Файл: Регулирование качества продукции средствами активного контроля..pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 10.04.2024
Просмотров: 220
Скачиваний: 0
6 '•
Рис. 103. Комбинированная си стема с электрочувствительным упором фирмы «Форстер» к бес-
центрово |
- |
шлифовальному |
||
|
|
станку: |
|
|
/ — шлифовальный круг; 2 — станок; |
||||
3 — обработанные |
изделия; |
4 — |
||
пункт измерения; |
5 — первое |
изме |
||
рительное |
сопло; 6 — первый (основ |
|||
ной) пневматический измерительный |
||||
прибор; |
7 — высокочастотный |
гене |
||
ратор; |
Я — блок |
управления; 9 — |
||
второй |
(дополнительный) пневмати |
|||
ческий |
измерительный прибор; |
10 — |
магнитострикционный упор с нндук-
тором; // — зажимные |
клеммы; 12 — |
второе измерительное |
сопло; 13 — |
подвижная бабка; |
14 — ведущий |
круг |
|
Рис. 104. Комбинированная система с электрочувствитель ным упором для двусторонней подналадки бесцентровошлифовальных станков переменным импульсом
2 5 3
ствляется удлинение стержня при поступлении в нее тока. При по даче стержня вверх освобождается верхний зажим 2, прижимается нижний зажим 3 и включается катушка стержня. После его удлине ния прижимается верхний зажим 2, освобождается нижний 3 и вы ключается катушка стержня. Если необходимо изменить направле ние движения стержня, изменяют последовательность работы за жимов 2 и 3.
После отскока стержня упора включается механизм подачи стан ка 4 и шлифовальная бабка подводится до тех пор, пока рычаг 5, смонтированный вместе с датчиком 6 на корпусе шлифовальной бабки, не нажмет на упор стержня и не освободит размыкающие контакты датчика, после чего подается команда на выключение электродвигателя подачи.
В предлагаемой системе для повышения точности подналадки магнитострикционный эффект используется для подачи шлифоваль
ной бабки |
как на изделие, так и от него переменными импульсами |
± Л ; + 2 Л |
и т. д. в зависимости от отклонения очередной детали 7 |
от номинала. Для этого кроме магнитострикционного электрочувст вительного упора используются многоконтактный пневмоэлектриче-
ский датчик 8, |
решающее устройство (статистический анализатор) 9 |
и электроблок |
управления 10. |
Задача решающего устройства состоит в выдаче сигналов на электроблок управления в зависимости от принятого способа фор мирования команд с импульсом по одной детали, по п деталей йодряд, по скользящей медиане и т. д. • \ \ -\
§32. СИСТЕМЫ К Т О К А Р Н О - К О П И Р О В А Л Ь Н Ы М СТАНКАМ
ВОКБ совместно со Станкином разработана комбинированная система к токарно-гидрокопировальному автомату мод. 1722, осу ществляющая регулирование в процессе резания по величине упру гих деформаций инструмента и коррекцию начального положения инструмента по результатам измерения обработанной детали.
Система может быть выполнена как на индуктивных, так и на
пневматических датчиках. На рис. 105 |
показана |
принципиальная |
||||
схема комбинированной системы |
к |
токарно-гидрокопировальному |
||||
автомату мод. 1722, состоящая из двух |
контуров |
регулирования. |
||||
Первый контур |
осуществляет |
статическое регулирование инстру |
||||
мента в процессе |
обточки |
детали |
по |
контролю |
величины его |
|
упругих перемещений. Для |
этого в резцедержавку |
станка встроено |
пневматическое сопло 2, торец которого в зависимости от величины упругих перемещений приближается или удаляется от торца вин та 3, закрепленного в процессе работы неподвижно, в связи с чем изменяется рабочий зазор пневмосети. Изменение рабочего зазора фиксируется пневмоэлектрическим преобразователем 1, контакты которого включают реверсивный электродвигатель 7. От электро двигателя движение через связанный с ним винт 13 передается на гайку 12, которая, перемещаясь, поднимает или опускает планку 8,
17* |
259 |
Рис. 105. Комбинированная система активного контроля к токарно-гидро- копировальному автомату мод. 1722
нажимающую на шток гидрозолотника станка. Таким образом баб ка с режущим инструментом получает дополнительные перемеще ния в ту или другую сторону относительно линии настройки. Работа электродвигателя и, следовательно, коррекционное перемещение инструмента будут продолжаться до тех пор, пока изменение зазо ра сопла 11, стоящего в цепи обратной связи, не компенсирует из менение рабочего зазора сопла 2. При этом контакт пневмоэлектрического преобразователя / разорвется и электродвигатель остано вится.
