1.4. Роль контроля и диагностики в автоматизированном машиностроительном производстве

Основой надежной работы автоматизированных систем является непрерывный или периодический контроль за ходом технологического процесса, реализуемых в этих системах. Задача любого процесса контроля сводится к контро­лю точности деталей, точности работы оборудования, выявлению причин отклонения от заданной точности деталей и оборудования, к определению методов и средств контроля. Кроме того, к задачам кон­троля относятся: защита от аварийных ситуаций и адаптация технологического процесса.

Для реализации этих функций в современном производстве актив­но используются микропроцессоры, лазерные системы и другая техника.

Контроль — это проверка соответствия объекта установленным техническим требованиям. Под объектом технического контроля по­нимаются подвергаемая контролю продукция, процессы ее создания, применения, транспортирования, хранения, технического обслужива­ния и ремонта, а также соответствующая техническая документация. Следовательно, объектом, данные о состоянии и свойствах кото­рого подлежат при контроле сопоставлению с установленными требо­ваниями, может быть продукция или процесс.

Контроль в АП бывает межоперационным (промежуточным), опе­рационным (непосредственно на станке), послеоперационным, окон­чательным. Автоматизированному контролю должны подвергаться все элементы технологической системы: деталь, режущий инстру­мент, приспособление, само оборудование. Предпочтительными явля­ются методы прямого контроля, хотя методы косвенного контроля шире используются при контроле инструментов, диагностике состоя­ния оборудования.

Контроль в процессе обработки является одной из наиболее актив­ных форм технического контроля, так как позволяет повысить качест­во выпускаемой продукции при одновременном увеличении произво­дительности труда. Однако на точность обработки с применением ак­тивного контроля оказывают влияние различного рода изменения, происходящие в системе активного контроля и технологической системе. Изоляция станка и управляющего контрольного устройства от температурных влияний, вибраций и других внешних воздействий и стабилизация параметров технологической системы дают положи­тельный эффект, но ограничены техническими возможностями. По­этому разрабатываются самонастраивающиеся системы управляюще­го контроля. Контроль самонастраивающийся управляющий — это управляющий контроль, при котором автоматически изменяются па­раметры настройки средства контроля на основе информации, полу­чаемой при изменяющихся условиях работы, обеспечивая заданную точность при произвольно меняющихся внешних и внутренних возму­щениях. Блок-схема алгоритма самонастраивающегося управляющего контроля приведена на (рис. 1.1).

Необходимо отметить, что степень влияния отдельных возмуще­ний (возмущающих факторов) в различной мере сказывается не толь­ко на стабильности получения заданного уровня качества обрабаты­ваемого изделия, но и на изменении контролируемого параметра в процессе обработки каждой детали. Поэтому основная трудность соз­дания подобных систем заключается в выявлении доминирующих возмущающих факторов, воздействие на которые для управления точ­ностью обработки наиболее эффективно. И главное — это нахожде­ние алгоритма формирования корректирующего сигнала по изменяю­щемуся измеряемому возмущению.

В промышленности, особенно в серийном производстве, применя­ются самонастраивающиеся управляющие системы контроля с кор­рекцией по отклонению измеряемого (контролируемого) параметра качества от заданного значения. Такие системы с коррекцией по поло­жению центра группирования размеров обработанных деталей ком­пенсируют только систематическое смещение размеров обработан­ных деталей.

Для реализации функций контроля необходимы его средства, в со­став которых входят различные измерительные устройства с датчика­ми, устройства сбора и обработки информации, поступающей от изме­рительных устройств, а также устройства реализации выработанных решений. В качестве последнего используется либо сама система ЧПУ оборудования, либо программируемый контроллер, входящий в сис­тему управления автоматизированного комплекса. Работа контроль­ных устройств в РТК является главным источником информации для программного управления, в частности в качестве сигналов обратной связи.

При выборе методов и средств контроля для конкретных автома­тизированных систем необходимо предварительно определять экономический эффект от их применения с учетом реализуемых в системах функций, а также условий эксплуатации этих систем.

Рис. 1.1. Блок-схема алгоритма самонастраивающегося

управляющего контроля

Для всех видов контроля в каждом отдельном случае должны быть выбраны наиболее надежные и допустимые по точности приборы и устройства. В силу этого требования контрольные устройства должны быть просты и иметь требуемую точность измерения.