Файл: Регулирование качества продукции средствами активного контроля..pdf

большинства шлифуемых изделий номинальный размер выражает­ ся целым числом миллиметров, припуск на шлифование меньше миллиметра, а допуск находится в пределах ±100 мкм. Номиналь­ ный диаметр, который может быть получен после шлифования лю­ бой из ступеней детали, определяется как ближайшее к диаметру заготовки меньшее целое число миллиметров, так как диаметр заго­ товки—это номинальный размер плюс припуск. Переход с зада­ ния одного номинального размера на другой и измерение в про­ цессе шлифования осуществлялись с помощью индуктивного датчи­ ка / (см. рис. 134) с зубчатой шкалой 2 (имеющей шаг 1 мм). При перемещении штока 3 с датчика, закрепленного неподвижно отно­ сительно нижней измерительной губки 4, снимается периодически меняющийся сигнал, который после необходимых преобразований представляет собой напряжение примерно синусоидальной формы

спериодом 1 мм.

Вточках положения шкалы, соответствующих целым милли­ метрам, выходное напряжение датчика проходит через нулевые зна­ чения, которые фиксируются, если допуск равен нулю. Если же за­ данный номинальный диаметр имеет допуск, не равный нулю, то сигнал о размере подается, когда выходное напряжение датчика примет определенное, заранее заданное значение. Это значение ус­ танавливается с помощью декадных переключателей, которыми вво­ дятся допуски от 0 до 99 мкм с дискретностью 1 мкм. Таким обра­ зом, данная система автоматического контроля не требует програм­ мирования номинальных размеров, а предусматривает только зада­ ние допуска. Испытание измерительного прибора в ЭНИМС показа­

ло его пригодность при точности обработки в пределах 1—2-го клас­ сов.

Отклонение от номинала при переходе от одного диаметра к другому зависит от точности изготовления шкалы (по шагу).

В ОКБШС разработана и применена для этого же круглошлифовального станка другая система активного контроля, основанная на использовании емкостного датчика, преобразующего движение

выполненного на тороидальных трансформаторах и автотрансфор­ маторах, который обеспечивает высокую точность деления напря­ жения (погрешность менее Ю - 6 диапазона моделирования). Зада­ ние размера (напряжения) осуществляется коммутацией соответ­ ствующих отпаек автотрансформаторов с последующим суммирова­ нием напряжений всех разрядов. Дискретность задания размера

ЗС6

равна единице младшего разряда, т. е. при диапазоне моделирова­ ния 99,999 мм размеры задаются с дискретностью 1 мкм.

Датчик встроен в двухточечную накидную скобу. Для согласова­ ния начала отсчета и совмещения линейной характеристики узла за­ дания с характеристикой датчика производится настройка образцо­ вой детали, имеющей три аттестационных при постоянной темпера­ туре диаметра. Настройка заключается в том, что двумя парами де­ кадных переключателей (на пульте программирования) задаваемые диаметры ступеней образцового валика последовательно приводятся в соответствие с фактическими. При этом происходит коррекция ну­ ля и масштаба измерения, т. е. автоматически компенсируются возможные погрешности от износа наконечников, от перекоса в ус­ тановке скобы, температурных де­

и при нажатии щупов (хотя бы одного из них) по сигналу индук­ тивного датчика осуществляется переход с быстрого хода на форси­ рованную подачу, обеспечивающий благоприятные условия начала контакта круга с изделием. С помощью щупов определяется также метод шлифования ступени (врезное, на проход) и обеспечивается возвратно-поступательное движение стола при шлифовании на про­ ход. Команда на реверс стола с предварительным торможением осу­ ществляется от датчика и соответствующего щупа, упирающегося

вборт смежной ступени либо сходящего со шлифуемой ступени.

Впоследние годы стали появляться автоматические системы для измерения изделий сложной формы с помощью программного уп-

равления. Программой в этом случае задается траектория и ско­ рость движения измерительного (а не режущего) инструмента от­ носительно контролируемой детали. Использование программного управления позволяет измерять изделие как дискретно, в заранее выбранных точках, так и непрерывно по всей поверхности. Напри­ мер, по данным, опубликованным в английской печати, около 90% продукции общего машиностроения может контролироваться с помощью систем с программным управлением. Однако при созда­ нии таких систем возникают значительные трудности, связанные с необходимостью обеспечить высокую точность их работы. Спе­ циальные меры, обычно принимаемые для повышения точности ра­ боты станков с программным управлением, оказываются недоста­ точными, особенно, если учесть, что измерение изделий должно при­ мерно на порядок превышать точность их обработки.

В существующих системах автоматического контроля необходи­ мая точность обработки программы достигается за счет высокой точности изготовления отдельных деталей, образующих кинемати­ ческие цепи системы, и их сборки, применения безлюфтовых пере­ дач и т. п. Однако осуществление этих мер значительно повышает себестоимость средств и, кроме того, не позволяет устранить дина­ мические погрешности и погрешности, возникающие из-за темпе­ ратурных деформаций системы.

В системах активного контроля, построенных по замкнутой схе­ ме, также возникают трудности, вызываемые в основном погреш­ ностью из-за значительного запаздывания сигнала в цепи обратной связи.

Для повышения точности измерений в ряде случаев можно ис­ пользовать самоподнастраивающиеся системы программного управ­ ления. Такие системы позволяют корректировать расчетную (ис­ ходную) программу путем компенсации ее систематических погреш­

применения подобных систем зависит прежде всего от соотношения систематических функциональных и собственно случайных погреш­ ностей. Несмотря на различие систем программного управления, которые требуют задания подробной программы действия заранее, и самонастраивающихся систем, в которых характер действия изме­ няется в процессе работы, можно объединить обе эти системы, ис­ пользовав положительные свойства каждой из них. Такой подход потребует отказа от жесткого детального программирования рабо­ ты системы заранее. Система в этом случае должна иметь воз­ можность автоматически производить в процессе работы коррек­ цию программы, видоизменять ее, осуществляя, таким образом,

308

Примером применения подобного рода систем может служить самоподнастраивающаяся система программного управления, раз­ работанная на базе специального станка с цифровым управлением, который предназначен для фрезерования лопаток турбореактивного двигателя [81]. Система управления станком построена по разомкну­ той схеме с использованием электрических шаговых двигателей. Из­ мерительное устройство закрепляется в шпинделе станка и в про­ цессе измерения перемещается относительно лопатки по трем координатам, управляемым программой. Информация о погрешно­ стях обработки программы по всем координатам в данной системеотводится этим же измеритель-

грамма по другой оси и, наконец, по третьей. Коммутации, необхо­ димые для поочередной перезаписи программ по различным координатным осям системы, обеспечиваются тремя переключате­ лями. После корректирования программы по всем координатным осям ее используют для измерения изделий. Описанная система, корректирующая расчетную программу обработки последующих из­ делий на основе информации, полученной при обработанных изде­ лиях данной партии, позволяет компенсировать систематические (функциональные) погрешности двух видов: изменяющиеся при переходе от одного изделия к другому и изменяющиеся по перимет­ ру или поверхности каждого отдельного изделия.

В системах функционального типа задача подготовки программ обработки сводится к определению и обеспечению требуемой траек­ тории движения режущего инструмента, которая не может быть рассчитана и запрограммирована из-за отсутствия точного описания кривой обрабатываемого профиля пера турбинных лопаток.

зоа