книги из ГПНТБ / Регулирование качества продукции средствами активного контроля

то уменьшается влияние случайной составляющей погрешности на­ стройки. Кроме того, при усредненных подналадках уменьшается также влияние погрешности обратного хода измерительных систем.

Суммарные погрешности при подналадках по положению цент­ ра группирования имеют такую же структуру, как и при подналадке

® 0

в величинах третьего и четвертого слагаемых, которые уменьшают­ ся при усредненных подналадках. Поскольку удельный вес четвер­ того слагаемого весьма невелик, то погрешности при различных ме­

128

На рис. 51 изображены схемы измерения при подналадке по скользящей средней индуктивным и пневматическим методами. В первом случае катушки отдельных индуктивных датчиков соеди­ нены последовательно и ток, возникающий в диагонали моста, про­ порционален сумме токов отдельных датчиков, т. е. пропорционален среднему размеру выборки. Напряжение с диагонали моста посту­ пает или в отсчетный прибор, или после усиления в исполнитель­ ные органы станка.

Во втором случае возникающее в измерительной камере давле­ ние h пропорционально суммарному расходу воздуха из выходных сопел, т. е. также пропорционально среднему размеру выборки. Следует отметить, что при этом Es = Е. Изображенные на рисунке приборы являются суммирующими, поэтому при визуальных изме­ рениях средних шкалы приборов должны быть проградуированы

в значениях

На рис. 52 изображена схема подналадки по скользящей медиа­ не с использованием одного электроконтактного датчика, разрабо­ танная применительно к контролю деталей, которые последователь­

схеме не показан) поочередно замыкаются контакты /—6, в резуль­ тате чего каждая из половин триодов последовательно находится под током. При разомкнутом контакте датчика лампы заперты, при

сопротивления R, включенные в цепь исполнительного реле PC (ре­ ле срабатывает, когда окажутся шунтированными три сопротивле­

седьмой детали импульс, полученный от первой детали, автоматиче­ ски снимается. Прибор контролирует значение скользящей медиа­ ны. Центры группирования двух соседних выборок отстоят друг от друга на величину а.

Из схемы следует, что при таком методе контроля грубые по­ грешности обработки и измерения практически мало влияют на ре­ зультат измерения. Это объясняется тем, что для срабатывания дат­ чика достаточно, чтобы размер детали превысил настроечный. Ве­ личина же самого превышения не имеет значения. Для срабатыва­ ния системы достаточно, чтобы 50% деталей выборки имели разме­ ры больше настроечного и 50% —меньше. Следовательно, данная система работает по принципу «да-нет». Веса отдельных результа-

тов измерения являются одинаковыми независимо от их величины. Сложность такого измерения заключается в необходимости исполь­ зования подвижного контактора. На рис. 53 показана схема изме­ рения медианы с применением нескольких электроконтактных дат­ чиков. Принцип действия данной схемы таков же, как и рассмот­ ренный выше. Отличие заключается только в отсутствии подвижно­ го контактора, а также контактов /—6 и V—6'.

Измерение медианы также можно осуществить при помощи од­ ного датчика и одной лампы.

Подналадка по повторным импульсам. При подналадке по одной детали прибор реагирует на случайные отклонения размеров. Среди них, наряду с отклонениями, находящимися в пределах нормальной

Рис. 54. Подналадка по повторным им­ пульсам

зоны рассеивания собственно случайных погрешностей обработки, могут встречаться грубые погрешности обработки.

Следовательно, необходимо разрабатывать такие подналадочные системы, на точность которых возможно меньше влияли бы гру­ бые погрешности обработки и измерения. Таким условиям соответ­ ствует, например, подналадка по медиане.

В настоящее время имеются устройства, которые осуществляют подналадку не по первому импульсу, а по нескольким, возникаю­ щим подряд, что также способствует уменьшению влияния грубых погрешностей. При таком методе, как правило, уменьшается зна­ чение параметра В (по сравнению с подналадкой по первому им­ пульсу) .

Вероятность подналадки по одной детали, осуществляемой по первому импульсу, практически появляется в точке / (рис. 54). Од­ нако подналадка по повторным импульсам в точке 1 практически

При этом изменится и положение точки п (точка, в которой вероят­ ность подналадки по первому импульсу практически равна едини­ це). Положение точки т, в которой вероятность подналадки по не-

скольким подряд возникающим импульсам практически равна еди­ нице, можно найти из выражения

Для определения параметра В при подналадке по повторным импульсам можно пользоваться следующей зависимостью:

Из полученного выражения следует, что подналадка по повтор­ ным импульсам приводит к уменьшению параметра В (по сравне­ нию с подналадкой по первому импульсу). Однако сравнение фор­ мул (149) и (150) с формулой (157) показывает, что методы усред­ ненных подналадок являются более эффективными. Из формулы

(157) следует, что начиная с — = 2 , более выгодной является под-

наладка по первому импульсу (разумеется, если не учитывать влия­ ния грубых погрешностей размеров).

Экспериментальная проверка точности различных методов под­ наладки неоднократно проводилась на различных станках, в том числе и на токарных станках автоматической линии по обработке валов электродвигателей. Так, например, в процессе работы указан­ ной линии осуществлялись подналадки по одной детали, по медиане и по повторным импульсам при К = 2 и К = 3.

и при разных методах подналадки1 . Как следует из сводной табли-

1 Кривые распределения построены для минимальных размеров деталей, по­ скольку система подналадки срабатывала при уменьшении размеров деталей.

