книги из ГПНТБ / Регулирование качества продукции средствами активного контроля

нению светового указателя. Одновременно осуществляется автома­ тическое квантование измерительного параметра с отнесением его к одному из 10 возможных классов. С измерительным блоком соеди­

дает достаточную достоверность при определении усредненных ха­ рактеристик и в то же время позволяет находить их достаточно быстро. Отнесение измеренных значений выборки к одному из 10 возможных классов позволяет с надежностью 0,95 утверждать, что среднее значение будет отнесено правильно к одной из пар сосед­ них классов. Поэтому световое табло, по которому автоматически определяется среднее значение, имеет уже не десять, а только пять градаций. Определитель степени разброса автоматически сигнали­ зирует о его предельно допустимом значении.

Д л я активного статистического контроля и регулирования раз­ меров деталей в общем виде можно рекомендовать блок-схему

208

Рис. 75. Схема статистического анализатора по методу скользящей медианы

К Л ,М

6

Рис. 76. Автоподналадчик ТПИ к бесцентрово-шлифовальному станку

С помощью двухпредельного датчика любого типа отмечаются контрольные пределы и и ѵ на расстоянии 1 -f- 2а от центра распре­ деления.

В этом случае все возможные значения размера относятся к од­

пульсы kam, соответствующие выходу размера за нижний и верх­ ний контрольные пределы. Реверсивный счетчик определяет значе­ ние разности г — k — m и при достижении ею установленного преде­

импульсов m, определяемая заштрихованной площадью, намного превосходит вероятность импульсов k. Вероятность подачи импуль­ са на подналадку значительно возрастает, причем знак разности «минус» указывает на то, что должна произойти подналадка в сто­

свидетельствует о недопустимо большом рассеивании размеров.

В Томском политехническом институте (ТПИ) разработан подналадчик, основанный на несколько упрощенном методе группиро­ вания, в котором отсутствует счетчик измеренных деталей и счетчик суммы числа отклонений.

Блок-схема подналадчика представлена на рис. 76, б. Обрабо­ танные на бесцентрово-шлифовальном станке 1 детали 2 измеряют­ ся с помощью индуктивного трансформаторного датчика 3, выход­ ное напряжение которого является линейной функцией от переме­ щения измерительного штока.

В блоке 4 производится селекция сигнала. С помощью задающе­

руется в виде двоичного числа, и при достижении его предельного значения г п р , установленного с помощью дешифратора, представ­ ляющего собой схему совпадения, подается импульс на подналадку.

Одновременно включается реле времени 6, которое устанавли­ вает счетчик в нулевое (начальное) положение и прекращает рабо­ ту анализатора на время, необходимое для выполнения подналадочного импульса и для транспортировки детали из зоны шлифования

в зону измерения. Исполнительным устройством 7 служит шаговый гидропривод станка, производящий подналадку малыми импуль­ сами.

Измерение, как указывалось, производится с помощью индук­ тивного трансформаторного датчика 3 (рис. 76, в), который крепит­ ся в скобе 2. Скоба подвешивается на оси 1 и может совершать пе­ риодические качательные движения относительно этой оси. Такой метод позволяет получить точный результат при двухконтактной схеме измерения независимо от положения измеряемой детали 4 и уменьшает износ измерительного наконечника.

Способ группирования при достаточно простой схеме анализато­ ра позволяет надежно фиксировать смещение центра распределения как в сторону увеличения размера, так и в сторону уменьшения.

Отсутствие счетчика измеренных деталей в автоподналадчике ТПИ создает несколько большую неопределенность момента возник-

2

I 2 J 4 5 6 7 S

Рис. 77. Схема статистического анализатора по ме­ тоду группирования

новения подналадочного импульса. При регулировании процессов с достаточно стабильной точностью получения размеров контроль суммы числа выходов необязателен, тем более что в данное время нет устройств, которые могли бы автоматически регулировать вели­ чину рассеивания.

