Анкета научной компетенции


Разработка и изготовление опытного образца программно-аппаратного комплекса для поддержки и оптимальной настройки гидроабразивных станков

Проект направлен на создание автоматизированного программного комплекса для интеллектуальной поддержки и оптимальной настройки гидроабразивных станков с числовым программным управлением. Разработанный программный комплекс предназначен для прогнозирования и организации наиболее эффективного технологического процесса гидроабразивной резки при обработке различных материалов. 

Приоритетные направления развития

Энергоэффективность, энергосбережение, ядерная энергетика

Перечень критических технологий РФ

Технологии информационных, управляющих, навигационных систем


Длительность проведения исследования

24

Аннотационное описание сущности

В настоящее время в сфере машиностроения формируется производственная потребность в создании и промышленном изучении способов резания современных конструкционных материалов, которые обеспечивают повышение производительности, точности и качества поверхностей резания. К таким многообещающим процессам раскроя материалов относится гидроабразивное резание, осуществляемое на основе процесса разрушения при воздействии сверхзвукового потока жидкости и абразива.

Целью проекта является  создание автоматизированного программного комплекса для интеллектуальной поддержки и оптимальной настройки гидроабразивных станков с числовым программным управлением.

Планируемая коммерческая перспектива использования программного продукта заключается в создании и реализации программно-аппаратного комплекса, разработанного на ее основе, а также в оказании сервисных услуг по его сопровождению.

Предлагаемая разработка найдет применение в автоматизированных машиностроительных предприятиях оборонно - промышленного комплекса, также потенциальными потребителями продукции могут быть сферы обрабатывающих производств (машиностроение, химическая, авиационная промышленность и др.), где предъявляются высокие требования к прецизионности. Кроме того, разрабатываемый программный продукт целесообразно использовать в учебных целях при подготовке специалистов в области машиностроения, а именно в НИИ, ВУЗах.

Опубликованные результаты научного исследования

Научный задел по теме проекта представлен в следующих опубликованных работах:

1. Иванов, С.В. Разработка методики моделирования интенсивности турбулентности на оси двухфазной турбулентной струи / С. В. Иванов, В. В. Иванов, М. М. Джапаров // Автоматизация и управление в машино- и приборостроении: сб. науч. тр. / СГТУ. - Саратов, 2012. - С. 55-58.

2. Теоретические предпосылки исследования процесса гидроабразивной резки на оси двухфазной турбулентной струи / С. В. Иванов [и др.] // Теоретические и прикладные проблемы науки и образования в 21 веке: сб. науч. тр. по материалам Междунар. заочн. науч.-практ. конф. - Тамбов: Изд-во ТРОО «Бизнес-Наука-Общество», 2012. - С. 62 - 64.

3. Иванов, С. В. Повышение эффективности гидроабразивной обработки на основе моделирования двухфазной турбулентной струи / С. В. Иванов, М. К. Решетников, В. В. Иванов // Создание эффективных средств механизации в строительных и дорожных отраслях : сб. науч. ст. по материалам Всерос. науч.-техн. конф. / СГТУ. - Саратов, 2013. - С. 21-24.

4. Иванов, С. В. Моделирование внедрения абразивной частицы в материал как поиск оптимального методологического подхода к разработке имитационной модели процесса гидроабразивной резки / С. В. Иванов, В. В. Иванов // Вестник развития науки и образования. - 2014. - №3. - С. 90 - 95.

5. Иванов, С. В. Программный комплекс как рабочий инструмент для организации технологического процесса гидроабразивной обработки / С. В. Иванов, В. В. Иванов, Вл. В. Иванов // Безопасность и проектирование конструкций в машиностроении [Текст]: Сборник научных трудов Международной научно-технической конференции (25-26 сентября 2015 года) / редкол.: Разумов М.С. (отв. редактор); Юго-Западный гос. ун-т, Курск. - 2015. - С. 242- 246.

6. Иванов, С. В. Оценка адекватности имитационной модели процесса гидроабразивного резания / С. В. Иванов, В. В. Иванов, Вл. В. Иванов // Инновации в металлообработке: взгляд молодых специалистов [Текст]: Сборник научных трудов Международной научно-технической конференции (2-3 октября 2015 года) / редкол.: Чевычелов С.А. (отв. редактор); Юго-Западный гос. ун-т, Курск. - 2015. - С. 154- 158.

