Контроль качества обработки деталей в организационно-технологической структуре ГПС

Обеспечение гарантированного качества обработки деталей — одно из требований, предъявляемых к гибким производственным системам. Для этого создается система метрологического обеспечения автоматизированного комплекса, осуществляющая профилактику брака (система автоматического контроля — САК). В ее задачи входят:

получение и предоставление информации о свойствах, техническом состоянии и пространственном расположении контролируемых объектов, а также о состоянии технологической среды и производственных условий;

сравнение фактических параметров с заданными;

передача информации о рассогласовании производственного процесса с моделями для принятия решений на различных уровнях управления ГПС;

получение и представление информации об исполнении функций.

Система автоматического контроля должна обеспечивать:

автоматическую перестройку средств контроля в пределах заданной номенклатуры обрабатываемых деталей;

соответствие динамических характеристик САК динамическим свойствам контролируемых объектов;

полноту и достоверность контроля, в том числе контроля преобразования и передачи информации;

надежность средств контроля.

Классификация видов контроля по отдельным признакам приведена в таблице 5.1.

Помимо названных видов контроля в ГПС, необходимо проверять условия производства (запыленность, температуру, влажность и др.), связанные с обеспечением техники безопасности. Основное назначение данного контроля — профилактика или своевременное вмешательство в работу с целью вывода системы в номинальные режимы эксплуатации.

5.1. Классификация видов контроля

Признаки классификации	Вид контроля
Цель контроля	Качество продукции
Работоспособность оборудования
Решаемая задача	Приемочный
Профилактический
Прогнозирующий
Взаимодействие с объектом	Активный: прямой, косвенный
Пассивный: после каждой операции, после нескольких операций
Взаимодействие с объектом	Параметрический: количественный, допусковый, функциональный
Конструктивное решение	Внутренний (самоконтроль)
Внешний
Реализация во времени	Непрерывный (в процессе функционирования)
Переодический (тестовый)

На станках с числовым программным управлением и в обрабатывающих центрах предусматриваются автоконтроль и автодиагностирование, что позволяет мгновенно остановить систему или подать на нее аварийный сигнал в случае разрегулирования серводвигателя и зажимного приспособления, нарушения сигнала обратной связи, перегрева или температурных перепадов, сбоев источника питания, перегрузок, появления постороннего предмета в зоне обработки и др.

Чтобы обеспечить безопасную работу ГПС, необходимо постоянно контролировать фактическое положение всех подвижных элементов. Система контроля должна строиться с использованием дисплеев и средств отображения информации коллективного пользования.

САК контролирует все элементы ГПС и их связи (материальные и информационные потоки), обеспечивая достоверность информации, используемой в системе управления, при этом требуется измерить более сотни физических, химических и технико-экономических величин.

Основной элемент ГПС — автоматическая обрабатывающая ячейка.

Устройства ЧПУ на базе ЭВМ позволили значительно расширить технологические и функциональные возможности станков, которые стали более универсальными (гибкими), производительными, надежными, точными.

Рис. 5.9. Токарный модуль КТ141ПРМ

Рис. 5.10. Автоматизированная измерительная установка фирмы DEA (Италия)

Точность обработки в большей мере определяется качеством статистической размерной настройки станков с ЧПУ: методом полной взаимозаменяемости звеньев системы СПИД, способом настройки инструмента вне станка и на станке, а также системой настройки по результатам измерения деталей на станке.

При реализации первого метода необходимо добиться того, чтобы погрешности всех без исключения звеньев системы СПИД в совокупности не превышали заданный допуск на измеряемый размер, что реализуется технически трудно и со значительными материальными затратами.

Цель настройки инструмента вне станка — устранить первоначальную погрешность установки инструмента, что не может обеспечить заданную точность, так как требуется дополнительная настройка на станке по результатам пробного прохода.

Третий метод наиболее технологичен и хорошо поддается автоматизации. Он обеспечивает измерение и компенсацию первоначальной погрешности установки и износа резца без предварительной его настройки вне станка и выполнения пробных проходов, а следовательно, снимает принципиальные ограничения по диапазону корректируемых погрешностей.

Систему размерной настройки инструмента по результатам измерения деталей на станке при помощи щупового датчика целесообразно использовать при обработке корпусных деталей и при черновой обработке деталей с неравномерным припуском.

Эффективным может быть также решение системы комбинированной настройки детали и инструмента по результатам измерения. На рисунке 5.9 показан токарный модуль КТ141ПРМ, оснащенный системой автоматического управления точностью обработки и контроля за состоянием режущего инструмента с устройством 1 числового программного управления типа 2У32-61 и двумя индикаторами контакта модели БВ-4271 (2 —датчик инструмента, 3 — датчик детали). Геометрические параметры деталей можно контролировать контактными методами — при помощи измерительных щупов (рис. 5.9, б) и бесконтактными — при помощи оптических измерителей размеров с телевизионной измерительной системой, лазерных устройств. Так, разработан лазер Не — Ne, контролирующий диаметры

до 300 мм с погрешностью 1 мкм. Лазерное устройство контролирует валы диаметром от 0,1...15 мм в семи диапазонах с разрешающей способностью от 1 до 10 мкм.

Для контроля сложных изделий, а также выполнения выходного контроля применяют уникальные контрольно-измерительные устройства: измерительные машины, измерительные роботы. Установка повышенной точности «Bravo» (рис. 5.10) фирмы DEA (Италия) содержит два робота 1, действующих по программе, щупы 2 которых со скоростью перемещения до 33 м.мин измеряют деталь по трем координатам X, Y и Z. Направляющие выполнены аэростатическими, применяется пневматическая разгрузка (массы) по оси Y. Установка снабжена микропроцессорной системой управления с большим объемом памяти на магнитных дисках; предусмотрена связь с центральной ЭВМ.

Для грубого межоперационного контроля детали применяют измерительные схваты к промышленным роботам, использующие индуктивные и тактильные датчики. Основное достоинство такого метода — исключение затрат времени на контроль за счет того, что измерение выполняется одновременно с перемещением детали.

Контрольные вопросы и задания. 1. Назовите этапы технологической подготовки производства. Перечислите задачи каждого этапа. 2. Из каких подсистем состоит АСТПП? Каково назначение каждой подсистемы? 3. Какова последовательность подготовки рабочего чертежа к процессу автоматизированного проектирования технологии обработки? 4. Каков порядок разработки алгоритма решения технологических задач? 5. Какие задачи решает система автоматического контроля (САК)?