Классификация операций контроля

В данной работе рассмотрены общие принципы классификации операций контроля. Рассмотрены различные виды контроля. Изучены их назначение и полезность в машиностроении.

Контрольные операции являются своеобразными и вместе с тем ответственными этапами любого технологического процесса. Кон­троль может иметь разнообразные формы, однако во всех случаях его основное назначение состоит в том, чтобы непрерывно или пе­риодически корректировать (регулировать) технологический про­цесс, иначе говоря, устранять возникающие в последнем отклонения от установленной нормы заданных характеристик или парамет­ров, что иногда может выражаться выходом бракованных деталей. Это регулирование может осуществляться самыми разнообразными средствами, начиная от ручного контроля и кончая высокопроизво­дительными автоматическими-контрольными устройствами.

Рабочая машина-автомат снабжена автоматическим регулирова­нием, приобретает новые особенности, позволяющие решить много важных задач, характерных для современного машиностроительного производства. К ним в первую очередь относятся:

а)исключение или уменьшение влияния времени, затрачиваемого на контроль, на длительность изготовления или обработки деталей:

б) достижение необходимой высокой точности обрабатываемых деталей;

в) упрощение конструкций и кинематики машины-авто мата пу­тем упразднения ряда звеньев, которые становятся излишними при введении правления движением по сигналам контрольных органов;

г) значительное снижение вероятности выхода бракованной продукции благодаря профилактической роли автоматического контроля.

Технические средства контроля размеров деталей разнообразны. Для измерения используют специальные стационарные и перенос­ные приспособления с механическими, оптическими, электрическими, пневматическими, индуктивными и другими датчиками. Системы активного контроля предназначены для замера заготовки в про­цессе обработки. Обычно они имеют обратную связь с системной ЧПУ станка и в случае отклонения положения инструментов подают сигнал на его корректировку. Существуют также пассивные системы контроля., связанные либо с остановкой станка для замера обрабаты­ваемой заготовки универсальными средствами, либо со снятием де­тали со станка после обработки (для дальнейших изменений).

Измерительные устройства выполняют прямой, контроль дета­лей, когда они определяют их размеры, и косвенный .контроль, когда они определяют поломку инструментов и их износ. Различают датчики первого типа, которые периодически "ощупывают" заготовку и инструмент, и датчики второго типа, непрерывно измеряющие составляющие силы резания или крутящий момент на шпинделе стан­ка. По результатам измерения последних можно определить состоя­ние режущего инструмента, так как чем более затуплен инструмент, тем больше силы резания и крутящий момент.

Наиболее распространены и перспективны датчика первого ти­па, которые можно разделить на индикаторы контакта (датчики ка­сания) и головки отклонения. Датчики касания состоят из головки и электронного блока. Оснащенный ими станок, работая в режиме координатно-измерительной машины, проверяет линейные размеры обрабатываемых заготовок по направлениям своих координатных осей.

Более широкое распространение получили головки различной конструкции (благодаря своей относительной простоте). Они фик­сирую фактическое положение измерительного щупа, находящегося в контакте с контролируемой поверхностью детали при перемещении рабочего органа станка по управляющей программе. Поэтому

нет необходимости в связи головки с устройством ЧПУ станка, что увеличивает точность выполняемых измерений.

Головку отклонения для определения размеров деталей закреп­ляют в стандартной шпиндельной оправке и при наладке станка по­мещают в одни из гнезд инструментального магазина. Для переме­щения в рабочее положение измерительная головка по заданной программе подается автооператором станка в шпиндель и автомати­чески гам закрепляется. После измерений головка автоматически возвращается в инструментальный магазин.

Для каждого автоматического контрольно-сортировочного устройства характерно наличие повторяющегося через определенные интервалы времени “измерительного периода”, во время которого контролируемое изделие или объект непрерывно воздействует на электроавтоматическую контрольную систёму. Исполнительный орган устройства, представляющий собой, конечное (выходное) звено системы, должен при этом принять вполне определенное состояние, которое в общем случае наступает по прошествии некоторого промежутка времени после окончания измерительного периода и длится также вполне определенный промежуток времени;

д) механической частью и первичным контрольным органом. Использование обратных связей позволяет в значительной мере расширить области применения средств электроавтоматического контроля. Установлено, что контроль преобладающего большинства негеометрических параметров (физических, химических), как пра­вило, сводится к контролю линейных перемещений.

