Мінімізація ентропії в технологіях розкрою листових матеріалів як показник зниження відходоутворення в джерелі виникнення

Автор(и)

  • V. S. Voloshin ДВНЗ «Приазовський державний технічний університет», м. Маріуполь, Ukraine
  • E. B. Garin ДВНЗ «Приазовський державний технічний університет», м. Маріуполь, Ukraine

DOI:

https://doi.org/10.31498/2225-6733.39.2019.201062

Ключові слова:

заготівельний розкрій, шайба, відходи, термодинамічне двоєдинство, технологічний процес, термодинамічна нерівновага, негентропія, лазерна різка

Анотація

У роботі зроблена спроба створення технології отримання заготівельного розкрою, в якому всі компоненти, що отримуються в ході технологічного процесу, мали б свою товарну вартість. Іншими словами, зроблена методична спроба реалізації принципу термодинамічної двоєдності в технологічному процесі. Показано, що більшість технологій розкрою при будь-яких умовах дають більше 30% відходів залишкового матеріалу, які підлягають вторинній переробці. За основу прийнято силует залишкового малюнка, що одержується на вихідному полотні після вирізання шайб необхідних розмірів і кількості. Умовою для функціонування такого полотна стає його світлопропускання через безліч отворів, що залишилися після розкрою як основної технології. Розроблено модель забезпечення номенклатури продукції, що початково необхідна, визначені основні джерела енергії для її забезпечення. Представлені граничні умови для світлопропускання через полотно з отворами необхідного розміру після вирізання шайб і накладення отворів на фрагмент матриці залишкового полотна. Сформульовано показники, що визначають граничні умови формування замовлення на шайби і залишкового полотна у вигляді художнього твору і представлені результати подібного розрахунку. Складено алгоритм і розроблено комп’ютерну програму, що забезпечує створення художнього твору на раскройному полотні в умовах реального виробництва. Блок-схема програмного продукту технології проектування і виготовлення металевих шайб на базі imageToCirclesConverter дозволяє легко програмувати проектування такої технології. Результатом реалізації такої технології є номенклатура основної товарної продукції, а саме, задана кількість шайб необхідного розміру (декількох розмірів, в залежності від основного замовлення) і художній твір прикладного характеру у вигляді матриці із зображеною на ньому картиною з тонів і півтонів, видимих на просвіт цієї матриці. При цьому кількість отворів і шайб різного діаметру, приведених до площі полотна, відповідає щільності світла, що пропускається через одиницю цієї площі. Цим досягається повна відсутність технологічних відходів і забезпечується максимальна ефективність виробництва. Модель дозволяє регулювати якість малюнка на залишковому полотні, його чіткість, сприйняття. Представлений приклад реалізації такої технології, її переваги та області застосування. У повній відповідності з положеннями про термодинамічну нерівновагу технологічного процесу представлені параметри такої нерівноваги для системи «полотно-шайби». Розраховані величини негентропії, як ефективно витраченої енергії руху при традиційних технологіях виробництва шайб, які дозволили довести, що навіть додаткові енерговитратні механізми, пов’язані з переміщенням інструменту при різанні шайб, дозволяють мінімізувати загальну ентропію системи

Біографії авторів

V. S. Voloshin, ДВНЗ «Приазовський державний технічний університет», м. Маріуполь

Доктор технічних наук, професор

E. B. Garin, ДВНЗ «Приазовський державний технічний університет», м. Маріуполь

Студент

Посилання

Список использованных источников (ДСТУ):

Методы и технологии резки листового материала [Электронный ресурс]. – Режим доступа : www.promexcut.ru/metodyi-i-texnologii-rezki-listovogo-metalla.

Кавун И.И. Повышение эффективности способов раскроя листового материала / И.И. Кавун, В.Г. Гусев // Master’s Journal. – 2016. – № 1. – С. 61-66.

Карташов А.В. Одна реализация метода последовательно-одиночного размещения для решения задачи оптимального размещения кругов различных радиусов в полосе / А.В. Карташов, Н.В. Лученцова // Радиоэлектронные и компьютерные системы. – 2007. – № 2. – С. 90-94.

Гиль Н.И. Об одном алгоритме составления рациональных схем раскроя однотипных листов на многосвязные заготовки / Н.И. Гиль, В.М. Комяк, А.Б. Опанасюк // Теория и методы автоматизированного проектирования / ИТК АН БССР. – Минск, 1985. – Вып. 2. – С. 123-128.

References:

Metody i tekhnologii rezki listovogo materiala (Methods and technologies for cutting sheet material) Available at: www.promexcut.ru/metodyi-i-texnologii-rezki-listovogo-metalla (accessed 5 November 2015).

Kavun I.I., Gusev V.G. Povyshenie effektivnosti sposobov raskroia listovogo materiala [Improving the efficiency of cutting methods for sheet material]. Master’s Journal, 2016, no. 1, pp. 61-66. (Rus.)

Kartashov A.V., Luchentsova N.V. Odna realizatsiia metoda posledovatel’no-odinochnogo razmeshcheniia dlia resheniia zadachi optimal’nogo razmeshcheniia krugov razlichnykh radiusov v polose [One implementation of the method of sequentially-single placement to solve the problem of optimal placement of circles of different radii in the strip]. Radioelektronnye i komp’iuternye sistemy – Radio-electronic and computer system, 2007, no. 2, pp. 90-94. (Rus.)

Gil’ N.I., Komiak V.M., Opanasiuk A.B. Ob odnom algoritme sostavleniia ratsional’nykh skhem raskroia odnotipnykh listov na mnogosviaznye zagotovki [About one algorithm for drawing up rational schemes for cutting the same type of sheets into multiply connected blanks]. Teoriia i metody avtomatizirovannogo proektirovaniia – Theory and methods of computer-aided design, 1985, vol. 2, pp. 123-128. (Rus.)

##submission.downloads##

Як цитувати

Voloshin, V. S., & Garin, E. B. (2020). Мінімізація ентропії в технологіях розкрою листових матеріалів як показник зниження відходоутворення в джерелі виникнення. Вісник Приазовського Державного Технічного Університету. Серія: Технічні науки, (39), 94–104. https://doi.org/10.31498/2225-6733.39.2019.201062

Номер

Розділ

Машинобудування та металообробка