Файл: Регулирование качества продукции средствами активного контроля..pdf

шинства процессов машиностроения, которые, как правило, носят характер случайных функций.

Например, на основе принятой в настоящее время классифика­ ции весьма трудно классифицировать погрешности, вызываемые тепловыми и силовыми деформациями технологических и измери­ тельных систем, а также износом режущего инструмента (или из­ носом измерительных наконечников прибора). Возьмем, например, погрешности, вызываемые износом режущего инструмента: они за­ висят от колебания режущих свойств инструмента, которые, как известно, изменяются в весьма широких пределах, от колебания параметров заготовок, изменения режимов резания и других фак­ торов. При различных опытах неизбежно должна возникать не одна кривая износа, а целое семейство кривых. С этой точки зре­ ния влияние износа режущего инструмента носит случайный харак­ тер. Вместе с тем, это влияние нельзя рассматривать и как чисто случайное, поскольку при износе прослеживается известная зако­ номерность в виде определенной тенденции его развития. Таким об­ разом, с позиций современной классификации погрешности, вызы­

Для характеристики подобных погрешностей следует, вероятно, пользоваться термином случайные функциональные погрешности.

Погрешности размеров в большинстве случаев носят характер случайных функций. К последним относятся погрешности обработ­ ки на станках, погрешности активного и автоматического контроля, погрешности показаний универсальных приборов. Функциональны­ ми эти погрешности являются потому, что они изменяются в функ­ ции времени или какого-либо другого параметра, случайными — поскольку при различных опытах или реализациях случайной функции возникает не один, а целое семейство графиков погрешно­ стей.

К случайным размерным функциям относятся погрешности, вызываемые износом и затуплением режущего инструмента или

14

износом измерительных наконечников прибора, погрешности, возни­ кающие под влиянием тепловых и силовых деформаций технологи­ ческих или измерительных систем, кинематические погрешности (погрешности схем) измерительных приборов, кинематические и циклические погрешности зубчатых колес, накопленные и периоди­ ческие погрешности шага винтовых поверхностей, биения подшип­ ников качения, погрешности шкал, микро- и макронеровности, а также волнистость поверхностей, определяющие собой значения так называемого текущего размера и т. д. Все эти погрешности при нескольких экспериментах или для нескольких деталей, узлов, приборов и механизмов носят характер случайных функций. При этом сохраняется в силе положение, согласно которому для одного прибора, узла или механизма указанные погрешности являются систематическими, т. е. каждую реализацию случайной функции можно рассматривать как обычную, неслучайную функцию. Таким образом, для описания погрешностей размеров следует, очевидно, пользоваться теорией случайных функций. Такой подход к погреш­ ностям позволяет рассматривать их во времени, в динамике. Су­ ществующая классификация погрешностей связана со стационар­ ными измерениями, при которых почти не прослеживалась тенден­ ция к функциональному изменению погрешностей, характерному для массового автоматического производства и активного контроля.

Термин «функциональные погрешности», как и принятый сейчас термин «переменные систематические погрешности», означает из­ меняемость погрешностей в функции некоторого аргумента.

Известно, что в настоящее время для анализа точности техно­ логических процессов широко используются точечные диаграммы, метод скользящей средней и др. Однако скользящая средняя пред­

Поскольку погрешности содержат в себе одновременно элемен­ ты закономерности и случайности, то вместо искусственного терми­ на «случайно-систематические погрешности» для характеристики погрешностей логичнее использовать аппарат случайных функций, в который полностью вписываются существующие погрешности.

Следует отметить, что систематические погрешности в чистом виде почти не проявляются. К таким погрешностям по существу условно относятся математические ожидания случайных откло­ нений, т. е. усредненные случайные погрешности. С теоретической точки зрения систематические погрешности можно рассматривать как пределы, к которым стремятся усредненные случайные погреш­ ности при увеличении числа экспериментов.

Характерным свойством систематических погрешностей являет­ ся их повторяемость от одного опыта к другому. Именно повторя­ емость, т. е. воспроизводимость, позволяет рассматривать система­ тические погрешности как закономерные. Вместе с тем, полной повторяемости систематических погрешностей добиться невозмож-

15

но. Величина и закон изменения систематических погрешностей мо­ гут, очевидно, изменяться или вследствие конечного числа экспе­

ции погрешностей, то иногда их просто относят к систематическим. Это, конечно, неверно. Если бы погрешности, вызываемые износом режущего инструмента, а также тепловыми и силовыми деформа­ циями технологической системы, являлись систематическими, то их легко было бы устранить путем задания законов их изменения в качестве исходных данных для работы систем программного уп­ равления. Однако указанные погрешности являются случайными размерными функциями, и поэтому их трудно заранее запрограм­ мировать, т. е. устранить методом предварительной настройки стан­

получения размеров, которые позволяли бы автоматически компен­ сировать влияние указанных факторов на точность размеров. Эти задачи и решают средства активного контроля.

Когда мы говорим, что погрешности, вызываемые износом режущего инструмента, тепловыми и силовыми деформациями технологической системы, трудно заранее учесть, т. е. запрограмми­

мировать указанные погрешности, то, очевидно, без корректировки программы трудно рассчитывать на получение высокой точности. Корректировка же должна осуществляться на основе результатов

16