G01 And ST1.G01 Then CrossLine1. False)

195. Else If Not (ST0.G01 or ST1.G01) then1. CrossCrc1. Else CrosLinCrc;

196. В1 : CrossLine (True); CI : Line4P; D1 : Point1(1); end; end; WriteStill;1. (ST0.G <> 0) And (ST1.G = 0) Then begininc(NP);

197. For i := 1 to PSPlgth do with ProgStill1. do begin

198. For i := 1 to NPS do with NewPrStill1. do begin

199. Writeln(xlf.1,' ',ylf.l,' ',rrr:6:3); lastpoint.x := lastpoint.x + xlf.l; lastpoint.y := lastpoint.y ylf.l; moveto(dox + round(k * lastpoint.x),doy + round(k * lastpoint.y));end;end; gotoxy(1,1); readln; end;end;end;