Семестр I Лекция 1
Автоматические средства измерений, контроля и испытаний (СИ) являются неотъемлемой частью технологического процесса. Они должны управлять качеством выпускаемой продукции, обеспечивать объективность измерений, контроля и испытаний, а также повышать производительность труда.
Задачи и компоненты автоматизации измерений, контроля и испытаний
В автоматическом производстве СИ составляют контрольно-измерительный модуль, связанный общей системой управления и транспортом и с общей циклограммой работы. СИ могут быть встроены непосредственно в транспортирующие органы автоматического производства.
К СИ, осуществляющим измерения, контроль и испытания вне зоны обработки деталей, относятся:
измерительные преобразователи, приборы и приспособления;
контрольно-сортировочные автоматы;
измерительно-информационные и измерительно-комплектовочные системы.
По виду выходного сигнала СИ делятся на: аналоговые и дискретные. В аналоговых СИ выходные сигналы в определенных границах могут принимать любое значение, в дискретных СИ выходные сигналы имеют некоторое конечное значение, обусловленное квантованием по уровню.
В зависимости от формы выходного сигнала приборы СИ подразделяют на: аналоговые и цифровые. В аналоговом приборе показания представляются в виде непрерывной функции и, как правило, отсчитываются по шкале с помощью указателя (стрелки). В цифровом приборе выходной сигнал имеет дискретное значение, состоящее из целого числа элементарных квантов и закодированное в определенном алфавите, а его показания представлены в цифровой форме.
В зависимости от числа контролируемых параметров приборы СИ делятся на одномерные и многомерные.
В гибком автоматическом производстве (ГАП) предпочтение отдается цифровым многомерным программируемым и быстропереналаживаемым приборам и приспособлениям.
Контрольно-сортировочные автоматы применяются в крупносерийном и массовом производстве.
Измерительно-информационные системы служат для измерения, обработки результатов измерения и формирования измерительной информации в целях ее использования для управления производством.
По степени автоматизации СИ делятся на: ручные, механизированные, полуавтоматические, автоматические.
В ручных СИ оператор вручную устанавливает деталь на измерительную позицию, визуально производит отсчет и вручную укладывает измеренную деталь в одну из заданных ячеек.
В механизированных СИ измерительная информация, как правило, обрабатывается автоматически, поступая на световые табло или другие регистрирующие устройства, а контролируемая деталь устанавливается и снимается вручную.
В полуавтоматических СИ, как правило, не автоматизирована операция загрузки.
В автоматических СИ все операции транспортирования, измерения, обработки и регистрации измерительной информации полностью автоматизированы.
Подача детали на автоматическое СИ осуществляется либо под действием собственного веса, либо принудительно с помощью транспортеров или манипуляторов. Автоматические СИ с манипуляторами широко применяются в ГАП, где их называют измерительными роботами-контроллерами.
По способу отображения измерительной информации СИ делятся на: показывающие, печатающие (регистрирующие), самопищущие.
В СИ существенное значение имеет взаимосвязь транспортирующей и измерительной цепей. Сигналы измерительной информации могут перемещаться совместно с измеряемой деталью по транспортирующей цепи, а также по отдельной измерительной цепи.
По способу передачи измерительной информации СИ подразделяются на:
средства с централизованной линией передачи сигналов измерительной информации (рис.1);
Рис. 1 СИ с центральной линией передачи сигналов: ИС - измерительная станция; УПУ - усилительно-преобразующее устройство; ПУ - пороговое устройство; ЗУ - запоминающее устройство; ИО - исполнительный орган
средства с индивидуальными линиями передачи сигналов измерительной информации (рис.2).
Рис. 2 СИ с индивидуальными линиями передачи сигналов (обозначения те же, что и на рис.1)
При централизованной линии передачи с измерительной станции ИС через усилительно-преобразующее устройство УПУ, пороговое устройство ПУ, запоминающее устройство ЗУ информация передается к исполнительным органам ИО по общей линии в закодированном определенным образом виде.
В индивидуальных линиях передачи измерительная информация о каждой информационной группе передается по своей линии, число которых равно n-1, n – общее число групп.
Базовые определения (должны были знать вы их)
К основным терминам и определениям, характеризующим работу СИ и их качество, следует отнести:
Измерение - нахождение значений физической величины опытным путем с помощью специальных технических средств.
Контроль - процесс определения соответствия значения параметров изделия установленным требованиям или нормам.
Испытание - экспериментальное определение количественных и/или качественных характеристик свойств объекта испытаний как результат воздействий на него при его функционирований; при моделировании объекта и/или воздействий.
Физическая величина (ФВ) - особенность физических объектов или явлений общая для них в качественном отношении и используемая для количественного выражения. Например: длина, угол, масса, температура и т.д.
Размер ФВ - количественное выражение конкретной физической величины.
Принцип действия средств измерений - физический принцип,
положенный в основу построения средств измерений данного вида.
Метод измерений - совокупность приемов использования принципов и средств измерений.
Измеряемая величина (измеряемый параметр) - величина (параметр) значение которой должно быть определено в процессе измерений.
Измерительная информация - информация о значениях измеряемых физических величин.
Средство измерения - техническое средство, предназначенное для измерений физических величин и имеющее нормированные метрологические характеристики.
Чувствительность - отношение изменения выходного сигнала к вызвавшему его изменению измеряемой величины.
Разрешающая способность - наименьшее изменение входной величины, вызывающее изменение выходного сигнала.
Диапазон измерений - область значений измеряемой величины, для которой нормированы допускаемые погрешности средств измерений.
Погрешность измерений - отклонение результата измерения от истинного значения изменяемой величины.
Проверка средств измерений - определение погрешности средств измерений и установление их пригодности к применению.
Выборка - деталь или определенная совокупность деталей, отобранных для измерений или контроля из партии или потока продукции.
Объем выборки - число деталей составляющих выборку.