Второй контур системы обеспечивает постоянство линии настрой ки, смещение которой может быть связано с износом инструмента, температурными деформациями станка и инструмента и другими внешними возмущающими воздействиями. Выходным параметром, определяющим положение линии настройки, принят размер обрабо танного изделия в одном сечении. Измерение производится двух контактной пневматической скобой 4 во время холостого хода инст румента при возвращении его в исходное положение после оконча ния обработки. Границы допустимого смещения линии настройки ус танавливаются с помощью контактов пневмоэлектрического преоб разователя 6.
При замыкании левого контакта дается команда на |
подналадку |
в « + », а при замыкании правого в«—». При этом через |
воздухорас |
пределитель 5 сжатый воздух попадает соответственно в левый или правый пневмоцилиндры 14, на штоках которых закреплены собач ки 9, перемещающие ползушку 10 в ту или другую сторону. Верхняя плоскость ползушки выполнена с уклоном, соответствующим необ
ходимой величине перемещения штока золотника при |
подналадке |
|||
на один шаг. |
|
|
|
|
|
Для исследования системы в ней были предусмотрены выводы |
|||
для |
подключения разработанного ОКБ пневматического самопис |
|||
ца |
15. |
|
|
|
|
Комбинированная подналадочная |
система |
фирмы |
«Форстер» |
к токарно-копировальным станкам |
позволяет |
исключить влия |
ние температурных колебаний и износа резца на точность обработ ки деталей. Система (рис. 106) состоит из электрического управляю щего прибора 3, соединенного с прибором 4, измерительной стан ции 9 для обработанной детали и специального устройства для кор рекции положения копировального суппорта станка. Коррекция осу ществляется деформацией контактного рычага 7 за счет изменения длины специального стержня 2, который нагревается (охлаждается) высокочастотным генератором /. Изменение температуры стерж ня 2 изменяет положение контактного рычага 7 относительно оси центров станка и положение каретки с резцом, а следовательно, и размер обрабатываемой детали 8. Диаметр каждой детали после об
работки на измерительной станции 9 контролируется |
пневмофото- |
электрическим прибором 6. При отклонении размера |
обработанной |
детали водяной столб в приборе 6 поднимается или |
опускается; |
свет попадает на соответствующий фотоэлемент. |
|
261
Поле допуска деталей на шкале прибора 6 разделено на пять зон. При нахождении диаметра детали в любой зоне, кроме средней, соответствующий фотоэлемент выдает команду сервоприводу 5 для коррекции положения суппорта с резцом. По результатам измере ния диаметра обработанной детали сервопривод перемещает дру-
Рис. 106. Комбинированная подналадочная система фирмы «Форстер» к токарно-копировальному станку
гой фотоэлемент относительно шкалы второго пневмофотоэлектрического прибора 4, который контролирует отклонение контактного рычага 7 суппорта и одновременно регулирует с помощью высоко частотного генератора / нагрев (охлаждение) стержня 2.
Г л а в а V I I I . САМОПРИСПОСОБЛЯЮЩИЕСЯ (АДАПТИВНЫЕ) СИСТЕМЫ АКТИВНОГО КОНТРОЛЯ
§ 33. О Б Щ И Е С В Е Д Е Н И Я
В настоящее время самоприспособляющиеся (адаптивные) си стемы являются одним из основных и наиболее перспективных на правлений развития систем активного контроля, в частности, систем регулирования (управления) производственными процессами.
Отличительной чертой самоприспособляющихся (самоподнастраивающихся) систем вообще является их способность приспосаб ливать, изменять свою структуру или характер действия в зависи мости от внешних условий, от выхода из строя или нарушения свойств какого-либо из элементов системы и т. д. В частности, они осуществляют без участия человека изменение параметров настрой ки системы для обеспечения минимальной суммарной погрешности на выходе при наличии случайных возмущений. Системы приходят в действие при рассогласовании текущего значения контролируемо го параметра с его заданным значением.
£62
Самоприспособляющиеся системы, в отличие от обычных, как правило, имеют переменную настройку задающего элемента при контроле по отклонению размера, а также компенсирующее устрой ство с двумя входами, выполняющее вычислительные операции-над двумя измеряемыми величинами (по отклонению и возмущению). У наиболее совершенных самоприспособляющихся систем имеется также обратная связь по отклонению размера, подающая сигнал рассогласования непосредственно на вход регулируемого объекта (детали) и, таким образом, зависящая от основных возмущений (износа, тепловых и силовых деформаций). В функцию компенси рующего устройства входит ликвидация возможного рассогласова ния в системе. Самоприспособляющиеся системы должны также ав томатически решать задачу о выборе оптимального режима обра ботки, обеспечивающего достижение наивысшей точности и наиболь шей производительности при наименьших затратах потребляемой энергии.
