Файл: Регулирование качества продукции средствами активного контроля..pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 10.04.2024
Просмотров: 179
Скачиваний: 0
ЬхА+6а |
+ В + Е. |
|
(141)* |
Формула (141) может быть |
положена |
в основу |
инженерного |
расчета предельных погрешностей подналадочных систем (при подналадке большими импульсами).
При небольшом числе подналадочных импульсов и при интен сивно изменяющихся функциональных погрешностях (при боль шом значении параметра а) величина суммарной погрешности подналадки может быть определена по формуле
А + V 18аа + 5* 4- Е2. |
(142) |
При небольшом числе подналадок и при малом значении пара метра а величину суммарной погрешности размеров можно опреде лять по формуле
S « |
А + |
6 а с у м = |
A |
- f 6 / Ё 8 ^ 7 « |
А + 6 у ' а2 + |
(jj |
+• ("f |
f. |
( 1 4 3 > |
где |
X = |
! s |
= |
4f {V — поле |
рассеивания |
случайных |
погреш |
ностей).
Выбирая метод суммирования составляющих погрешностей, на практике обычно исходят из общего количества составляющих: при их большом количестве используют квадратическое сложение, а при малом — арифметическое. При квадратическом суммировании всег да имеется элемент риска. Поэтому при небольшом количестве со ставляющих, особенно когда учитываются не все определяющие факторы, предпочтение следует отдавать арифметическому сложе нию.
Выражения (141) — (143) справедливы в том случае, когда слу чайные погрешности размеров подчиняются закону Гаусса. Однако принцип определения погрешностей остается одинаковым и при лю бых других законах распределения случайных погрешностей.
Как отмечалось, подналадка является менее точной формой об ратной связи, чем контроль в процессе обработки, при котором компенсируются как функциональные, так и собственно случайные погрешности.
Основное условие применения подналадочных систем заклю чается в том, чтобы суммарное поле рассеивания размеров деталей, характеризующееся величиной о, вписывалось в пределы поля до пуска на обработку. Решающее значение при этом имеют некомпенсируемые, т. е. собственно случайные погрешности. Совершенно очевидно, что в тех случаях, когда поле рассеивания собственно слу чайных погрешностей не укладывается в пределы поля допуска на обработку, применение подналадчиков при данном уровне точности технологических операций невозможно. Поэтому разработке под наладочных систем должен предшествовать анализ точности управ-
* При оценке величины Ô в качестве Е можно брать погрешность срабатыва ния датчика, равную гАцтсраб-
122
ляемых технологических процессов (при недостаточной точности требуется улучшение процесса). Важнейшей предпосылкой приме нения подналадочных систем является повышение точности предва рительных операций.
Как показывает анализ, доля погрешности датчика в общем объеме погрешностей подналадки весьма невелика и составляет примерно 4—10%- Остальная доля суммарной погрешности ô з ос новном обусловливается влиянием составляющих А, 6а и В, т. е. влиянием технологических факторов. Таким образом, для повыше ния точности подналадочных систем необходимо в первую очередь уменьшать значения Л, 6а и В.
Возможность уменьшения параметра А ограничивается несколь кими факторами, в том числе и порогом чувствительности механиз ма подачи исполнительных органов станка. Величину порога чувст вительности можно уменьшить различными способами. Основным методом устранения скачкообразного движения является уменьше ние разности сил статического и кинетического трения. Это можно осуществить заменой направляющих трения скольжения направ* ляющими трения качения, разгрузкой направляющих, использова нием соответствующих смазок, применением качающихся бабок, использованием принудительных вибраций, сообщением поднала дочного импульса не массивным бабкам и суппортам, а легким под вижным упорам.
Д л я повышения точности перемещений целесообразно приме нять жесткие подвижные упоры. Уменьшение порога чувствительно сти достигается также повышением жесткости привода. Существен ное влияние на точность перемещений оказывают зазоры в подвиж ных соединениях цепи привода. Уменьшить это влияние можно с по мощью предварительного натяга в цепи привода. Для осуществле ния малых перемещений целесообразно использовать привод с са моторможением, а также термодинамический, магнитострикционный и упруго-силовой1 (пороги чувствительности в этом случае имеют такое же значение, как и при использовании любого друго го привода).
Основными рекомендациями по уменьшению составляющих по грешности подналадки, зависящих от величины а (В и 6а), являют ся: уменьшение рассеивания величины припусков на обработку, применение заготовок с небольшими колебаниями параметров ма териала и термической обработки, обеспечение постоянства режи мов резания (в частности, величин подач), повышение жесткости технологической системы. Поскольку параметр В зависит и от вели чины а, необходимо повышать размерную стойкость и стабилизиро вать режущие свойства инструмента. Необходимо также уменьшать тепловые и силовые деформации технологической системы.
Отдельные составляющие суммарной погрешности подналадки позволяют предъявлять определенные требования как к точности
1 Рекомендации по повышению чувствительности привода исполнительных ор ганов станка подробно рассмотрены в работе [124].
123
самих измерительных приборов, так и к точности всего технологиче ского процесса, включая станок. Таким образом, точность регулиро вания размеров можно повысить только комплексным методом, по вышая точность всех элементов технологической системы. В этом заключается принципиальное значение полученных зависимостей.
Как следует из выражения (141), для уменьшения погрешности подналадки необходимо уменьшать величину подналадочного им пульса А. Рассмотрим основные факторы, которые ограничивают минимально возможную величину подналадочного импульса.