132

цы, расчетные данные, полученные по формуле (141), удовлетвори­ тельно согласуются с экспериментальными. Несколько большее зна­ чение расчетных погрешностей по сравнению с экспериментальными объясняется сравнительно небольшим количеством подналадочных импульсов. Относительно небольшой выигрыш в точности при подналадках по медиане и повторным импульсам по сравнению с под-

Из сводной таблицы и кривых распределения размеров деталей следует, что наименьшей точностью обладает подналадка по одной детали, а наибольшей — подналадка по медиане. Подналадка по повторным импульсам с точки зрения точности занимает промежу­ точное положение, причем при К — 3 точность выше, чем при К — 2.

Эффективность применения усредненных подналадок зависит от значений параметров а и 0 и от их соотношения. Усредненные под­ наладки обладают наибольшей эффективностью при больших зна­ чениях мгновенного рассеивания размеров деталей. Однако по­ скольку в состав суммарных погрешностей подналадочных систем

входят также составляющие А и 6 0 , то использование усредненных подналадок не всегда приводит к существенному повышению точ­ ности по сравнению с подналадкой по одной детали.

Поэтому использование усредненных подналадок целесообразно при технологических операциях высокой точности, когда каждый Микрометр погрешности имеет существенное значение.

ѵ Подналадка по методу группирования. Метод группирования, применяемый для автоматического статистического контроля каче­ ства прй\подналадке процесса, основан на том, что результаты из­ мерений выборки из п деталей с помощью верхнего и нижнего контрольных .пределов наблюдаемого признака качества (размера) подразделяются на три группы: п+, пг, п° (рис. 56,а) . При этом предполагается, что кривая распределения будет находиться между нижним Дн и верхним Дв пределами допуска.

Данный способ целесообразно использовать при двусторонней (реверсивной)' подналадке с постоянным по модулю и переменным по знаку импу'льсом. Метод группирования является наиболее про­

больше гв .' или гн , то это изменение считается значительным и не­ обходимо^ произвести регулировку (подналадку) станка. Изменение

134

S < So, то изменение рассеивания распределения размеров деталей считается незначительным.

Из рис. 56 можно видеть, что при смещении положения распре­ деления размеров деталей вправо (в направлении больших разме­ ров), число п+ увеличивается, а число п~ уменьшается. Сглажива­ ние кривой распределения вследствие большого рассеивания раз­ меров приводит к одновременному повышению обоих чисел п+ и п~ или к уменьшению числа п°.

Преимуществом подналадки по методу группирования является то, что разность г = \п+ — п~\ не находится под влиянием случай­ но больших или случайно малых величин, как это имеет место при подналадке но средней арифметической. Кроме того, сортировать размеры обработанных деталей по двум контролыю-подналадоч- ным пределам (границам) гораздо проще, чем измерять их абсо­ лютные размеры.

Строгое определение контрольных пределов для данного мето­ да может быть осуществлено с помощью оценки соответствующей

оценке усредненного положения центра распределения, и контроль­

выборки п = 10, которые устанавливают зависимость между веро­ ятностью подналадки (регулировки) станка P{z') и смещением положения статистического распределения z'a при постоянном зна­

135

Статистический предел регулирования для суммы S0 устанав­ ливается по кривой функции надежности контроля метода группи­ рования для суммы S при постоянном объеме выборки п = 10 и при определенных контрольных пределах ±zo = ±l,5cr, а также

0,8 -л

п+ = nr.

Подналадка по знакам отклонений и алгебраически набранному

счету. При подналадке по знакам отклонений учитывается только количество выходов или, наоборот, невыходов отклонений размера детали за пределы установленного уровня настройки и совершенно не учитывается абсолютная величина отклонения размера от этого установленного уровня. Сигнал на подналадку в этом случае по-

чдается при достижении определенного количества выходов или не­ выходов. К данному типу подналадки могут быть отнесены все из­ вестные методы подналадок, за исключением подналадки по сред­ нему арифметическому размеру.

Рассмотрим одну из простых и эффективных подналадок по зна­ кам отклонений, являющуюся разновидностью подналадки по мето­ ду группирования. Очередная подналадка в этом случае произво­ дится только тогда, когда среди N последних деталей, изготовлен-

136

ных после предыдущей подналадки, разность между числами выхо­

Объем выборки при такой подналадке переменный и опреде­ ляется автоматически в зависимости от скорости смещения центра группирования: при большей скорости смещения подналадки произ­ водятся чаще. Система, осуществляющая данный способ подналад­ ки, является как бы самонастраивающейся по выборке, что обуслов­ ливает большую эффективность ее работы по сравнению с система­ ми с фиксированным объемом выборки [18].

Следует отметить, что подналадки по одной детали, по повтор­ ным импульсам (метод итераций) и по медиане могут рассматри­ ваться, как частные случаи рассмотренной подналадки, получаю­ щиеся при N — k — I, N — k и N/2 = k соответственно.

Одним из критериев оценки качества работы систем регулиро­ вания размеров, допускающих подналадку без остановки техноло­ гического процесса, является математическое ожидание отношения количества деталей, отклонение размеров которых попало в задан­ ное поле допуска, к количеству всех изготовленных деталей.

Учитывая приведенный критерий, найдем основные расчетные зависимости для рассмотренного способа подналадки. Обозначим

137