Файл: Мясников, В. А. Программное управление оборудованием.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 15.10.2024

Просмотров: 161

Скачиваний: 0

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

мая система допусков, затрудняющая непосредственную оценку результатов измерения. Действительно, измерительная головка дает информацию лишь о величине суммарного отклонения той

или иной точки контролируемого сечения,

в то время* как в состав

погрешности

изготовления

ло­

 

 

 

 

 

патки А; входит целый ряд со­

 

 

 

 

 

ставляющих, вызванных откло­

 

 

 

 

 

нением формы профиля бф сме­

 

 

 

 

 

щениями

 

 

6,,

 

б;/

и поворотом

 

 

 

 

 

сечения 6Ф, а также искажением

 

 

 

 

 

толщины бт. Каждая из пере­

 

 

 

 

 

численных составляющих имеет

 

 

 

 

 

независимый

от других допуск

 

 

 

 

 

и, следовательно,

чтобы решить

 

 

 

 

 

вопрос о годности лопатки, не­

 

 

 

 

 

обходимо

 

определить

каждую

 

 

 

 

 

из составляющих отдельно. Эта

 

 

 

 

 

Рис.

210.

Схема

устройства

для

кон­

 

 

 

 

 

1 —модульный

 

датчик:

 

 

2 —механизмы

 

 

 

 

 

 

 

троля криволинейных повер остей:

 

 

 

 

 

перемещениядатчика;

 

 

 

3

—системачисло­

—ре­

 

 

 

 

 

вого

програмнгоуправления;

 

 

4

 

 

 

 

 

гистрирующе устройство;

 

 

5 —вычисли­

 

 

 

 

 

 

тельноеустройство;

 

 

 

 

X , Y — кординатные

 

 

 

 

 

 

 

оси;

у - ,

 

А [ у ,

А^—координатыиот­

 

 

 

 

 

 

 

клонения размеров

турбиной

лопатки

 

 

 

 

 

 

 

 

задача может быть решена,

в частности,

методами математической

обработки

результатов

измерения.

 

 

 

 

В работе

[14] показано, что величины 5*, 8и, 6Фмогут быть

найдены

 

решением системы уравнений:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

i=n

 

 

 

 

 

 

 

0;

 

£

 

 

Л Д +

S

 

£

д я д +

2

л , с £бф =

 

г = 1

 

 

 

i = i

 

i = i

 

 

 

i = i

 

 

S

 

 

Я

Д

Ъ+ BtAfix+

 

i вf]8и+

 

i f Я Д

80Ф;=

 

£=1

 

 

 

1=1

 

 

1=1

 

£==!

 

 

1 = п

 

 

 

1 = п

 

 

1= п

 

 

1=л

 

 

S

 

 

С/Д/ -f-

U С/^4/бд:

 

 

 

V /-.2с

 

 

 

 

Ii

CiBfiy -j- Ii С/бф— 0,

 

,-=i

 

 

 

г=1

 

i = i

 

 

 

£=i

 

где

At =

cos (б/,

A,.);

В£ =

cos (б,,;

Д£);

Ct = р£ cos (Дер,; Д(.);

Д£ — величина

отклонения

в i-й точке профиля. Затем подсчи­

тывается

 

 

бт

и

бф

1 = п

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

S $/„ (вн) /tH(DH);

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1=1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

б/ф =

8/

бт.

 

 

 

437


Таким образом, для решения задачи в полном объеме требуется обязательное участие ЭВМ. Результаты решения используются для корректировки программы обработки (подналадка техноло­ гического оборудования) п для отбраковки. В последнем случае параметры, вышедшие за пределы допуска, печатаются.

Измерительный прибор 12 (см. рис. 209) предназначен для кон­

троля торцов лопаток. Эти поверхности представляют собой комбинацию двух или трех плоскостей, расположенных под ту­ пыми углами (в отдельных случаях они являются фасонными). Измерение осуществляется несколькими линейными индуктив­ ными датчиками, предварительно настроенными по настроечному калибру. Напряжение датчиков пропорционально величине от­ клонения, знак отклонения определяется по характеру сдвига фазы. Эта информация может быть легко преобразована в ци­ фровую форму и воспринята центральной системой для даль­ нейшей обработки. Для этого могут быть использованы аналогоцифровые преобразователи управляющих вычислительных ма­ шин.

Сбор информации о состоянии механизмов осуществляется большим количеством различных датчиков. Положение столов, суппортов и шпинделей станков, а также звеньев роботов контро­ лируется дискретными датчиками, органически входящими в си­ стему ПУ. Их число точно равно числу исполнительных приво­ дов, работающих в режиме цифровой следящей системы. Цена деления соответствует 0,01 мм линейного перемещения для стан­ ков и — 1,0 мм для роботов. Предельное положение рабочих органов контролируется аварийными бесконтактными выключа­ телями обычного типа.

На конвейере вдоль всей трассы установлены датчики кода тележки с восемью магнитными головками. Это дает возможность закодировать в двоично-десятичном коде от 10 до 99 адресов. Там же на трассе установлены датчики груза. Это обычные бес­ контактные выключатели, реагирующие на положение подвески, закрепленной упруго, благодаря чему под действием груза она опускается. Значительное количество датчиков предусмотрено для контроля занятости ячеек магазинов и станков — это также стандартные конечные выключатели.