При дискретной схеме измерения величина подналадочного им пульса должна быть не меньше а т а х , т. е. максимальной величины изменения функциональной погрешности обработки, приходящейся на одну деталь. В противном случае подналадчик не сможет ком пенсировать изменяющиеся во времени функциональные погрешно сти обработки, даже если подналадочные импульсы будут возни кать при измерении каждой детали. При равномерном изменении функциональных погрешностей идеальной подналадкой является такая, при которой после обработки каждой детали исполнительный орган станка перемещается на величину А = а. При этом полностью компенсируются функциональные погрешности. Однако подобный процесс невозможен из-за изменений значения параметра а.
Приведенные рассуждения справедливы, когда детали после об работки поступают непосредственно на позицию измерения, т. е. между станком и прибором нет обработанных деталей. Если же в указанной зоне находится п деталей и после возникновения подна ладочного импульса датчик обесточивается на время прохождения этих деталей, то величина подналадочного импульса не может быть меньше (п—1) а. Таким образом, детали, расположенные между станком и подналадчиком, существенно ограничивают возможность уменьшения величины подналадочного импульса. Уменьшение вели чины А ограничивается также порогом чувствительности технологи ческой системы, о чем говорилось выше. Кроме указанных условий, лимитирующих минимальную величину подналадочного импульса, последний не следует делать меньше значения параметра В, так как при таких величинах подналадочного импульса возможно возник новение повторных подналадок, приводящих к увеличению погреш ности обработки.
С точки зрения точности подналадки существенное значение име ет вопрос об оптимальной величине подналадочного импульса, рас сматриваемый в работе [7]. По данным этой работы, при подналадке
по одной детали величина оптимального импульса |
составляет |
Лопт = 0,25 +1,3 w |
(144) |
В случае подналадки по одной детали, при уменьшении величи ны подналадочного импульса, линия настройки после подналадки может оставаться в пределах зоны рассеивания собственно случай ных погрешностей обработки. Как следует из рис. 49, такое положе ние может возникнуть, когда величина А становится меньше пара-
124
метра Вп. В самом деле, предположим, что подналадочный импульс возникает в тот момент, когда центр группирования находится в крайнем верхнем положении, т. е. в точке п. Если А < Вп, то после того как в результате подналадки центр группирования опустится вниз на величину А, часть поля рассеивания собственно случайных погрешностей обработки расположится выше линии настройки 1-1. В случае длительной работы системы значение параметра В может существенно увеличиться. Увеличение параметра В определяется условием работы таких систем. После подналадки в точке п центр
Рис. 49. Подналадка малыми импульсами
группирования перемещается в точку V. При этом вероятность под наладки в точке п уже не будет равна единице, поскольку
и, следовательно, |
qv-}-n>q\+n |
(145) |
|
|
|
qv-n>0, |
а Р г + л < Ь |
(146) |
Предположим, что в этом случае вероятность подналадки равна единице в точке е. После подналадки в точке е центр группирования переместится в точку и вероятность подналадки в точке е уже не будет равна единице, так как
<7і'-*-е |
(147) |
іі |
|
Вероятность подналадки становится практически равной едини це уже в точке m и т. д. Как следует из рисунка, Вт > Вп. В этом случае предельные отклонения центра группирования от настроеч
ного размера теоретически могут |
составлять (при очень большом |
|
количестве деталей) |
± 3 а . |
А < В характеризует собой каче |
Таким образом, |
неравенство |
ственно новое состояние системы регулирования, при котором могут
возникать |
повторные подналадочные |
импульсы, |
следующие |
один |
за другим. |
Это неравенство выражает |
условие |
подналадки |
малы |
ми импульсами, когда детали после обработки поступают непосред-
125
ственно на позицию измерения. Если же между позициями обра ботки и измерения находится п обработанных деталей, то условие подналадки малыми импульсами характеризуется неравенством
А<(п— |
\)а+В. |
(148) |
Подналадка малыми импульсами, как и подналадка |
большими |
импульсами, носит дискретный характер. Следовательно, такая форма подналадки не имеет ничего общего с классическими систе мами автоматического регулирования. На основании изложенного подналадка большими импульсами характеризуется неравенством
А > В.
Подналадка по положению центра группирования (автоматизи рованный статистический активный контроль). Подналадка по по-
SIS
Рис. |
50. |
Графическое изображение усредненных |
подналадок: |
|||||||||||
/-/ — линия |
настройки; |
2-2— средняя линия |
совокупности |
размеров; |
||||||||||
3-3 — границы |
поля |
мгновенного |
рассеивания |
при |
подналадках |
по |
||||||||
одной |
детали; |
4-4 — то |
же, |
при подналадке |
по скользящей |
медиане; |
||||||||
5-5 — |
то же, при подналадке |
по скользящей |
средней; / — кривая распре |
|||||||||||
деления отклонений результатов измерения от линии 2-2 ири подналад |
||||||||||||||
ке по одной |
детали; |
/ / — кривая распределения |
отклонений измеренных |
|||||||||||
медиан от |
|
действительного |
значения; / / / — кривая распределения |
от |
||||||||||
клонений |
измеренных |
средних |
арифметических |
от |
действительного |
|||||||||
значения; |
Q — среднее |
квадратическое отклонение |
собственно случай |
|||||||||||
|
ных |
погрешностей |
обработки; N — число деталей |
в выборке |
|
|||||||||
ложению центра |
группирования |
разделяется |
на |
подналадку по |
||||||||||
среднему арифметическому и подналадку по медиане. |
|
|||||||||||||
На рис. 50, а |
показаны зоны |
рассеивания |
измеренных |
значений |
||||||||||
размеров при подналадке |
по одной детали, по скользящей средней |
и скользящей медиане, а на рис. 50, б — соответствующие этим фор мам подналадки параметры В.
126