На рис. 77 представлена схема статистического анализатора для осуществления двусторонней подналадки по способу группирова­ ния [129]. Измерительное устройство 1 контролирует выход размера детали за два сигнальных предела, установленных на достаточно

и при достижении этой разностью установленного предельного зна­ чения выдает импульс на подналадку, удерживая центр группиро­ вания размеров в непосредственной близости от середины поля до-

212

пуска. На рис. 77 сигнал «—подналадка» обозначен цифрой/, сигнал « +подналадка» — цифрой /// . Нереверсивный счетчик 4 подсчиты­ вает сумму числа выходов за сигнальные пределы (импульсы от из­ мерительного устройства / поступают в него однозначно) и при до­ стижении суммой установленного предельного значения зажигает лампу аварийного сигнала //. Возможна также команда на автома­ тическое прекращение обработки. В анализаторе предусмотрена блокировка, позволяющая производить контроль рассеивания толь­ ко при симметричном расположении мгновенного распределения размеров относительно середины поля допуска: разность числа вы­ ходов должна равняться нулю или единице при нечетном предель­ ном значении суммы числа выходов. Счетчик 3, сбрасывающий по­ казания счетчиков 5 и 4 при достижении установленного объема, по­ лучает импульсы от сигнализатора 2 наличия детали на измери­ тельной позиции.

В Чехословакии институтом SVUTT на основе способа группи­ рования было разработано статистическое контрольно-регулирую­ щее устройство для автоматической подналадки бесцентрово-шли- фовальных станков [175]. С помощью этого устройства задаются ве­ личина контрольной выборки, пределы регулирования и промежу­ ток времени между проверками. Обработанные изделия попадают в измерительное устройство, в котором автоматически вычисляется разность г = п+ — п~ и сумма 5 = п+ + п~.

Если разность г выходит за нижнюю границу, то подается команда на подналадку и одновременно включается реле времени, которое через определенный промежуток времени подает вторичную команду на контрольную проверку для того, чтобы определить, пра­ вильно ли среагировал исполнительный орган механизма подачи. Если результат близок к контрольной границе, то промежуток вре­ мени до следующей проверки несколько удлиняется. Если он доста­ точно далек от предела, то следующая проверка происходит через нормальный промежуток времени. Если сумма S выходит за задан­ ный предел, то загорается сигнальная лампа, указывающая на по­ вышенное рассеивание размеров. Поскольку скорость износа шли­ фовальных кругов переменна, в устройстве на основании опреде­ ления максимальной практически возможной скорости износа кру­ гов атах выбран такой интервал контроля между проверками Т (промежуток времени), в котором шлифовальный круг уменьшает­

подналадочные пределы (границы) выбраны приблизительно на расстоянии ±zov от центра группирования (z — коэффициент), при­ чем

а, = I а»+ 0 2 ,

где о2 — рассеивание размеров деталей при обработке на станке;

213

erf,— рассеивание размеров деталей при выборочном контроле

на измерительном приборе.

При испытании данного устройства было установлено, что на рассеивание суммарного распределения будет влиять рассеивание размеров обработанных деталей, величина импульса регулирова­ ния и ширина интервала регулирования (активная зона), которая зависит от выбора вероятности возникновения момента подналадки.

На рис. 78 приведена блок-схема статистического контрольнорегулирующего прибора, предназначенного для автоматического управления процессом шлифования игольчатых роликов на бесцент- рово-шлифовальном станке мод. ОГМ-4. Принцип действия этого прибора, разработанного во ВНИПП, аналогичен рассмотренному выше устройству. Сигналы с пневмоэлектрического сильфонного датчика через формирователи сигналов 1 («граница + » ) и 2 («гра­ ница —») поступают на счетчики разности 3 и суммы 4. Когда раз­ ность г = п+ — пг достигает верхнего статистического предела ре­ гулирования г в = 3, сигнал со счетчика разности 3 через схему срав­ нения 7 и выходное реле 9 (МКУ-48) включит автоматический при­ вод подачи посредством электромагнитного гидравлического золот­ ника, который произведет подналадку станка на один шаг регули­ рования. Если же г достигнет нижнего статистического предела ре­

рое выключит электродвигатель загрузчика. Управление автомати­ ческой измерительной станцией осуществляется реле времени 13, которое через схему 5 выдает сигнал через выходное реле 14 на электромагнит гидравлического золотника и на счетчик объема вы­ борки 12. Как только будет достигнут объем выборки N = 10 дета­ лям, все счетные элементы через схему сброса / / возвращаются в исходное положение и статистическая оценка размеров деталей по­ вторяется.