Более сложные и оригинальные конструкции необходимы для контроля процесса резания. Для этого можно применять тензо­ метры, сигналы которых используются в системе адаптации или для выявления цельности инструмента. Определить частичный выход инструмента из строя не так просто, поскольку усилие резания (даже в нормальных условиях, особенно при фрезерова­ нии) колеблется беспорядочно. Чтобы отличить нормальное со­ стояние от аварийного, используется корреляционный анализ. Важным критерием целостности инструмента является характер звука при обработке, поэтому не исключено применение акусти­ ческого датчика.

438


Датчики измерительных устройств для контроля плоскостей имеют прямые толкатели, а для криволинейных поверхностей — снабжены дисковыми наконечниками и передающим механизмом типа конус-шар. Это позволяет измерить модуль отклонения в на­ правлении нормали к поверхности. Преобразователи измери­ тельных головок являются индуктивными и работают на повы­ шенной частоте.

В рассматриваемом производстве общее количество датчиков всех типов, приходящихся иа единицу технологического обору­ дования, составляет 40 единиц. Этим определяется необходимое число каналов иа входе системы управления.

Система переработки информации построена на принципах, рассмотренных в предыдущих главах. Некоторая специфика, связанная с обработкой сложных поверхностей, приводит к необ­ ходимости предварительно рассчитывать программу на ЭВМ типа Мннск-32 или ЕС-1040. В некоторых случаях, когда полная про­ грамма слишком велика, требуется организовать постоянный диалог, при котором машина высшего уровня готовит программу обработки части поверхности и, пока эта программа реализуется, ЭВМ готовит следующий участок, записывая новую информацию на месте стертой.

Высший уровень управления решает также задачи техноло­ гической подготовки и маршрута обработки. Исполнительными элементами в этом случае служат приводы станков, роботов и приборов (если последние имеют ЧПУ). Сюда же следует отмести и датчики конвейера, считывающие код тележек, поскольку они постоянно перенастраиваются центральной системой, и, наконец, регистрирующие устройства измерительных приборов, получаю­ щих из центра величину допустимого отклонения по всем контро­ лируемым параметрам.

Рассмотрим пример полностью автоматизированного участка обработки направляющих лопаток небольших размеров: длиной до 400 мм, массой до 10 кг. Число типоразмеров лопаток — около 300, это предопределяет частую перенастройку оборудования. Планировка участка представлена на рис. 211, где шесть одина­ ковых универсальных фрезерных станков с ЧПУ высокой сте­ пени взаимозаменяемости выполняют фрезерование торцов, ра­ бочей поверхности, отверстий и т. д. В отличие от предыдущего участка, заготовки поступают не прямо со склада, а привозятся к началу конвейера в таре. Инструменты также привозятся и за­ ряжаются в одни центральный магазин. В остальном работа обо­ рудования и системы управления совершенно аналогична.

Анализируя описание приведенных выше участков, можно прийти к определенной концепции, условно и сокращенно име­ нуемой «ТРАМАСТАН» (ТРАнспорт-МАнипулятор-СТАНок). Су­ щность этой концепции состоит в том, что наиболее гибким соче­ танием, обеспечивающим полную автоматизацию широкого класса производств, является сочетание транспорта с автоматическим

439


адресованием, роботов-манипуляторов и технологического обору­ дования с ЧПУ, в частности, станков с ЧПУ. Существенное преи­ мущество ТРАМАСТАНа перед линией, набранной из обрабаты­ вающих центров (ОЦ), состоит в следующем. Станки обычного типа во много раз дешевле ОЦ и в то же время сочетание с роботом превращает их в тот же ОЦ, так как смена инструмента обеспечи­ вается. Если набор инструментов в ОЦ ограничен, вместимостью магазина и зарядкой последнего на каждом станке должен зани­ маться человек, то в ТРАМАСТАНе имеет место централизация обслуживания и автоматизация доставки и смены инструмента на рабочих местах. От технологического оборудования требуется наличие устройств автоматического схвата и освобождения ин-

<2 ^:

з ”4 } / и "Ч) и (й) Х ) и X )

1 2

Рис. 211. Автоматическое /производство мелких направляющих лопаток (проектная схема):

/ — центральный магазин; 2 — подвесной конвейер с адресной доставкой; 3 — универсальный станок с ЧПУ; 4 — робот-манипулятор; 5 — измерительный при­ бор; М — местный магазин; Т3 — тара заготовок; ТБ — тара брака; Т — тара

готовых деталей

струмента. Это уже учитывается в некоторых серийных станках, например, в модели 6Р13ФЗ Горьковского завода.

У ТРАМАСТАНа также выше коэффициент использования обо­ рудования. Универсальный ОЦ обладает избыточными возмож­ ностями по, отношению к данному конкретному' производству, а специальные ОЦ слишком дороги. Максимального сближения конкретной технологии п технологических возможностей обору­ дования легче и дешевле достичь набором обычных станков. Темп выдачи деталей у ТРАМАСТАНа также’ выше, поскольку одно­ временно обрабатывается несколько деталей.

Но одним из главных преимуществ, по-видимому, следует счи­ тать компоновочную гибкость. Как показано на рис. 209 и рис. 211, автоматизированные участки скомпонованы из однотипных вспо­ могательных элементов (модулей), позволяющих легко составить широкий класс автоматизированных линий. К числу функцио­ нальных модулей относятся: конвейер, робот-манипулятор, ма­ газин, средство контроля, тара. В свою очередь каждый из функ­ циональных модулей может состоять из ряда конструктивных модулей, позволяющих строить конструкцию оптимальной слож­ ности и нужных размеров. Например, звенья робота могут со­ стоять из секций, что позволяет изменить длину руки. Конвейер также секционируется по длине. Магазины набираются из отдель-

440