1. Досвід виробництва будь-якої промислової продукції показує, що отримати деталі, абсолютно однакові по розмірах, неможливо.
Якщо навіть технологічний процес, машини, інструмент залишаються незмінними, все ж таки розміри деталей завжди відрізняються, тобто мають місце виробничі похибки.
Похибки розмірів можуть виникати як при обробці, так і при контролі деталей. Ті та інші похибки мають в основному однаковий характер і підкоряються одним і тим же закономірностям.
Ці похибки виникають по різним причинам. Одні з них діють в постійному напрямі, відповідно викликаючи відхилення розмірів завжди в один бік. Наприклад, знос токарного різця викликатиме систематичне збільшення, за незмінних інших умов, діаметру оброблюваних деталей. Також односторонньо і систематично впливає на деякі розміри деталей зміна розмірів і геометрії ріжучих інструментів при переточуванні і ін. Причини цього роду не випадкові, їх прийнято називати систематичними.
Хоча й після усунення систематичних похибок розміри виробів все одно будуть різні, тому що існують ще випадкові похибки.
2. У виробничому процесі похибки розподіляють на систематичні і випадкові.
Систематичні похибки діють в постійному напрямі, відповідно викли-каючи відхилення розмірів завжди в один бік. Наприклад, знос токарного різця викликатиме систематичне збільшення, за незмінних інших умов, діаметру оброблюваних деталей. Також односторонньо і систематично впливає на деякі розміри деталей зміна розмірів і геометрії ріжучих інструментів при переточуванні і ін. Хоча такі похибки можна усунути на відміну від випадкових. До випадкових похибок можна віднести: погрі-шності устаткування, коливання режимів роботи, погрішності інструменту, недоліки робочого пристосування, неоднорідність матеріалу виробу, по-милки робітника, погрішності вимірювальних приладів та інші. Виникнен-ня випадкових похибок усунути неможливо, так як ми не знаємо кількість діючих чинників, всі ці чинники впливають на загальну похибку однаково, тобто серед них немає домінуючих і всі вони є взаємно незалежними.
3. Однією з відмінностей систематичних похибок є те, що вони діють в постійному напрямі, відповідно викликаючи відхилення розмірів завжди в один бік. Наприклад, знос токарного різця викликатиме систематичне збільшення, за незмінних інших умов, діаметру оброблюваних деталей. Ці похибки можливо частково прогнозувати так як їх характерною власти-вістю є їх зразкова повторюваність, що дозволяє розглядати їх як законно-мірні. Разом з тим повна повторюваність систематичних похибок є практично недосяжною. Хоча такі похибки можна усунути на відміну від випадкових. До випадкових похибок можна віднести: погрішності устат-кування, коливання режимів роботи, погрішності інструменту та інші. Виникнення випадкових похибок усунути неможливо, так як ми не знаємо кількість діючих чинників, всі ці чинники впливають на загальну похибку однаково, тобто серед них немає домінуючих і всі вони є взаємно незалежними.
4. Підвищення вимог до якості продукції, точності виготовлення деталей машин викликає необхідність підвищення точності їх вимірювань тобто контролю. Контроль є невід'ємною і важливою частиною технологічного процесу. Основне призначення технічного контролю у всіх його різновидах - стежити за ходом технологічного процесу, регулюючи якість продукції. Контроль виявляє порушення нормального ходу процесу, що виявляються у виході контрольованих параметрів об'єктів контролю за встановлені межі. На основі інформації, отриманої за наслідками кон-тролю, проводиться підналагоджування, тобто регулюється хід процесу.
Контроль параметрів технологічних процесів, оброблених деталей і виробів, запиленості і загазованості атмосфери цеху є невід'ємною частиною сучасного виробництва. Очевидно, що в будь-якому автома-тизованому виробництві контроль також має бути автоматизований.
5. При здійсненні технічного контролю виконуються наступні етапи:
1 - вимірювання контрольованого параметра (розмір, температура і т.д.);
2 - порівняння його із заданим значенням;
3 - прийняття рішення про відповідність контрольованого параметра за-даному і вироблення необхідної команди;
4 - реалізація рішення (команди) за допомогою відповідного виконавчого органу.
