Файл: Васманов, В. В. Технические средства оперативного управления.pdf

устройств системы оперативного управления основным производст­ вом, л надежность технологического оборудования, на котором установлено устройство первичного учета;

2) точность счета деталей, задаваемую в каждом конкретном случае организационно-техническими требованиями к автоматизиро­ ванной системе управления для данного производства;

3)возможность установки па технологическом оборудовании без дополнительной подрегулировки !последнего; при этом следует обес­ печить ремонтоспособность устройства путем применения сменных узлов, подключаемых через контактные разъемы;

4)работоспособность устройства в цеховых условиях без до­ полнительной наладки при переналадке технологического оборудова­

ния на другую деталь;

5)наличие контактных и бесконтактных выходов для обеспе­ чения возможности соединения как с линиями факта управляющих систем-советчиков, так и с выпускаемыми промышленностью элек­ троимпульсными счетчиками.

Поскольку еще не выработана единая классификация и термино­ логия для устройств, используемых для автоматизации счета про­

дукции, ряд понятий и определений введены автором для уточнения

назначения устройств и их места в системе.

Устройство первичного учета (УПУ) в наиболее общем случае включает один или несколько первичных датчиков, а также устройст­ во выдачи сигналов учета.

Первичный датчик — часть устройства первичного учета, выра­ батывающая первичный сигнал. Под первичным здесь понимается

сигнал, фиксирующий характерное явление, происходящее в процес­ се выполнения производственной операции, используемое как при­

знак для подачи учетного сигнала.

Устройство выдачи сигнала—часть устройства первичного учета, обеспечивающая физическое и логическое формирование первичного

учетного сигнала по первичным сигналам, поступающим от первич­

ных датчиков.

В качестве характерных явленіи"! могут быть использованы:

перемещения обрабатываемой детали;

перемещения частей оборудования; перемещения органов управления оборудования;

изменения режима в цепи (напряжение, ток) питания электро­ двигателя оборудования;

изменения режима в гидро- и пневмосистемах оборудования; напряжения и деформации в частях оборудования, инструмента

и обрабатываемой детали; изменения режима (напряжение и ток) в электрических цепях

автоматического управления оборудованием; изменения в размерах или состоянии детали;

изменения в состоянии элементов в силовых электрических цепях оборудования.

Введение в состав УПУ двух и более первичных датчиков

производится в тех случаях, когда фиксация окончания цикла изго­

товления детали только по одному из характерных явлений не может обеспечить достаточную достоверность первичного учета и гаранти­ ровать от ложных сигналов в результате попыток злоупотребления, неисправностей устройств и нарушений технологии операционного цикла изготовления детали.

91

Например, фиксация окончания операционного цикла по како-

му-то одному характерному явлению не обеспечивает объективности при мало автоматизированном управлении оборудованием, когда опе­ рация расчленяется на ряд отдельных переходов и момент их начала определяется каждый раз самим рабочим. В этом случае возникает возможность осуществлять несколько раз подряд по­

следний переход и подавать, таким образом, ряд сигналов, в то время как в действительности изготовление деталей не осуществля­ лось.

Фиксация окончания обработки детали по выходу ее из рабо­ чего пространства также не обеспечивает объективности первичного учета во многих случаях, когда удаление детали из рабочего про­

странства осуществляется самим рабочим и имеется возможность

повторными движениями имитировать удаление нескольких деталей. Поэтому ограничиться использованием для фиксации окончания цик­ ла изготовления детали одним датчиком можно только на автома­ тизированном оборудовании, когда обработка деталей повторяется строго циклично, начинается автоматически, без участия рабочего, в результате воздействия управляющего устройства технологиче­ ского оборудования.

Наибольшую трудность представляет проектирование УПУ для

неавтоматического оборудования, где установка детали для обработ­ ки и съем ее после окончания операционного цикла производятся

вручную или с помощью дополнительных приспособлений, работа ко­ торых может быть неустойчивой, а сами они могут в дальнейшем под­ вергаться конструктивной переделке или изыматься совсем. Поэтому для такого вида оборудования в отличие от автоматического недо­ статочно фиксировать только одно какое-либо характерное явление цикла обработки детали.

При использовании двух и более характерных явлений их сле­ дует выбирать так, чтобы они были независимыми, т. е. могли прои­ зойти или не произойти независимо друг от друга.