В рассматриваемых системах изменение параметров настройки с целью достижения заданной точности производится с помощью автоматической поднастройки системы, которую можно осуществить следующими способами [69]:
1)периодическим контролем параметров по установочной мере или образцу идентичному по своей физической природе с контроли руемой величиной. Основное преимущество данного способа самоподнастройки — отсутствие измерения величины-основного возму щения. Этот способ, несмотря на имеющийся недостаток (подвер женность образцовой детали воздействию температурных возмуще ний), является наиболее простым и надежным;
2)с помощью искусственного возмущения, действие которого равно и противоположно действию вредного возмущения. Этот спо соб особенно эффективен при контроле размеров электрическими методами, когда вместо образцовой детали можно использовать электрический фильтр, выполняющий функцию положительной пря мой связи;
3)с помощью амортизирующих блоков или корректирующих обратных связей, непрерывно компенсирующих вредное действие одного наиболее неблагоприятного возмущения;
4)с помощью экстремальной настройки амортизатора возмуще ния, осуществляющей поиск минимума ошибки измерения. При осу ществлении данного способа самонастройки рассогласование (ошиб ка) системы, получающееся как разность управляющих сигналов (измеряемых величин) на выходе измерительного и образцового преобразователей, должно быть равно нулю. Если в системе появи лось рассогласование, то оно возбуждает схему поднастройки, кото рая вычисляет квадрат рассогласования. Этот сигнал поступает на вычислительное устройство, формирующее сигнал поднастройки па раметра амортизатора возмущения. Ошибка системы будет мини мальной при определенном значении переменного параметра на стройки амортизатора возмущения. Если в системе образуется рас-
263
согласование, то значение параметра настройки не является опти мальным, и его нужно изменить принудительно. Переменному пара метру настройки дается малое приращение, которое приводит к из менению величины рассогласования. Если приращение параметра настройки вызывает не уменьшение, а увеличение рассогласования, то система поднастройки должна изменить знак приращения. При достижении оптимального значения параметра настройки рассог ласование в системе становится равным нулю и схема поднастрой ки больше не возбуждается. Если изменение одного параметра на стройки оказывается недостаточным, то необходимо изменить не сколько переменных параметров настройки до тех пор, пока не бу дет достигнут желаемый результат.
В силу дискретности технологического процесса обработки из делий наиболее эффективными оказываются такие самоприспособ ляющиеся системы, в которых поднастройка осуществляется по по ложению центра группирования (усредненные поднастройки). Рас смотренные в гл. V I I комбинированные (двухступенчатые) системы регулирования, относящиеся к замкнутым самоприспособляющимся системам, обеспечивая весьма эффективную автоматическую поднастройку станка в зависимости от изменения систематически дей ствующих факторов (коррекция центра группирования размеров), не реагируют, например, на колебание величины припуска от дета ли к детали, изменение их температуры, твердости материала и т. д. Это часто приводит к значительным колебаниям сил резания в про цессе обработки и, как следствие, к увеличенному разбросу разме ров и искажениям формы деталей. Дальнейшее повышение точности систем регулирования может быть достигнуто применением допол нительных разомкнутых контуров самоподнастройки по различным возмущающим факторам (температурным деформациям деталей, вибрациям, действительной скорости съема припуска и т. д.), кото рые позволяют уменьшить случайную составляющую погрешности (мгновенное рассеивание размеров).
В настоящее время имеются все предпосылки для создания само приспособляющихся (адаптивных) систем программного управле ния металлорежущими станками, обладающих способностью реаги ровать на непосредственные отклонения размеров, твердости и дру гих параметров обрабатываемой заготовки от расчетных значений и вносить соответствующие изменения в режим обработки. Строгое выполнение предварительно фиксируемой программы повышает производительность только при отсутствии непредвиденных обстоя тельств. В противном случае необходимо вмешательство человека. Аналогично опытному токарю, наблюдающему за цветами побежа лости, запахом стружки и появлением вибраций, адаптивная систе
ма |
непрерывно следит за ходом процесса обработки. Такая |
систе |
|
ма |
должна стремиться повысить производительность |
станка |
до по |
лучения сигнала о подходе к предельному значению |
одного |
из ли |
|
митирующих параметров. Затем она должна несколько |
снизить |
режим и попытаться достичь более высокой производительности за
164