Файл: Регулирование качества продукции средствами активного контроля..pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 10.04.2024

Просмотров: 214

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

Повторитель служит для преобразования позиционного показа­ ния датчика в соответствующее ему число электрических импульсов. Он состоит из шагового искателя, который останавливается в тот момент, когда его подвижный контакт выйдет на позицию, на кото­ рую включено фотосопротивление датчика, засвеченное лучом све­ та соответственно измеренному отклонению. Остановка искателя осуществляется с помощью чувствительного быстродействующего реле, включенного последовательно со скользящим контактом иска­ теля. Накопитель служит для фиксации числа импульсов, получен­ ных при измерении всех деталей выборки. Это трехразрядный де­ сятичный счетчик, собранный на шаговых искателях и питающийся синхронно с повторителем от специальной релейной пульс-пары. Данные, накопленные на повторителе, автоматически сбрасываются после каждого измерения; данные, накопленные па счетчике нако­ пителя, сбрасываются автоматически или вручную только после того, как будут измерены все детали выборки.

Схема совпадения служит для сравнения числа импульсов, на­ копленных на счетчике накопителя, с наперед заданными предела­ ми, хранящимися в «памяти» счетной машины. Исполнительным органом счетной машины является реле, контакты которого управ­ ляют различными устройствами, расположенными как на централь­ ном контрольном пункте, так и на измерительных позициях или на управляемых станках (световая или звуковая сигнализация, вклю­ чение органов подналадки или остановка станка и т. д.). К счетной машине могут быть подключены регистрирующие устройства двух типов: построитель гистограммы рассеивания размеров и построи­ тель карты статистического контроля. В первом случае информа­ ция берется со счетчика повторителя, во втором — со счетчика на­ копителя.

Счетная машина предназначена для проведения статистического контроля по величине среднего арифметического размера выборки. С целью упрощения конструкции машины операция деления сум­ мы всех отклонений на их число заменена процессом сравнения суммарных чисел импульсов с пределами, увеличенными в соот­ ветствующее число раз. Это позволило применить в счетной маши­ не только счетчики-сумматоры, что сделало ее простой и дешевой.

Связь счетной машины с измерительными позициями осуществ­ ляется с помощью специальной системы связи, состоящей из двух

основных каналов связи, первый из которых обеспечивает

переда­

чу информации от датчиков

измерительной

позиции на

машину

СМ-5, а второй — передачу

синхронизирующих

импульсов,

вклю­

чающих определенные измерительные позиции по заранее

 

состав­

ленной временной программе от программного

счетчика,

построен­

ного на базе шагового искателя и приводимого в действие

датчиком

времени.

 

 

 

 

Из зарубежной литературы видно, что статистическое регули­ рование размеров получило большое распространение. Так, фир­ мами «Лейтц» и «Мессинг» [178] разработано автоматическое

207



устройство для контроля и подналадки станка

но статистическим

параметрам. Измерительная часть устройства

состоит

из оптиче­

ского прибора сравнения типа «Толератор» и позволяет

непосред­

ственно контролировать значения измеряемого

размера

по откло­

нению светового указателя. Одновременно осуществляется автома­ тическое квантование измерительного параметра с отнесением его к одному из 10 возможных классов. С измерительным блоком соеди­

нен второй — вычислительный. Поступающий в него от

измери­

тельного

блока сигнал о номере

класса, к которому

отнесено

очередное

измеренное значение,

преобразуется в последователь-

т

;

2

о о

о о о

 

О О О

О О О

 

 

Поток

детппеа

 

 

Рис. 74. Схема

активного статистического управляющего контроля

 

 

 

и регулирования размеров:

 

 

 

 

/ — остановка; 2— станок; 3 — измерительный

блок; 4

— вычислительный

блок;

5—запоминающее

устройство; 6 — определитель

степени

разброса;

7 — определи­

 

 

тель среднего значения; 8 — поднастройка

 

 

ность

импульсов.

Регистрация

этой

информации

в запоминаю­

щем

устройстве и ее автоматическая обработка

позволяют

опреде­

лять среднее значение и степень разброса. Усреднение

производится

каждый раз по пяти измеренным

значениям.

Считается,

что это

дает достаточную достоверность при определении усредненных ха­ рактеристик и в то же время позволяет находить их достаточно быстро. Отнесение измеренных значений выборки к одному из 10 возможных классов позволяет с надежностью 0,95 утверждать, что среднее значение будет отнесено правильно к одной из пар сосед­ них классов. Поэтому световое табло, по которому автоматически определяется среднее значение, имеет уже не десять, а только пять градаций. Определитель степени разброса автоматически сигнали­ зирует о его предельно допустимом значении.

Д л я активного статистического контроля и регулирования раз­ меров деталей в общем виде можно рекомендовать блок-схему

208


(рис. 74), состоящую из измерительного и вычислительного блоков. Измерительный блок, установленный на станке, вырабатывает ин­ формацию о состоянии точности работы технологического обору­ дования. Вычислительный блок, включающий счетно-решающее

устройство, статистически обрабатывает и анализирует

результаты

измерений

размеров деталей

выборок

и на основании

заданной

программы

по выбранному

правилу

(алгоритму)

формирует

командные или управляющие импульсы, автоматически корректи­

рующие

точность

работы

станка.