Чтобы явления были независимыми, их следует выбирать в раз­ ных переходах (подразумевается, что операция обработки детали расчленена па переходы, момент начала которых определяется са­ мим рабочим).

При выборе характерных явлений, происходящих в процессе обработки детали, возникают трудности в тех случаях, когда процесс обработки содержит несколько одинаковых циклов или частей цикла (например, обработка за несколько проходов при случайном их числе) или когда обработка детали производится с нескольких уста­ новок. В этих случаях целесообразно использовать прохождение де­ талью геометрически фиксированной точки при вводе ее в рабочее

пространство или удалении из него. При этом могут быть исполь­ зованы как имеющиеся на оборудовании деталепроводы, так и спе­ циально установленные. Может быть также использована уклад­

ка готовой детали в определенные гнезда транспортной тары. При

этом должна быть исключена возможность подачи ложных сиг­ налов.

При конструировании деталепроводов следует предусматривать обеспечение сохранности обработанных поверхностей деталей, особен­ но после последних операций обработки. В целях ускорения проек­ тирования и унификации конструкций средств, входящих в УПУ, рекомендуется так выбирать характерные явления, чтобы по возмож­ ности использовать разработанные датчики. Следует применять уни­

92

фицироВанные деТали и узЛы Для 'Передачи движения от элементов оборудования и от детали к датчикам.

Если УПУ предназначено для оборудования, за которым за­ креплено несколько деталеопераций, нужно выбирать одну комбина­

цию характерных явлений, пригодную для всех закрепленных дета­ леопераций, и первичные датчики располагать таким образом, чтобы

не требовалось переналадки при переводе оборудования с одной

деталеопераций на другую.

К УПУ относятся также первичные датчики блокировок и дат­ чики кода учитываемой детали, воздействующие на специальные элементы схемы в устройстве выдачи сигналов учета.

Датчики блокировок фиксируют характерные явления, при кото­

рых должен блокироваться учетный сигнал. Такая необходимость возникает, например, во время наладки оборудования, когда обра­ батываются несколько деталей, не отвечающих техническим усло­ виям, и их не следует учитывать как обработанные.

Блокировка может осуществляться воздействием сигналов пер­ вичного датчика как на работу самого устройства выдачи сигнала

ческого кодирования сигнала об окончании обработки детали в со­ ответствии с номером обрабатываемой детали. Необходимость в та­ ком кодировании возникает при распространенном в серийном и индивидуальном производстве в случае, когда за одной единицей

технологического оборудования закреплено несколько деталей разно­

го наименования.

Автоматизация фиксации признака номера детали может осу­ ществляться измерением какого-либо параметра, принимающего раз­ личные значения при обработке различных деталей. Такими пара­

метрами могут быть, например, количество работы, затрачиваемое на обработку, сила тока в цепи электродвигателя во время обработ­ ки, время, затрачиваемое на обработку, и т. д.

11. Первичные датчики

Под первичными датчиками здесь понимаются устройства, фор­ мирующие сигнал, фиксирующий какое-либо характерное явление, происходящее в цикле производственной операции.

Во многих случаях в качестве первичных датчиков удается ис­ пользовать различные стандартные, серийно выпускаемые устройства. Например, для фиксации перемещений подвижных частей оборудо­ вания и органов его управления применяются контактные и бескон­ тактные путевые и конечные выключатели. Для фиксации .изменений силы тока в цепи электродвигателя используются токовые реле различной конструкции, а для фиксации изменений давлений в пнев­

мо- и гидросистемах — пневмо- и гидрореле. Для фиксации переме­ щения обрабатываемой детали используются фоторезисторы.

Однако в ряде случаев, особенно при фиксации перемещения самой детали, не удается использовать серийно выпускаемые устрой­ ства и приходится разрабатывать специализированные первичные датчики.

Ряд первичных датчиков разработан для фиксации перемещения самой обрабатываемой детали. Одним из них является первичный

93

датчик типа ПДТС-20 [Л. 37, 38]. Он формирует сигнал в виде электрического импульса после прохождения через него детали.

Датчик позволяет осуществить автоматический учет выработки деталей из ферромагнитного материала на различном технологиче­ ском оборудовании, если учитываемые детали перемещаются отно­ сительно датчика раздельно, а скорость их перемещения, размеры и масса соответствуют техническим данным датчика.

Датчик разработан для счета нормальных наружных и внутрен­ них пластин, втулок, роликов и валиков на контрольных автоматах в автоматизированном производстве втулочно-роликовой цепи.

