![]() Главная страница Случайная страница КАТЕГОРИИ: АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника |
Автоматизация процессов обработки и сборки
Автоматизация может производиться на базе универсального, специального или специализированного оборудования. Универсальное оборудование предназначено для определенного вида обработки практически неограниченной номенклатуры деталей (узлов) и снабжено устройствами для довольно широкого диапазона регулирования режимов обработки. Специальное оборудование предназначено для выполнения одной или нескольких определенных операций по какой-либо конкретной детали (узлу). Режимы обработки на специальном оборудовании выбираются из соображений максимальной производительности, а устройства регулирования режимов, как правило, отсутствуют. Степень автоматизации специального оборудования выше, чем универсального, поскольку полная автоматизация универсального оборудования сложна и обычно экономически не оправдана. Вследствие этого производительность специальных станков в среднем в 3 раза, а в отдельных случаях в 5—10 раз выше, чем универсальных. Недостатками специального оборудования являются длительность проектирования, изготовления и отладки, высокая стоимость, а также невозможность использования его при смене объекта производства. Вследствие этих недостатков применение специального оборудования экономически целесообразно лишь в крупносерийном и массовом производстве. В отличие от универсального специализированное оборудование приспособлено для выполнения не определенного процесса обработки, а определенного типа операций (например, не просто фрезерования, а фрезерования фасонного контура). С другой стороны, в отличие от специального специализированное оборудование предназначено для обработки группы однотипных деталей с довольно широким диапазоном размеров. Это дает возможность полной загрузки его в условиях мелкосерийного производства и использования при смене объекта производства. По производительности и степени автоматизации специализированное оборудование находится на уровне специального. В то же время за счет сборки его из стандартных и нормальных узлов и агрегатов, выпускаемых в большом количестве на специальных заводах, можно снизить его стоимость в 2—3 раза и сроки изготовления в 6—8 раз по сравнению со специальным оборудованием. Для того чтобы оборудование могло самостоятельно выполнять процессы обработки или соединение собираемых деталей, нужно автоматизировать управление: а) перемещением инструмента относительно заготовок или деталей; б) включениями, переключениями и остановами цепей привода; в) физическими параметрами рабочих процессов, например величиной и длительностью импульса тока при точечной сварке, плотностью тока при нанесении гальванических покрытий, температурой при термообработке и т. д. Выпускаемое оборудование, как правило, снабжено необходимыми устройствами и приборами для управления физическими параметрами процессов. Величину параметров устанавливают при настройке оборудования на выполнение заданной операции. Поэтому в дальнейшем основное внимание уделяется системам автоматического управления различного рода перемещениями и переключениями, применяемыми в процессах обработки или сборки. Траектория, скорость и последовательность перемещений рабочих органов оборудования (суппорта, сварочной головки и т. п.) определяются программой, которая разрабатывается на основе принятого технологического процесса обработки или сборки. В разных видах и формах программа представлена практически во всех системах автоматического управления работой оборудования, применяемых в производстве самолетов, и с этой точки зрения эти системы можно рассматривать как системы программного управления.
Краткая классификация систем программного управления
По характеру траектории управляемых рабочих органов различают позиционные, ступенчатые и контурные системы. В позиционных системах стол с закрепленной на нем заготовкой или головку с обрабатывающим инструментом устанавливают в ряд заданных положений в плоской или пространственной системе координат, определяемых местами обработки (сверление отверстий, постановка сварных точек и т. п.). Траектория перемещения стола от одного заданного положения к другому может быть произвольной и выбирается из соображений обеспечения минимального суммарного времени всех перемещений. Позиционные системы используются в автоматизированных сверлильно-зенковальных установках, а также в установках для точечной сварки и в координатно-расточных станках. Ступенчатые системы отличаются от позиционных определенной траекторией перемещения рабочих органов, состоящей из отрезков прямых (ступенек) в соответствии с конфигурацией обрабатываемой поверхности. Скорость перемещения рабочих органов определяется режимами обработки (например величиной минутной подачи). Ступенчатые системы применяются при автоматизации токарных, револьверных и фрезерных станков с целью обработки ступенчатых поверхностей. Контурные системы, применяемые при обработке криволинейных поверхностей, могут быть двух-, трех-, четырех и пятикоординатными. Двухкоординатные автоматически управляют перемещением инструмента по любой кривой, расположенной в координатной плоскости оборудования, а трехкоординатные — по любой пространственной кривой. В четырех - и пятикоординатных системах дополнительно определяется положение оси инструмента в пространстве. Например, в пятикоординатной системе станка ФП-10 определяется положение вершины фрезы (три координаты), а также углы ее наклона аир (рис. 19). Контурные системы значительно сложнее позиционных и ступенчатых. По способу задания программы различают копирные и числовые системы. В копирных системах перемещения рабочих органов определяются натурными источниками размеров: а) системой упоров, производящих необходимые переключения; б) кулачками; в) копирами; г) чертежом.
