Основні техніко-організаційні напрями автоматизації контрольних операцій.

Тема: „Метрологічне забезпечення виробництва”.

Лекція №.12

Контрольні операції необхідні для визначення з потрібною точністю параметрів якості виробів з тим, щоб забезпечити випуск придатної продукції і отримувати інформацію про хід технологічного процесу. Призначення системи контролю якості виробів наступне: приймальний і операційний контроль якості виробів з перевіркою відповідності кресленням і технічним вимогам; видача інформації по результатах контролю якості виробів; зберігання інформації про виготовлені вироби (їх конфігурацію, технічні вимоги, результати виконання контрольних операцій і т.д.); проведення настроювання контрольно-вимірювальних пристроїв і виконання правил їх експлуатації.

В цехах може бути організований контроль якості виробів таких видів: в залежності від поставленого завдання – приймальний, профілактичний і прогнозований; в залежності від взаємодії з виробом – активний (прямий і побічний) та пасивний (після кожної операції технологічного процесу або ряду операцій); в залежності від виду вимірювальної інформації – параметричний (кількісний і допустимий) та функціональний; в залежності від конструктивного рішення – внутрішній (самоконтроль) і зовнішній; в залежності від реалізації в часі – безперервний (в процесі функціонування) і періодичний (тестовий).

В умовах автоматизованого виробництва на перший план ставляться завдання автоматизації контрольних операцій шляхом використання автоматичних пристроїв різних типів; які дають змогу знизити трудомісткість контролю і підвищити його якість. Класифікація контрольних пристроїв, що використовуються в механозбірному виробництві, наведена на рис.1. Принцип виконання контрольних операцій, а отже, і відповідного типу контрольного пристрою вибирають в залежності від точності виробів, які виготовляються, їх форми і розміру, кількості контролюючих параметрів, умов вимірювання, необхідної продуктивності і економічності. Допустима похибка методу вимірювання складає не більше 1/10 – 1/15 допуску контролюючого параметру виробу (в ряді випадків 1/6 цього допуску).

Значний ефект досягається при використанні пристроїв активного контролю, які дають змогу контролювати параметри якості в процесі виконання технологічних операцій. Пристрій активного контролю заснований на прямому методі, він встановлений на круглошліфувальному станку. В процесі шліфування наконечники вимірювальної головки постійно контактують з поверхнею деталі, яка виготовляється, цим досягається безпосередній контроль її розміру. При досягненні заданого розміру контрольний пристрій автоматично подає сигнал про закінчення обробки і відведення шліфувального круга.

Пристрої активного контролю, засновані на побічному методі, безпосередньо не стикаються з поверхнею виробу, у зв'язку з тим, що закінчення виконання операції визначається не моментом досягнення заданого розміру, а, наприклад, відстанню, на яку переміщається робочий орган станка, що несе ріжучий інструмент, до упору. Таким чином, вони дають можливість судити про параметри якості виробів, що виготовляються, на підставі інформації про стан елементів технологічної системи.

В пристроях контролю, заснованих на комбінованому методі, використовується як прямий так і побічний методи контролю в процесі технологічної операції.

Автоматичні контрольні пристрої можуть мати контактні та безконтактні датчики (пневматичні, індуктивні, ємкісні і лазерні), з допомогою яких може бути здійснено контроль до обробки або зборки, в процесі обробки або зборки, а також після обробки або зборки.

В ГПС широке поширення знаходять контрольно-вимірювальні машини і спеціальні вимірювальні головки, змонтовані в інструментальній оправці, яка може знаходитись в магазині інструментів на станку.

При контролі виробів на технологічному обладнанні з допомогою вимірювальних головок необхідно мати на увазі, що точність вимірювання залежить від наявності СОЖ і стружки на деталі, температурних деформацій, обумовлених нагріванням як контролюючої деталі, так і станка, точностних параметрів станка, рівня шуму (понад 50 дБ). Крім того, необхідно враховувати, що при такому способі контролю знижується продуктивність технологічного обладнання внаслідок збільшення частки допоміжного часу в штучному часі, що пояснюється не лише введенням додаткових допоміжних переходів, але і зниженням швидкості контрольних переходів, щоб не нагромаджувалась похибка стеження, яка визначається циклом рахунку пристрою ЧПУ. Контроль за допомогою вимірювальних головок здійснюється головним чином при обробці заготовок складних і дорогоцінних деталей після виконання кожного переходу з метою попередження браку, а також заготовок точних деталей на останніх переходах. Інформація, отримана із вимірювальних головок, дає змогу оперативно вносити поправки в керуючу програму пристрою ЧПУ станка.

Рис.1 Класифікація пристроїв автоматичного контролю якості виробів

Вимірювальна головка дозволяє контролювати розміри і відносне положення оброблюваних поверхонь, а також розташування супутника в технологічній системі для внесення корекції перед початком обробки у пристрій ЧПУ станка.

Для забезпечення достовірності інформації процесу вимірювання при наявності СОЖ і стружки під час вимірювання здійснюється обдування стислим повітрям наконечника щупа пристрою. З цією метою механізм затиску інструмента в задній частині шпинделя з'єднують із повітряною сіткою при зажатому інструменті на відміну від стандартних рішень.

Перспективним напрямом скорочення трудомісткості контрольних операцій шляхом зменшення їх кількості являється використання систем адаптивного управління формоутворенням і зборкою, що підвищує якість виробленої продукції і надійність технологічних процесів. Зараз розроблені системи адаптивного управління пружними переміщеннями технологічної системи завдяки зміні розміру статичної і динамічної настройки, швидкості зношування ріжучого інструменту, розмірної настройці та піднастройці технологічного обладнання, а також багатомірні адаптивні системи, які дозволяють керувати одночасно кількома факторами.

Виробничі процеси виготовлення продукції вимагають в ряді випадків контролю параметрів якості не лише в статиці, але і в динаміці, для чого в цехах створюють випробувальні станції та відділення. Випробування ділять на виробничі та експериментальні.

Виробничі дослідження як правило входять у технологічний процес виготовлення деталей і виконуються за два періоди: випробування вхолосту і випробування під навантаженням. Ці періоди нерозривно пов'язані між собою і тому випробування вхолосту і під навантаженням часто проводять на одному випробувальному стенді послідовно.

Експериментальні випробування виробів не пов'язані з виконанням безпосередньо програми цеху і проводяться як правило в експериментальних цехах заводу.