На использовании способа группирования основано также ста­ тистическое управляющее счетно-решающее устройство «Статистрол» (Великобритания), которое вырабатывает команды на переме­ щение инструмента в результате классификации и анализа разме­ ров всех обработанных деталей [164]. Устройство (рис. 79) содержит измерительный элемент, преобразующий размеры в пропорциональ­

ские данные. Результаты измерений выбранных статистических дан­

2 1 4

12

220В

Рис. 78. Схема статистического контрольно-регули­ рующего прибора к бесцентрово-шлифовальному

станку мод. ОГМ-4

5

Рис. 79. Блок-схема статистического управляющего устройства «Статистрол»:

; — «Статиетрол» ; 2 —механизм отбраковки; 3 — запись; 4 — счет; 5 — реле,

215

ших место с момента последней коррекции. Если алгебраическая сумма ошибок достигнет определенной установленной величины, то производится надлежащая коррекция систем (по величине и на­ правлению). В канале измерений имеется также ряд дополнитель­ ных устройств: самописцы, счетчики количества деталей, механизмы отбраковки (для больших ошибок и т. д.). Статистический анализа­ тор 15, являющийся основной частью устройства, осуществляет приближенное преобразование расклассифицированных ошибок в алгебраическую сумму и удерживает (запоминает) поступающие сигналы в течение определенного времени, а также возбуждает при необходимости соответствующее корректирующее реле времени. Вре-

'3008

0

С,0,25мк<Р

Рис. 80. Принципиальная электрическая схема подналадки по методу группирования

мя выдержки этого реле определяет величину коррекции, которую осуществляет исполнительный механизм 17 (реверсивный электро­ двигатель, редуктор и т. п.). В необходимое время выдержки реле вводится поправка на компенсацию мертвого хода при изменении

ния 19, который отключает или закорачивает статистический анали­ затор до подхода к измерительному устройству уже скорректиро­ ванных изделий.

На рис. 80 приведена электрическая схема устройства автомати­ ческой подналадки по способу группирования. При поступлении сигнала «ошибка + » (т. е. в сторону большего размера) срабатыва­ ет реле Р\, при поступлении сигнала «ошибка —» (т. е. в сторону меньшего размера) срабатывает реле Р2. При контроле годной де­ тали ни одно реле не срабатывает. Начнем рассмотрение схемы с то­ го момента, когда заряд конденсатора С2 равен нулю. При этом потенциалы сеток лампы Лі и Л2 равны нулю и разность потенциа­ лов между катодами ламп сѴВЬ ІХ = 0. В этом положении, соответст-

2 1 6

большую часть своего отрицательного заряда. В обоих случаях по­ лучается небольшое изменение напряжения на обкладках конденса­ тора С2 , которое вызывает или небольшое увеличение выходного на­

Рис. 81. Схема статистического анализатора фирмы «Брайант»

менений выходного напряжения положительного или отрицательно­ го знака достигает определенной величины, механизм коррекции (подналадки) срабатывает соответственно в одном или другом направлении.

Разработанная фирмой «Брайант» (США) аппаратура для контроля производственных процессов представляет собой статисти­ ческий анализатор, который на основании показаний двухпредельного датчика любого типа дает команды на подналадку при соответ­ ствующем смещении центра распределения размеров [130].

Установка контрольных пределов датчика и и ѵ, которые разби­ вают поле размеров на три области К, L и M (см. рис. 76,а), произ­ водится аналогично методу группирования. Вместо реверсивного счетчика в анализаторе фирмы «Брайант» применена система из четырех счетчиков, которая использует все производственные изме­ рения и представляет собой развитую в направлении большей гиб­ кости и чувствительности системы «п отклонений подряд».

Работа подналадчика осуществляется следующим образом. Об­ рабатываемые станком / (рис. 81) изделия 2 контролируются с по-

217