Технические данные датчика ПДТС-20

Длительность выходного сигнала .... Определяется

временем про­

хождения де­ тали через

датчик

Датчик устанавливается в местах, где учитываемые детали перемещаются раздельно и ориентированно. Если деталь после ее

изготовления падает ориентированно, то возможна установка датчи­ ка непосредственно на оборудовании, чтобы деталь перед падением

на лоток прошла через отверстие датчика. Для крепления датчика

используются кольцевые выступы ɪɪa Iix фланцах.

Другой первичный датчик ПДТС-10 [Л. 37, 38] был разработан для счета специальных пластин на автоматах контроля в автома­

тизированном производстве втулочно-роликовых цепей на заводе «Краснодарсельмаш».

Датчик ПДТС-10 выдает сигнал в виде электрического импульса

после прохождения мимо него детали. Он позволяет осуществлять автоматический учет выработки деталей из ферромагнитного мате­

риала на различном технологическом оборудовании, если учитывае­

чувствительного элемента датчика не более 5 мм. Скорость пере­ мещения деталей не должна превышать 2 м/с, а частота их следо­ вания—5 Гц. Амплитуда выходного сигнала доходит до 12 В и за­ висит от размеров детали и скорости ее перемещения. Длительность

выходного сигнала определяется временем прохождения детали через

рабочую зону датчика.

Ряд первичных датчиков разработан для фиксации установки заготовок в рабочее положение.

94

Установка заготовки в рабочее положение является одним из наиболее удобных характерных явлений из числа иопользуемых при автоматизации счета деталей. Оно обеспечивает существенное уве­ личение достоверности счета деталей за счет того, что исключает

возможность счета циклов работы оборудования при отсутствии заготовок (холостые ходы).

Одни из датчиков, фиксирующих установку заготовки, разрабо­ тан для операции формовки и чскрнки вкладышей на прессах типа КБ-262 и используется на Тамбовском заводе подшипников сколь­ жения. Он представляет собой трансформаторный датчик без компен­ сации начального напряжения. Одна из двух катушек датчика явля­ ется питающей, другая — сигнальной. Внутри датчика располагается

катушками слабая, и напряжение, индуктируемое в сигнальной об­ мотке, незначительно. При вхождении штока в датчик напряжение

за счет усиления связи между катушками значительно возрастает. Шток .механически связан с оснасткой пресса и перемещается только при наличии заготовок.

Датчики, фиксирующие установку заготовки, разработаны также для операции рубки пруткового материала на пресс-пожницах.

При рубке заготовок часто поступает немерный материал (штан­ ги) с неровными концами, так что приходится на тех же пресс-нож- ницах предварительно обрубать концы, которые не должны входить в количество нарубленных заготовок. Штангу нужно считать уста­ новленной в рабочее положение тогда, когда она доведена до упора, фиксирующего определенную длину заготовки. Поэтому конструкция датчика выполняется в виде упора.

При разработке таких датчиков-упоров учтено, что условия рабо­ ты датчика на прессовом оборудовании очень тяжелые и что не­ обходимо создать датчик, устойчивый к ударам и вибрации. Этим условиям удовлетворяет датчик, который составляет одно целое с упором, применяемым на пресс-ножницах. Его конструкция должна

давать возможность производить замену износившихся в процессе его эксплуатации деталей или узлов. Необходимо также иметь в дат­ чике механически несложный и надежный штекерный разъем для

электрического соединения датчика с логической схемой устройства,

в которое должен подаваться сигнал от датчика. Во время работы на пресс-ножницах датчик и штекерный разъем не должны созда­

вать какие-либо неудобства рабочему (наладчику).

В качестве первичных датчиков на упорах проще всего исполь­ зовать различные типы концевых и путевых выключателей, которые можно встраивать в упор, и фиксация факта касания упора заго­

упорах пресс-ножниц (75 и 100 т) выявлено, что применение в каче­ стве первичных датчиков концевых и путевых выключателей раз­ личных типов и других механических переключающих устройств невозможно ввиду их малой механической устойчивости и ненадеж­ ности срабатывания. Кроме того, наблюдались случаи, когда выход из строя датчиков приводил к рубке бракованных заготовок (изме­ нялась заданная длина заготовки). К тому же применение специаль­ ных контактных устройств на упорах создавало много неудобств для рабочего (наладчика). Не был решен и вопрос надежного электри-

цескрго соединения датчиков с логической схемой системы учета.

95