6. При технічному контролі найбільш часто перевіряються наступні параметри:
1) лінійні і рідше кутові розміри оброблюваних деталей;
2) геометричні параметри деталей, такі як прямолінійність, перпенди-кулярність, співвісність, конусність і т.п.;
3) якість обробленої поверхні - шорсткість, хвилястість і т.п.;
4) фізичні властивості оброблюваних деталей:
· механічні - пружність, твердість, втомна міцність;
· магнітні - магнітний опір, магнітна проникність, коерцитивна сила;
· електричні - електроопір (електропровідність);
· корозійна стійкість;
і т. ін.;
5) споживана потужність на технологічний процес;
6) параметри технологічного процесу - зусилля, тиск, температура;
7) економічні показники - продуктивність, чистий час роботи машин, верстатів, устаткування.
7. Пристрій вимірювання контрольованого параметра є початковою ланкою у всьому контрольному органі. Цей пристрій формує вхідну інфор-мацію для контролюючої системи, і від правильності і чіткості роботи цьо-го пристрою залежатиме працездатність всієї системи. Разом з тим, вимірювальний пристрій працює в найважчих умовах, оскільки йому доводиться взаємодіяти із зовнішніми діями і, залежно від пристосованості до зовнішнього оточення, визначатиметься працездатність пристрою.
Конструкція вимірювального пристрою в значній мірі залежить від вживаного методу вимірювання при контролі. В залежності від методу вимірювання існують наступні види контролю:
- по взаємодії з об'єктом: контактні і безконтактні;
- за способом вимірювання: абсолютні і диференціальні;
- по режиму роботи перетворювача: масштабні, компенсаційні і граничні
- по вимірюваному параметру: прямі і непрямі;
- по місцю здійснення: суміщені і винесені.
8. Датчик є першим елементом, встановленим в технологічному устаткуванні і сприймаючим контрольований параметр. Він перетворює вимірювані фізичні величини в сигнали, зручні для подальшої передачі у пристрої, що вимріють ці величини або управляють всім процесом. Вимірюваними параметрами при здійсненні контролю є геометричні розміри, переміщення, швидкість, температура, зусилля, тиск та інші.
До основних ознак, за якими можна класифікувати датчики відносяться:
- принципу дії (параметричні і генераторні);
- вид вхідного сигналу (температура, тиск, розрідження, щільність, пере-міщення, швидкість і так далі);
- вид вихідного сигналу (зміна опору, ємності, індуктивності і т.д.)
9. Вимірювальні схеми є одним з основних елементів для перетворе-ння інформації датчиків - виділення корисного сигналу, тобто відділення його від перешкоди і непотрібної інформації.
Схеми вимірювання можна розділити на дві великі групи:
1. Схеми безпосереднього вимірювання,
2. Схеми порівняння.
Перші проводять безпосереднє
вимірювання вихідного сигналу датчика. Блок-схема вимірювальної системи з такою
схемою вимірювання приведена на рис. 1. Тут сигнал від датчика повністю, після
формування, необхідного перетворення і посилення для роботи подальших елементів
формуючим пристроєм ФП, подається на виконавчий пристрій ВП. Такі системи
зазвичай мають справу з досить широким діапазоном зміни вхідного (вимірюваного)
параметра, коли точність вимірювання не дуже висока, а співвідношення
сигнал/шум достатньо велике.
Вищу точність роботи можна
досягнути використовуючи схеми порівняння. Блок-схема такої системи
представлена на рис.2. Тут сигнал від датчика Д поступає на схему порівня-ння
С.П, яка проводить порівняння сигналу, що поступив, з еталонним, формованим
калібрувальним блоком БК. Потім сигнал подається на формуючий пристрій ФП і
потім на виконавчий пристрій.
