Вопросы к Государственному экзамену по спец.Т.03.01.01 «Технология машиностроения» (Автоматизация производственных процессов в машиностроении)

1. Этапы развития автоматизации.

2. Средства автоматизации в различных типах производства: универсальные станки с ручным управлением, универсальные станки-автоматы и полуавтоматы, специализированные и специальные автоматы, агрегатные станки, автоматические линии, из агрегатных, специальных и универсальных станков, станки и станочные комплексы с ЧПУ, многоцелевые станки, ГПС.

3. Классификация рабочих машин по степени непрерывности их работы: дискретные, непрерывные, квазинепрерывные (роторные). Производительность и точность машин.

4. Классификация рабочих машин по степени автоматизации: универсальные, циклические, рефлекторные, самонастраивающиеся.

5. Закон производительности рабочих машин. Цикловая и технологическая производительность. Коэффициент производительности. Эволюция развития рабочих машин.

6. Фактическая производительность рабочей машины. Потери времени Коэффициенты, характеризующие производительность.

7. Надежность рабочих машин. Показатели надежности: безотказность, долговечность, ремонтопригодность.

8. Последовательность разработки автоматизированного технологического процесса

обработки детали. Циклограмма работы автомата или участка линии.

9. Автоматические линии. Классификация. Структурные варианты построения

автоматических линий.

10. Гибкие производственные системы Классификация по организационному признаку.

11. Автоматические загрузочные устройства. Назначение, основные функции, классификация.

12. Средства межстаночного транспортирования деталей в автоматизированном производстве: конвейеры, манипуляторы, роботы, самоходные транспортные тележки.

13. Электроконтактные измерительные преобразователи, основные типы. Область применения.

14. Пневматические измерительные преобразователи. Достоинства и недостатки. Основные типы.

15. Индуктивные измерительные преобразователи. Основные типы. Область применения.

Вопрос 1- средства автом.-го управления и контроля:датчики,промежуточные звенья,реле,усилители.

Датчик – устройство, служащее восприятия определённой информации, поступающей на его вход в виде контролируемой инфизической величиной и преобразующей эту величину в другую, появляющуюся на выходе в виде сигнала (импульса, команды), удобного для дальнейшей обработки и дистанционной передачи.Выходная величина – неэлектрическая контролируемая величина линейного перемещения части станка, величина скорости, температуры, размера детали, силы от гидрораспределителя пневмосистемы. Выходная величина – это преобразованная входная величина, переданная на исполнительное промежуточное звено. Выходные сигналы бывают: электрические, гидравлические, пневматические, механические, радиоактивные и всевозможные их сочетания. Выпускаемые промышленностью датчики обладают малыми габаритами, массой и инерционностью (т.е. времени на преобразование входной величины и выходного сигнала). Имеют диапазоны измеряемых величин и различную цену деления приборов для их настройки. Соответственно информации, полученной на входе датчики разделяют на: путевые, дающие сигнал когда движущаяся часть подойдет к заданному положению (суппорт, стол, револьверная головка); размерные, дающие выходной сигнал, когда измеряемый размер достигнет заданной величины); силовые (дающие выходной сигнал когда силы в гидро-, пневмосистеме достигает заданной величины); скоростные ( дают выходной сигнал когда скорость сборочное единицы или детали машин достигает заданной величины); температурные ( дают выходной сигнал, когда температура масла, воздуха достигает заданной величины.

ПУТЕВЫЕ ДАТЧИКИ.

По принципу действия различают:- механические; - гидравлические;-пневматические;

- электрические.

Электрические путевые датчики используют в виде конечных выключателей ограничивающих и прекращающих движение частей станка если они доходят до крайних положений переход за которые может вызвать поломку станка. Применяются для включения (выключения),изменения скорости рабочих органов станка, для них входящая величина это перемещение движущейся части действующего станка.

Индуктивные датчики имеют ряд преимуществ перед переключателями:

- высокая чувствительность, вследствие большого количества витков,

- отсутствие контакта, благодаря чему обеспечивается большая стабильность работы при многократном включении и выключении цепи управления. Индуктивные датчики широко применяются в системах точного отсчёта и копировальных устройствах станков. В последних распространены датчики, в которых сигнал получается не за счёт изменения длины зазора, а за счёт изменения площади возникающего зазора. Чувствительность таких датчиков увеличивается путём снижения магнитного сопротивления в возрастающем зазоре, путём увеличения рабочих граней. Для этого полюсное положение на сердечниках якоря выполняют неплоскими, а зубчатыми.

Гидравлические, пневматические путевые датчики.