Кроме того,

информация, полу­

ченная

вычислительным

блоком

и преобразованная им,

поступает

в запоминающее

и регистрирующее устройства

для

построения

гистограммы рассеивания размеров и карты статистического конт­ роля, что позволит использовать накопленные данные для иссле­ дования точности работы станков.

Системы с формированием команд по скользящей и накопленной медиане1 . На рис. 75 представлена принципиальная схема анали­ затора, разработанного во ВНИПП [129], который выполнен на бес­ контактных элементах и работает по методу скользящей медианы при объеме выборки N — 10. От счетчика наличия детали на изме­ рительной позиции / импульсы поступают на кольцевой счетчик из­

меренных деталей 2, собранный

на

коммутаторном

декатроне.

При установлении разряда на очередном катоде

декатрона «очи­

щается» соответствующая ячейка

«памяти» 3 (триггер

переводится

в нулевое положение) и одновременно

отпирается

вентиль И. Им­

пульс от датчика 5 (в случае выхода размера детали за установлен­ ное предельное значение) поступает на общую шину с некоторым временным сдвигом и, проходя через единственный открытый вен­ тиль И, перебрасывает триггер в положение /. Эта запись сохра­ няется в течение десяти импульсов. При измерении одиннадцатой детали единица сбрасывается и, если деталь оказалась годной, триггер остается в нулевом положении. Сумматор 4 выдает сигнал

на подналадку, когда медиана выборки достигает

установленного

предельного

значения, и представляет собой «нуль — орган», сра­

батывающий

при равенстве токов, протекающих

через «нулевые»

и «единичные» плечи триггеров.

 

Системы с формированием команд по способу

группирования.

В тех случаях, когда возможны функциональные изменения разме­ ров обрабатываемых изделий, приводящие к выходу как за верх­ нюю, так и за нижнюю границы поля допуска (при двусторонней подналадке), применяются более сложные способы формирования команд для определения момента подналадки. Среди них одним из самых простых является способ группирования.

Пусть кривая нормального распределения 1 (рис. 76,а), отра­ жающая мгновенное рассеивание размеров обрабатываемых дета­ лей, расположена симметрично относительно середины поля допуска (Я и В соответственно нижняя и верхняя границы поля допуска).

1 См.

гл. I I I

14—2891

209


Рис. 75. Схема статистического анализатора по методу скользящей медианы

К Л

6

Рис. 76. Автоподналадчик ТПИ к бесцентрово-шлифовальному станку

а — распределение погрешностей обработки при бесцентровом

шлифовании;

б — блок-схема автоподналадчика; в — схема измерительного

устройства

С помощью двухпредельного датчика любого типа отмечаются контрольные пределы и и ѵ на расстоянии 1 -f- от центра распре­ деления.

В этом случае все возможные значения размера относятся к од­

ной из трех областей: К, L или М.

От датчика в анализатор подна-

ладчика, работающего по методу

группирования, поступают им­

пульсы kam, соответствующие выходу размера за нижний и верх­ ний контрольные пределы. Реверсивный счетчик определяет значе­ ние разности г — k — m и при достижении ею установленного преде­

ла (предельного

значения л п р )

посылает

импульс на

подналадку,

причем направление подналадки определяется знаком

разности.

Для распределения

кривой / наиболее .вероятное

значение разно­

сти г = 0. Кривая

2

показывает

смещение

центра

распределения

з сторону увеличения размера.

При этом

вероятность

поступления

импульсов m, определяемая заштрихованной площадью, намного превосходит вероятность импульсов k. Вероятность подачи импуль­ са на подналадку значительно возрастает, причем знак разности «минус» указывает на то, что должна произойти подналадка в сто­

рону уменьшения

размера.

Одновременно

другой

счетчик контролирует значение суммы

S = k + т. Превышение

установленного предельного значения 5 п р

свидетельствует о недопустимо большом рассеивании размеров.

Показания

обоих счетчиков, меньшее

г п р и S n p

соответственно,

сбрасываются

по команде счетчика измеренных деталей при дости­

жении последним установленного объема

выборки

N.

В Томском политехническом институте (ТПИ) разработан подналадчик, основанный на несколько упрощенном методе группиро­ вания, в котором отсутствует счетчик измеренных деталей и счетчик суммы числа отклонений.

Блок-схема подналадчика представлена на рис. 76, б. Обрабо­ танные на бесцентрово-шлифовальном станке 1 детали 2 измеряют­ ся с помощью индуктивного трансформаторного датчика 3, выход­ ное напряжение которого является линейной функцией от переме­ щения измерительного штока.

В блоке 4 производится селекция сигнала. С помощью задающе­

го устройства устанавливается уровень срабатывания

бесконтакт­

ных нуль-индикаторов, соответствующих

контрольным

пределам и

и и. В случае выхода размера

из области L в реверсивный счетчик 5

посылается импульс, причем

направление

счета

(т. е. нахождение

размера в области К или М)

указывается

с помощью

дополнитель­

ного импульса (показан пунктиром). Разность

г =

k — от фикси­

руется в виде двоичного числа, и при достижении его предельного значения г п р , установленного с помощью дешифратора, представ­ ляющего собой схему совпадения, подается импульс на подналадку.

Одновременно включается реле времени 6, которое устанавли­ вает счетчик в нулевое (начальное) положение и прекращает рабо­ ту анализатора на время, необходимое для выполнения подналадочного импульса и для транспортировки детали из зоны шлифования

14*

211