Основная задача первичного измерительного преобразователя заключается в непосредственном измерении контролируемого параметра с образованием на выходе некоторой физической величины, чаще всего электрического напряжения. Эта выходная величина ли­нейно зависит от контролируемого параметра и может изменяться плавно либо принимать скачкообразные (дискретные) значения. По­следнее зависит либо от размера юнтролируемого параметра, либо от того диапазона допуска, в пределах которого находится домини­рующее значение этого параметра. Первичный преобразователь об­разуется из того или иного датчика, непосредственно восприни­мающего величину контролируемого параметра.

Сущность работы первичного измерительного преобразователя контрольно-сортировочного автомата заключается в сравнениях контролируемых параметров детали с параметрами некоторого ка­либрованного образца данной детали и в зависимости от результатов этого сравнения в создании надлежащего командного сигнала, направляющегося к промежуточному преобразователю, связанном с исполнительными органами.

Бурное развитие вычислительной техники, в том числе микро­процессоров, создают широкие возможности для применения гибкого высокоавтоматизированного оборудования в самых различных областях промышленности и прежде всего в машиностроении.

Широкое развитие автоматизации процессов машиностроения, особенно процессов механосборочного производства, связано с созданием технологических систем машин (ТСМ) станочных и сбороч­ных машин, отличающихся сложной структурой и предназначенных для полной обработки деталей, контроля, сборки, испытания изделий. Технологические системы машин широко используются в мас­совом производстве и начинают применяться в серийном и мелкосе­рийном производстве, где они создаются из гибких обрабатываю­щих или сборочных модулей и робототехнических комплексов. Наиболее целесообразно станки с САК режимами работы ис­пользовать для: черновой обработки деталей при значениях коэффи­циента вариации параметров, характеризующих обрабатываемую поверхность и инструмент, кв>0,5, обработки при неравномерности припуска по длине окружности крупногабаритных деталей; обра­ботки в условиях повышенного расхода дорогостоящего инструмен­та; обеспечения процесса шлифования, когда возможно возникнове­ние прижогов; обеспечение процесса глубокого сверления; чистовой обработки при переменной жесткости системы СПИД; высокоточной обработки на прецизионных станках; резки профилей перемен­ного поперечного сечения.

Технические преимущества автоматически управляемых произ­водственных систем по сравнению с аналогичными системами с ручным управлением следующие: более высокое быстродействие, позволяющее повышать скорости протекания процессов, а следова­тельно, и производительность производственного оборудования; бо­лее высокое и стабильное качество управления процессами, обеспе­чивающее высокое качество продукции при более экономном расхо­довании материалов и энергии; возможность работы автоматов в тяжелых, вредных и опасных для человека условиях; стабильность ритма работы, возможность длительной работы без перерывов вследствие отсутствия утомляемости, свойственной человеку.

Человек, управляющий оборудованием, обладает определенной инерционностью. Время инерционности человека определяется задержкой его реакции от момента появления сигнала до момента окончания ответного воздействия. При управлении промышленным оборудованием время инерционности человека порядка 0.8 - I с. а. например, такт выпуска аэрозольного клапана, собираемого на ав­томатической роторно-конвейерной линии, составляет всего 0.06с.

Так как скорость протекания производственных процессов вели­ка и имеет постоянную тенденцию к увеличению, время запаздыва­ния оператора становится лимитирующим фактором в дальнейшем повышении производительности.

Библиографический список

1. Технический контроль в машиностроении: Справочник проектировщика/ Под общей редакцией В.Н.Чупырина, А.Д. Никифорова, - М.: Машиностроение, 1987.-512 с. ил.

2. Дунаев И.М., Скворцова Т,П., Чупырин В.Н. Организация проектирования системы технического контроля. М.: Машинострое­ние 1981.191 с.

3. ГОСТ 17369-85 «Термины и определения».

УДК621.002.56(0753)

Биркин В.И. Смольянинова Е.В.