В гидравлической системе рабочей жидкостью чаще всего служит масло, поэтому выходной сигнал у гидравлического датчика – это величина расхода или величина давления масла. Масло подается в гидравлику по трубам от гидронасоса. Поэтому гидравлические датчики получают на входе информацию в виде перемещения упоров, превращая её в выходной сигнал в виде включения или изменения направления потоков масла. Такими датчиками являются направляющие гидравлические распределители, открывающие или перекрывающие канал, подводящий масло. Пневматические путевые датчики используют в виде направляющих, служат для изменения направления воздуха подаваемого по пневмолинии к исполнительному звену.

Размерные датчики.

размерные датчики служат для контроля линейных и угловых размеров. Измерения чаще всего косвенные. То есть измеряется расстояние или положение детали относительно измерительной базы: фиктивной плоскости, линии или точки. Диаметр, длину, ширину, толщину, высоту и др. величины.

Фотоэлектрические размерные датчики

Используется в приборах предназначенных для контроля автомата или для контроля непосредственного измерения детали. Недостаток: низкая точность прибора из-за влияния яркости источника излучения и посторонних излучений. Практическое применение нашли автореле, которое фиксирует наличие или отсутствие потока излучения. Поэтому они встраиваются в контрольный прибор, чтобы подать сигнал при определённых размерах детали, измеряемые различными пружинными механизмами.

Скоростные датчики

Скоростные датчики подают сигнал при достижении частью машины определенной скорости V. Широко применяются индуктивные, реже центробежные датчики (не обладают большой точностью). Индуктивные датчики основаны на свойстве возникновения ЭДС само- и взаимоиндукции при изменении скорости. Такими датчиками служат тахометры, сельсины.

Тахометры – это малые электромагниты, они бывают постоянного и переменного тока.

Промежуточные звенья.

Промежуточные звенья – это устройства служащие для усиления, ослабления, задержки на некоторое время сигнала, изменения характера сигнала, поступает от датчика к промежуточному звену. Первыми являются количественными, вторые – качественными преобразователями сигнала. Необходимость применения преобразователей в схемах автоматического контроля объясняется рядом причин. Некоторые датчики имеют малый выходной сигнал не позволяющий приводить в действие исполнительное звено, поэтому такой сигнал следует усилить. Например электродвигатель работает при напряжении до 36 В, а исполнительные звенья в 220-380 В, следовательно сигнал датчика – ток малого напряжения . Ряд исполнительных звеньев при давлении 0,2 МПа, а давление, поступающее в пневмосистему 0,4 – 0,6 МПа поэтому перед исполнительным звеном должен стоять уменьшитель (клапан), сигнал от рассматриваемого датчика следует задержать на несколько секунд перед остановкой станка, для того чтобы инструмент мог отойти от детали. Такое промежуточное звено называется реле времени. Промежуточное звено часто называют реле.

Магнитные усилители.

Применяются для автоматизации крупных машин и установок мощностью 1000000 кВт ( подъёмники, конвейеры и т.п.). Они применяются в точных измерительных установках, мощность которых – доли ватт. Магнитные усилители способны усилить сигнал постоянного тока мощностью 9 в степени (-19) Вт. Такие усилители состоят из ферромагнитного сердечника с двумя обмотками, включающимися в цепь постоянного тока. Так как ферромагнитные материалы обладают нелинейной зависимостью магнитной индукции от напряжения магнитного поля.

Магнитные усилители дешевы, надёжны в работе и просты в эксплуатации. Объясняется это тем, что они не имеют движущихся частей, могут работать в широком диапазоне температур, давления, влажности т.к. отсутствуют источники искрения. Такие усилители имеют высокий КПД, позволяют создавать бесконтактные Системы автоматического управления, отличаются большой надёжностью.

Электромагнитные усилители.

Это установки, представляющие собой генераторы постоянного тока, ротор которого соединён с электродвигателем, изменяющего ток в обмотке генератора, получая изменения величины и знака выходного напряжения на выходе. Электромагнитные усилители обладают высоким коэффициентом усиления до 12.000 раз и высокой способностью к перегрузкам. К электромагнитным усилителям относятся гидроусилители. Они служат для увеличения давления или размера рабочей жидкости , поступающей от датчиков под небольшим давлением.

Усилители со струйными трубками надёжны в работе, имеют простую конструкцию и удобны в эксплуатации. Они обычно применяются в широкопрофильных суппортах станков.

Широкое использование на производстве получили гидравлических и пневматических усилителей типа сопло/заслонка.

В точных системах применяются электронные реле времени, которые обладают большой точностью и стабильностью.