Для отримання вищої чутливості у вузькому діапазоні вимірюваного параметра і зниження впливу перешкод і використовуються схеми порівняння, основними з яких є: мостові, диференційні і компенсаційні.
10. Блок перетворення БП є одним з елементів автоматичного кон-трольного пристрою. Після того як автоматичний вимірювальний пристрій АВП проводить вимірювання контрольованого параметра і перетворює його в електричний сигнал, блок перетворення БП одержує сигнал від датчика і перетворює його в інформацію, зручну для всієї автоматичної системи контролю і передає цей сигнал пристрою порівняння ПП. Пристрій порівняння зіставляє отриману від БП інформацію із заданим значенням і результати порівняння передає вирішальному пристрою ВП. Вирішальний пристрій на основі отриманої інформації про виникле розузгодження приймає рішення і формує відповідну команду для виконавчого пристрою Вик. Виконавчий пристрій реалізує команду, виконуючи відповідні дії з усунення або запобігання браку, тобто досягненню заданих умов виконання технологічного процесу.
11. Залежно від реакції автоматичної системи контролю розрізняють два способи контролю: диференційований і інтегральний.
При диференційованому способі автоматична система контролю прий-має рішення і реалізує їх на підставі кожного вимірювання, на відміну від інтегрального, де автоматична система контролю приймає і реалізує рішення на основі декількох вимірювань.
Диференційований спосіб дозволяє швидше реагувати на виникаючі відхилення в технологічному процесі, але можлива передчасна реакція і невиправдані дії. Інтегральний спосіб більш інерційний і реакція на відхилення відбувається повільніше, проте, він більш захищений від ви-падкових погрішностей.
По дії на технологічний процес автоматичні методи контролю можуть бути розділені на пасивні та активні.
При пасивних методах автоматична система контролю не змінює техно-логічний процес, а лише пристосовує контрольовані вироби до прийнятого технологічного процесу, результати контролю враховуються для подальшої обробки, але безпосереднього автоматичного впливу на поточний процес не відбувається. Для пасивних методів контролю відсутній зв'язок в часі, тобто технологічний процес і вимірювання не зв'язані жорстко в часі і можуть існувати незалежно.
При активних методах автоматична система контролю через виконавчий пристрій проводить корегування поточного технологічного процесу з метою здійснення оптимальних умов обробки і отримання заданих результатів. Активні методи є вищою формою автоматичного контролю, оскільки дозволяють впливати на хід технологічного процесу з метою отримання високої якості і високої продуктивності. Для активного методу характерний взаємозв'язок часу технологічного процесу і процесу вимірювання.
12. Автопідналагоджувачі – це активні автоматичні системи контролю з подачею дії, що управляє процесом назад. Такі системи зазвичай вико-ристовують інтегральний спосіб контролю і застосовуються в тих випадках, коли йде однотипна обробка з повільним відхиленням із-за зносу інструменту.
Автопідналагоджувачам притаманний ряд недоліків. Умови контролю в цих пристроях відмінні від умов експлуатації; вони компенсують, по суті, лише систематичні похибки, такі, як знос ріжучого інструменту і деформації деталей верстата, складові розміри яких входять в ланцюг, визначальну одержуваний розмір деталі. Точність контролю у цих пристроях залежить від величини підналагоджувального імпульсу. Автопідналагоджувачі вимагають додаткових транспортуючих і базуючих елементів; вони володіють великим часовим запізненням, так як контроль можливий або після знімання чергового шару металу, або після обробки однієї або декількох деталей. Тимчасове запізнення призводить до того, що профілактичне втручання при роботі з автопідналагоджувачами можливо лише в процесі обробки чергової заготовки.
13. В процесі загальної автоматизації
контролю автоматичний контрольний пристрій повинен не тільки провести
вимірювання контрольованого параметра, але порівняти його із заданим, ухвалити
певне рішення і виконати його.