Рис. 19. К определению положения углов наклона оси фрезы на станке ФП-10
Рис. 20. Структурная схема разомкнутой системы: 1—программа; 2—считывающее устройство; 3—преобразующее устройство; 4—исполнительное устройство
В числовых системах программа задается в виде выраженных различным способом числовых величин и фиксируется набором на устройствах коммутаторного типа или записью на программоносителе (перфоленте, магнитной ленте и т. п.). По способу задания программы числовые системы подразделяются на аналоговые (моделирующие) и импульсные. В аналоговых системах программируемые параметры обработки (координаты, величины перемещений и т. д.) выражаются аналогами — физическими величинами, но природе своей отличными от программируемых величин; напряжением, сдвигом фаз, длиной размерной шкалы и др. Аналоговые системы работают по принципу сравнения величин аналогов, заданных программой, с аналогами, отражающими действительные параметры. В импульсных системах программируемые параметры выражаются числом импульсов. Каждому импульсу соответствует элементарное изменение программируемого параметра, например элементарное перемещение рабочих органов оборудования (элементарный шаг). По принципу управления различают разомкнутые и замкнутые системы. В разомкнутых системах движения или положения рабочих органов целиком определяются сигналами программного устройства. Структурная схема разомкнутой системы приведена на рис. 20. Программа 1, проходя через считывающее устройство 2, вызывает появление на выходе последнего командных сигналов, которые после преобразования в промежуточном звене 3 направляются к исполнительному устройству 4, перемещающему рабочий орган. В разомкнутых системах ошибки в приемах управляющих сигналов, а также посторонние помехи приводят к отклонению траектории движения рабочих органов от заданной на всем участке от места появления ошибок до конца траектории. Замкнутые системы работают по принципу сравнения действительного положения рабочих органов с заданным. Рассогласование между этими положениями является источником сигнала на перемещение рабочих органов. Схема замкнутой системы приведена на рис. 21. Из промежуточного звена 3 сигнал, задающий положение рабочего органа, поступает в сравнивающее устройство 4. Одновременно туда же от измерителя-преобразователя 7 поступает сигнал о действительном положении рабочего органа. На основании сравнения действительного положения с заданным сравнивающее устройство вырабатывает сигнал на соответствующее перемещение рабочего органа. Этот сигнал через усилитель 5 поступает к исполнительному двигателю 6, который перемещает рабочий орган в требуемое положение.
Рис. 21. Структурная схема замкнутой системы: 1—программа; 2—считывающее устройство; 3—преобразующее устройство; 4—сравнивающее устройство; 5—усилитель; 6—исполнительный двигатель; 7—измеритель-преобразователь Точность перемещений замкнутых систем выше по сравнению с разомкнутыми. Местные отклонения положения рабочих органов от заданного вследствие ошибок в приеме сигналов не сказываются на точности воспроизведения последующих участков траектории. По характеру сигналов команд различают системы непрерывного и прерывистого (дискретного) действия. В системах непрерывного действия программа задается непрерывной функцией от времени. Примерами непрерывных систем могут служить кулачковые или копировальные. Системы непрерывного действия бывают с амплитудной и с фазовой модуляцией. В первых программа задается амплитудой какой-либо величины: напряжения, силы тока, расстояния рабочей поверхности кулачка от оси вращения и т. д. В системах с фазовой модуляцией программу задают сдвигом фаз между модулирующим и несущим сигналами, имеющими характер гармонического колебания напряжения. В системах дискретного действия программа представлена в виде отдельных импульсов и может быть записана в кодированной или декодированной форме. Более подробно системы программного управления рассматриваются в соответствии с классификацией их по способу задания программы.
|