9. Самоналагоджувальні контрольні системи

9.1. Класифікація та характер роботи систем

Самоналагоджувальні контрольні системи є системами автоматичного контролю та керування, які здатні самостійно змінювати власні параметри налагодження, забезпечуючи задану точність обробки при довільних змінах зовнішніх та внутрішніх умов.

Ступінь автоматизації самоналагоджувальних систем визначається економічними міркуваннями. Для процесів, що протікають з великою швидкістю (наприклад, в масовому виробництві), доцільне застосування повністю автоматичних самоналагоджувальних пристроїв.

Задача автоматичного налагодження об'єкта контролю та керування значно спростилася б, якщо параметри його налагодження, а отже і задані розміри оброблюваної заготовки, змінювались би за певним законом. Але така зміна на практиці зустрічається вкрай рідко, що обумовлює необхідність створення досить складних самоналагоджувальних контрольних систем.

Самоналагоджувальні контрольні системи відносяться до вимірювальних систем автоматичного керування, що забезпечують найбільш оптимальний режим для керованого об'єкта. Дані системи при змінних умовах можуть здійснювати налагодження програми, параметрів або структур. В наш час основним видом розглядуваних систем є системи самоналагодження параметрів, що оснащені автоматичними коригувальними пристроями.

Система окрім звичайного замкненого ланцюга регулювання може мати ще і замкнений або розімкнений ланцюг налагодження. При цьому розрізняють два основні методи здійснення корекції. Згідно із першим методом регулювання за відхиленням, контролюють зміну основного вихідного параметра (наприклад, якості) і здійснюють регулювання елементів ланцюга налагодження. При використанні другого методу регулювання за збуренням контролюють основні параметри вхідних впливів (наприклад, амплітуду вібрацій) і якщо потрібно приводять їх в допустимі межі, при цьому похибка компенсується лише частково, залежно від кількості врахованих факторів. Різновидами першого методу прийнято вважати спосіб зразкових сигналів та спосіб зворотного перетворення. У випадку реалізації останнього способу параметри коригувального впливу визначають за результатами вимірювання характеристик кожного з факторів, що впливають на об’єкт контролю.

Самоналагоджувальні контрольні системи діляться на системи безперервної дії, в яких сигнал корекції або налагодження подається безупинно, та системи дискретної дії, в яких сигнал на регулятор подається через певні проміжки часу (їх величина вибирається залежно від заданої точності налагодження). Більшість самоналагоджувальних систем відносяться до пристроїв дискретної дії, що забезпечують періодичний контроль заготовок у процесі обробки на верстатах або їх післяопераційну перевірку з метою відбраковування.

Самоналагоджувальні системи одного і того самого типу контролю можуть бути настроєні на роботу із забезпеченням різної точності обробки, яка установлюється згідно із спеціальною програмою або залежить від зміни розміру заготовки. Самоналагоджувальні системи можуть працювати при: постійній точності обробки, що підтримується, наприклад, шляхом контролю розмірів оброблених заготовок; корекції точності при виведенні заготовки на позицію вимірювання; самоперевірці і подальшій корекції за упором або за зразковим сигналом, відтвореним спеціальним блоком.

Ряд самоналагоджувальних контрольних систем, зокрема із програмним керуванням, оснащуються вимірювальними наконечниками зі значним робочим ходом. При цьому використовуються також аналогові системи, побудовані на індуктивному і ємнісному принципах або системи з дискретним перетворенням лінійної величини, що безупинно змінюється (системи з індуктивними гвинтовими перетворювачами та фотоелектричними растровими перетворювачами).

Якщо межі вимірювань відносно невеликі, самоналагоджувальні системи включають блок безперервної або дискретної зміни задавального сигналу в складі набору східчастих зразків. Системи даного виду застосовуються, головним чином, в умовах дрібносерійного виробництва, що вимагає частого переналагодження.

Самоналагоджувальні системи з корекцією точності налагодження за заготовкою компенсують вплив на неї таких систематичних факторів, як інерційні зусилля, затуплення ріжучого інструменту й т.п. Однак такі системи піддаються також впливу випадкових факторів: зміна форми заготовки в межах кожного її ступеня, зміна температури тощо. Найбільш ефективним видом налагодження за еталоном є динамічне налагодження, при якому еталон на вимірювальній позиції переміщується (обертається) з тою ж швидкістю, з якою рухається контрольована заготовка. При налагодженні за упором відхилення від точності обробки можуть компенсуватись лише частково. Наприклад, може бути усуненим вплив змін температури на вимірювальний наконечник або дрейф нуля, обумовлений зміною робочих параметрів електросхеми й т.п. Двоточкові пристрої активного контролю включають первинну і вторинну вимірювальні головки, що установлюються в двох позиціях - робочій та повторного огляду. В робочій позиції за допомогою первинної головки здійснюється контроль розміру оброблюваної заготовки з подальшим керуванням технологічним процесом, на позиції повторного огляду з використанням вторинної головки перевіряється параметр заготовки після завершення її обробки. Далі за результатами контролю проводиться корекція точності налагодження первинної головки.