Пристрій складається з наступних вузлів. Авто-матичний вимірювальний пристрій АВП, що про-водить вимірювання контрольованого параме-тра і перетворення його в електричний сигнал. Блок перетворення БП, одержуючи сигнал від датчика, перетворює його в інформацію, зручну для всієї автоматичної системи контролю і передає цей сигнал пристрою порівняння ПП. Пристрій порівняння зіставляє отриману від БП інформацію із заданим значенням і результати порівняння передає вирішальному пристрою ВП. Вирішальний пристрій на основі отриманої інформації про виникле розузгодження приймає рішення і формує відповідну команду для виконавчого пристрою Вик. Виконавчий пристрій реалізує команду, виконуючи відповідні дії з усунення або запобігання браку, тобто досягненню заданих умов виконання технологічного процесу. Штриховими лініями показані можливі (альтернативні) дії.
14. Методи контролю в залежності від способу взаємодії з об'єктом поділяються на: контактні та безконтактні.
Контактні вимірювальні пристрої здійснюють вимірювання при безпосередньому контакті
з контрольованим об'єктом. Для вимірювання розмірів вони достатньо прості по конструкції і дозволяють отримати порівняно великий вихідний сигнал. Проте вони в значній мірі схильні до зносу, із-за якого можуть втратити точність вимірювання. До контактних вимірювальних пристроїв для вимірювання розмірів відносяться різні системи важелів з перетворювачами.
Безконтактні вимірювальні пристрої дозволяють здійснювати вимірювання без контакту з досліджуваним об'єктом, унаслідок чого вони не зношуються і тривалий час зберігають початкову точність. Проте, такі пристрої складніші, дорожче і, із-за наявності проміжного середовища, можуть виявитися менш точними. У таких вимірювальних пристроях використовуються фотоелектричні, індуктивні, лазерні, радіоактивні, пневматичні і тому подібні перетворювачі.
15. По дії на технологічний процес автоматичні методи контролю можуть бути розділені на: пасивні та активні.
При пасивних методах автоматична система контролю не змінює технологічний процес, а лише пристосовує контрольовані вироби до прийнятого технологічного процесу. В цьому випадку вона або вирішує подальшу обробку, розбиваючи вироби на придатні і брак, або забезпечує подальший технологічний процес, розділивши всі вироби на різні групи.
При пасивних методах контролю результати контролю враховуються для подальшої обробки, але безпосереднього автоматичного впливу на поточний процес не відбувається. Для таких систем частіше застосовується диференційований спосіб контролю.
Головною перевагою засобів активного контролю є оперативність управління, негайне втручання в хід технологічного процесу при його відхиленні від заданих параметрів з метою відновлення нормального ходу технологічного процесу. Контроль за допомогою активних засобів є найбільш прогресивним. Його особливо доцільно застосовувати на остаточних операціях, де потрібна висока точність, оскільки подальшій обробці деталь не підлягає.
Активні методи є вищою формою автоматичного контролю, оскільки дозволяють впливати на хід технологічного процесу з метою отримання високої якості і високої продуктивності. Для них може застосовуватися як диференційований, так і інтегральний способи контролю.
16. Оскільки управління (контроль) здійснюється на підставі вимірювання контрольованого параметра, то помилки у вимірюванні приводитимуть до помилок в управлінні. Оскільки контрольований параметр не є ізольованим, то на нього діє цілий ряд побічних чинників. Так при точінні, діаметр оброблюваного валика залежить не тільки від початкового положення інструменту, але і від силових і теплових деформацій виробу, верстата, інструменту, які у свою чергу залежать від матеріалів, припуску, стану ріжучої кромки інструменту і тому подібне.
У зв'язку з цим, залежно від реакції автоматичної системи контролю розрізняють два способи контролю: диференційований і інтегральний.
При диференційованому способі автоматична система контролю приймає рішення і реалізує їх на підставі кожного вимірювання.
При інтегральному способі автоматична система контролю приймає і реалізує рішення на основі декількох вимірювань (або декілька вимірювань одного параметра для одного об'єкту, або вимірювання різних параметрів одного об'єкту, або вимірювання одного параметра у декількох об'єктів).