7. Программа для ЭВМ «ГАР-1», свидетельство № 2017615201 

Сведения о наиболее близких исследованиях

Существенный вклад в исследование процесса резки материалов гидроабразивной струей
внесли известные отечественные и иностранные ученые: В. Ф. Бабанин, Г. В. Барсуков, А. А.
Барзов, Е. Н. Петухов, Р. А. Тихомиров, А. А. Семерчан, B. C. Гуенко, А. Ф. Саленко, И. И. Шапиро,
И. В. Петко, Ю. А. Пономарев, Н. Louis, М. Hashish, A. Momber, J. Chao, J. Zeng, M. Ramulu, R.
Kovacevic, E. Geskin, D. Arola и др.
Известны работы:
1. Тихомирова Р. А. Высокопроизводительное резание полимерных материалов сверхзвуковыми
струями жидкости [Текст]: автореферат .дис. … д-ра техн. наук / Тихомиров Рудольф
Анатольевич. - Владимир: ВГТУ, 1989. - 27 с.
2. Arola, D. Abrasive waterjet machining of titanium alloy [Text] / D. Arola, M. Ramulu // Proc. 8th
Amer. Water Jet Conf., Water Jet Techn. Ass., St. Louis. - P. 389 - 408.
3. Geskin, E. S. Waterjet cutting experiments determine optimal techniques [Text] / E. S. Geskin, W. L.
Chen // Glass Digest. - 1988. - P. 66 - 69.
4. Hashish, M. Characteristics of surfaces machined with abrasive waterjet [Text] / M. Hashish // MD. -
1999 - Vol. 16. - P. 23 - 32.
5. Барсуков, Г. В. Повышение эффективности гидроабразивного резания на основе дискретного
регулирования состояний технологической системы [Текст]: дис. … д-ра техн. наук: 05.03.01 /
Геннадий Валерьевич Барсуков; науч. рук. Ю. С. Степанов. - Орел, 2006. - 411 с.
6. Михеев, А. В. Повышение производительности пакетной резки материалов гидроабразивной
струей [Текст]: дис. … канд. техн. наук: 05.02.08 / Александр Васильевич Михеев; науч. рук. Г. В.
Барсуков. - Орел, 2009. - 173 с.

Планируемые результаты и практическая значимость

Программное обеспечение существующих в настоящее время гидроабразивных станков с ЧПУ позволяет получить в цифровом виде лишь общие характеристики траектории движения рабочего инструмента - гидроабразивной струи, которая связана с узкой производственной целенаправленностью.

Предлагаемое программное обеспечение расширит возможности интенсификации процесса гидроабразивного резания, позволяя рассчитывать характеристики струи, основные параметры технологического процесса, устанавливать взаимосвязь их с конструктивными параметрами оборудования при известных их начальных значениях в любой точке струи и организовывать наиболее эффективный технологический процесс гидроабразивной обработки.

Конкурентным преимуществом создаваемого продукта является применение алгоритма основных параметров гидроабразивной струи при известных начальных значениях включающего в себя использование методов статистического анализа и нейронных сетей, что позволит производить процедуру контроля и корректировки контролируемых параметров гидроабразивной струи в процессе механической обработки без остановки станка. 

Ориентировочная стоимость программного обеспечения для имитационного моделирования процесса гидроабразивного резания с обеспечением прогнозирования и организации наиболее эффективного технологического процесса раскроя материала составит от 145 000 руб. до 160 000 руб. при себестоимости затрат  около 109 000 руб.

Планируемая коммерческая перспектива использования программного продукта заключается в реализации в Российской Федерации и в создании и реализации программно-аппаратного комплекса, разработанного на ее основе, а также в оказании сервисных услуг по его сопровождению. Предлагаемая разработка найдет применение в автоматизированных машиностроительных предприятиях оборонно-промышленного комплекса, также потенциальными потребителями продукции могут быть сферы обрабатывающих производств (машиностроение, химическая, авиационная промышленность и др.), где предъявляются высокие требования к прецизионности.

Кроме того, разрабатываемый программный продукт целесообразно использовать в учебных целях при подготовке специалистов в области IT-технологий  и машиностроения, а именно в НИИ, ВУЗах. К дополнительным рынкам, можно отнести точную механику, механотронику, производство измерительной техники, систем управления, авиакосмическую промышленность, а также медицину, стоматологию и биотехнологии.


Форма передачи и организация внедрения результатов исследования

Создание собственного производства по запатентованных технологиям

Потребности по привлечению компетенций

Планируется принять в проект маркетолога для исследований рынка

Возврат к списку