Файл: Регулирование качества продукции средствами активного контроля..pdf

ответствующим каналам. Таким образом осуществляется регистра­ ция числа попаданий контролируемой величины в соответствующий интервал статистического распределения. В результате текущий ряд значений контролируемой величины преобразуется в упорядоченное статистическое распределение, зафиксированное в счетчиках-нако­ пителях. При этом через индикаторы, подключенные к цифровым уп­ равляемым сопротивлениям, будут протекать токи, пропорциональ­ ные записанным числам.

Применение в составе данного анализатора многоканального входного устройства ограничивает возможность его использования для широкого класса задач и объектов.

В работе [139] приведено описание устройства статистического многоканального анализатора. Устройство позволяет автоматически

Вых.} Вых. 2 Вых. 3 Вых. п

Взависимости от требований, предъявляемых к технологическо­ му процессу, область возможного изменения размеров изделий (по­ ле допуска) разбивается на п фиксированных зон, каждая из кото­ рых имеет заданную ширину (в частном случае разбиение может быть равномерным).

Вустройстве число делителей напряжения Д соответствует числу границ фиксированных зон в поле допуска.

Первый и (п + 1)-ый делители совпадают соответственно с верх­ ней и нижней границами поля допуска. Измерение каждого изделия осуществляется датчиком размеров изделий (ДРИ). Напряжение,

414

пропорциональное размеру изделия, через контакт реле Р поступа­ ет на делители напряжения. Параметры делителей выбраны таким образом, что при переходе размером изделия границы какой-либо зоны в поле допуска напряжение в средней точке делителя, соответ­ ствующего данной границе, меняет свой знак на противоположный. При изменении размера изделия от нижней границы поля допуска до верхней (и, наоборот, от верхней до нижней) будет последова-

От системы синх^низоиии

0

Рис. 194. Блок-схема многоканального статистическо­ го анализатора с возможностью автоматической реги­ страции гистограммы случайной последовательности

тельно происходить изменение знака напряжения во всех средних точках делителей. Для определенности будем считать, что если раз­ мер изделия меньше нижней границы поля допуска, то напряжение во всех средних точках делителей будет иметь отрицательный знак.

Средняя точка каждого t'-ro делителя (і = 1, 2, 3, . . . , п) соеди­ нена со входом і-го логического элемента И, а также через логиче­ ский элемент «НЕ» со входом ( і — 1)-го элемента «И». Единичный сигнал на выходе t'-ro элемента «И» появляется при совпадении зна­

(/— 1)-го элемента «И» и нуля на выходе г-го элемента. Выход каж-

415

дого элемента «И» через ключ Кі соединен со входом аналогового накопителя. В данном устройстве напряжение на выходе аналогово­ го накопителя пропорционально числу поступивших на его вход сиг­ налов единичного напряжения. Управление ключами Кі осуществ­ ляется с помощью импульса напряжения, поступающего от системы синхронизации данного устройства. Этот импульс на ключи Кі по­ дается с некоторым запаздыванием по сравнению с моментом пода­ чи напряжения с датчика размеров изделия. Величина этого запаз­

КІ при подаче на них входного напряжения от системы синхрониза­ ции отпираются. В этот момент времени единичное напряжение с выхода элемента «И», соответствующего зоне, в которую попал раз­ мер изделия в поле допуска, поступает на вход соответствующего по номеру аналогового накопителя. Управляющее напряжение на ключи КІ подается в течение времени, необходимого для отработки аналоговым накопителем входного напряжения.

Таким образом, на выходе каждого накопителя образуется на­ пряжение, пропорциональное числу изделий, попавших в соответ­ ствующую этому накопителю зону в поле допуска.

Выходы аналоговых накопителей через ключи /Сг, управляемые напряжениями соответствующих по номеру элементов «И», соеди­ нены со входами аналогового сумматора. В каждый момент време­ ни будет открыт не более чем один ключ Кг, номер которого соот­ ветствует номеру элемента «И», имеющего на выходе единицу. На выходе сумматора будет напряжение, пропорциональное выходно­ му напряжению накопителя, имеющего тот же номер.

При отсутствии сигнала на выходе датчика размеров изделия контакт реле перебрасывается в положение 2. Реле управляется от системы синхронизации. При этом на делители напряжения посту­ пает напряжение с выхода генератора периодических колебаний, например, синусоидальных. Амплитуда выходного напряжения и его частота выбираются из соображений удобства регистрации гистограммы.

При подаче с выхода генератора переменного напряжения с ам­ плитудой, обеспечивающей смену знака во всех делителях напря­ жения, на выходе аналогового сумматора будет воспроизводиться гистрограмма распределения размеров изделий по зонам в поле допуска. Скорость изменения напряжения на выходе сумматора должна выбираться с учетом быстродействия элементов устройства. При подключении к выходу сумматора регистрирующей аппаратуры (электронно-лучевого осциллографа, шлейфового осциллографа или самопишущего регистрирующего прибора) с помощью данного устройства возможен оперативный контроль за ходом технологиче­ ского процесса.

Выбор элементов в схеме устройства зависит от числа зон в по­ ле допуска. При небольшом числе зон (пять-семь) логические бло­ ки можно построить на реле. Электрическая схема одного канала

для і-ой зоны в поле допуска приведена на рис. 195. В качестве аналогового накопителя и сумматора использованы операционные усилители. Напряжение на выходе і-го накопителя будет изменять­ ся на единицу при срабатывании і-го реле Р\ и отпускании (і—1)-го реле РІ-І. При этом контакт реле, на которое поступает импульс от схемы синхронизации, должен быть замкнут. Вилка нечувствитель­ ности схемы к изменению входного сигнала AU, поступающего

Рис. 195. Релейный вариант схемы одного канала статистического анализатора

с датчика размеров изделия, определяется параметрами делителя напряжения и порогового усилителя, обеспечивающего срабатыва­ ние реле Pf.

AU — Е ' R a

Як?

где ß — коэффициент усиления транзистора. Кроме того, необходимо, чтобы

где /С р. р — ток срабатывания реле.

Если в данной схеме применять транзисторы с ß ^ 50 и герме­ тизированные язычковые реле, то можно получить точность распре­ деления по зонам 0,1 % и быстродействие 5—10 Гц.

Выбор емкостей накопителей определяется из соотношения

где U вых. max — шкала выходного напряжения операционного уси­ лителя;

q — максимальное число возможных деталей в одной зоне;

Еі — эталонное напряжение.

При большом числе зон в поле допуска (20—30 зон) для обеспе­ чения такой же точности и быстродействия, как и при небольшом числе зон, логические блоки необходимо строить на бесконтактных элементах. Электрическая схема двух каналов для і-ой и (і — 1)-ой

От (1*1)-го канала

Рис. 196. Схема канала статистического анализатора на бесконтактных элементах

на — A U в средней точке t-ro делителя транзистор 7\ закроется и ба-

когда одновременно с импульсом тока от схемы «И» на базу тран­ зистора Г4 будет подан синхроимпульс (синхроимпульс в данной

где Uст — напряжение стабилизации диода Д&.

418