Диференційований спосіб дозволяє швидше реагувати на виникаючі відхилення в
технологічному процесі, але можлива передчасна реакція і невиправдані дії.
Інтегральний спосіб більш інерційний і реакція на відхилення відбувається повільніше, проте, він більш захищений від випадкових погрішностей.
18. На шліфувальних
верстатах деталі обробляють за один або кілька робочих ходів. Тому системи
автоматичного забезпечення точності будуть різні в залежності від методу
обробки. Для автоматичної підтримки заданої точності обробки на шліфувальних
верстатах застосовують прилади активного контролю, що подають сигнал на автопідналагоджування
верстатів. На рис. показана схема автопідналагоджувача до
плоскошліфувальних верстатах. Деталі 3 закріплюють на круглому обертовому
магнітному столі 2. Після обробки вони потрапляють на вимірювальну позицію.
Якщо розміри деталі внаслідок зносу шліфувального круга стануть більше заданих,
підніметься важіль 4 і через тягу 5 перемкне мікроперемикач 6. Включиться
електро-магнітна муфта 7 і через черв'ячну пару 8 гвинт 9 отримає обертання,
щоб салазки 10 разом зі шліфувальної бабкою 1 опустилися вниз. Повільне
переміщення триватиме на величину підналагодження. У цій схемі доводиться
враховувати труднощі, що виникають при контролі розмірів деталей. Через
проміжків між деталями, що рухаються зі столом, виникають поштовхи в
вимірювальної системі, що може позначитися на точності вимірювання. Необхідно
враховувати наявність декількох деталей між зоною обробки і вимірювання, тобто
можливе запізнення в подачі сигналу на підналадку, а також труднощі повільного
переміщення важкого вузла шліфувальної бабки.
19. Складання - це завершальний і визначальний етап виробничого проце-су. Від нього залежить якість виробів і їх випуск в задані планові терміни.
Автоматичне складання є технологічним процесом, в якому всі основні і допоміжні роботи по складанню виробу, а також роботи по транспорту-ванню виробу і деталей в процесі складання виконуються без безносе-редньої участі робочого. Ознакою, що визначає автоматичне складання, є відсутність робочого, безперервно пов'язаного із складанням виробу.
Автоматизація складання забезпечує підвищення якості виробів, збільшення продуктивності праці, зменшення собівартості складальних робіт, вивільнення робочих, полегшення і оздоровлення умов праці, зменшення виробничих.
Технологічний процес автоматичного складання може бути диференційований на ряд взаємозв'язаних технологічних етапів, які повинні виконуватися в суворій послідовності:
1) подача деталей на робочу позицію;
2) установка і базування деталей і вузлів, що складаються, в складальних головках, блоках і позиціях;
3) взаємна орієнтація поверхонь деталей і вузлів, що складаються;
4) сполучення деталей, що складаються;
5) закріплення деталей, які складаються;
6) контроль комплектності і якості виробу, що вже складений;
7) знімання складеного виробу і транспортування його на наступну складальну позицію.
Найбільшу трудність при автоматизації складання становлять перші три етапи процесу внаслідок великої різноманітності деталей, що складаються.
20. Подача деталей на робочу позицію може розкладатися на два підета-пи: подача деталей до місця складання і подача деталей в зону верстата.
Подача деталей до місця складання залежно від ступеня автоматизації процесу складання здійснюється в строго певному положенні з бункерних або магазинних завантажувальних пристроїв, спеціальними механізмами або вручну.
Різновиди способів подачі деталей до місця складання представлені на рис.
Для деталей, що складаються і унеможливлюють використання бункерних завантажувальних пристроїв або магазинів, іноді застосовують квазібезперервні способи подачі, де деталі, що складаються, вирубуються з листа або стрічки або наклеюються на них і подаються до місця складання разом із стрічкою, що їх несе.
Потім деталь, що входить до складального процесу, необхідно подати в зону на складальну позицію. Цей рух може бути здійснений за допомогою спеціального механізму, за допомогою промислового робота або вручну.
Подача деталей в зону складання
ручна промислові роботи спеціальні механізми