Лекция 5-6 Системы автоматического контроля для ГПС и станков с ЧПУ

7.1 Назначение систем автоматического контроля

Системы автоматического контроля гибких производственных систем (САК ГПС) и станков с числовым программным управле­нием (ЧПУ) являются их важнейшим звеном, которое определяет возможности производственного процесса без участия человека. Си­стемы решают следующие задачи:

- получение и представление информации о свойствах, техниче­ском состоянии и пространственном расположении контролируе­мых объектов, а также о состоянии технологической среды и про­изводственных условий;

- сравнение фактических значений параметров с заданными;

- передачу информации о рассогласованиях с моделями произ­водственного процесса для принятия решений на различных уров­нях управления ГПС;

- получение и представление информации об исполнении функций.

Система автоматического контроля должна обеспечивать:

- возможность автоматической перестройки средств контроля в пределах заданной номенклатуры контролируемых объектов;

- соответствие динамических характеристик САК динамическим свойствам контролируемых объектов;

- полноту и достоверность контроля, в том числе контроля пре­образования и передачи информации;

- надежность средств контроля.

Система автоматического контроля ГПС должна обеспечивать, с одной стороны, требуемый уровень качества продукции путем контроля параметров материала, заготовок, инструмента, приспо­соблений, режима изготовления, измерения и испытания изде­лия, параметров технологических средств и изделия на всех стади­ях его изготовления (подсистема контроля), а с другой стороны — максимальную эффективность ГПС за счет поддержания ее в рабо­тоспособном состоянии путем контроля и диагностирования робототехнических комплексов и автоматического обрабатывающего оборудования, вычислительной техники и программного обеспе­чения.

По воздействию на объект контроль в гибком автоматизирован­ном производстве (ГАП) может быть активным и пассивным.

На станках с ЧПУ и в обрабатывающих центрах предусматрива­ются автоконтроль и автодиагностирование, что позволяет мгно­венно остановить систему или подать на нее аварийный сигнал в случае разрегулирования серводвигателя, нарушения сигнала об­ратной связи, перегрева или температурных перепадов, сбоев ис­точника питания, перегрузок, ограничения скорости, отклонения временного интервала между выполнением отдельных функций, разрегулирования зажимного патрона, появления постороннего предмета в зоне обработки и т.д.

Для обеспечения безопасности работы ГАП требуется постоянно контролировать фактическое положение всех подвижных элементов.

Система контроля строится на базе широкого использования дисплеев и средств отображения информации коллективного пользования.

Контроль процесса производства, состояния оборудования и системы управления целесообразно осуществлять по обобщенной информации (в основном аварийно-предупредительного характе­ра), отображаемой, например, на мнемосхеме.

В автоматическом производстве САК должна обеспечивать не толь­ко получение заданного качества продукции, но и безотказное те­чение производственного процесса. Это расширение функций кон­троля непосредственно следует из того, что при технологии без уча­стия человека нарушение хода технологического процесса может привести к аварийным ситуациям.

Для ГАП задачи контроля много­кратно усложняются тем, что соответствующие системы должны функционировать не при стабильной технологии и установившейся номенклатуре выпуска продукции, характерных для массового про­изводства, а в изменяющихся нерегулярным образом от изделия к изделию условиях мелкосерийного или даже единичного производ­ства. Это вызывает необходимость к переходу от специализирован­ных средств и процедур контроля, получивших распространение в массовом производстве, к универсальным и, в свою очередь, к ак­тивному внедрению средств вычислительной техники для обеспе­чения функционирования производства в изменяющихся условиях.

Внедрение САК позволяет оптимально распределить пооперационный контроль заготовок и полуфабрикатов и контроль готовой продукции, перенося центр тяжести на этап изготовления и тем самым обеспечивая постепенный переход от контроля качества (раз­браковки) готовой продукции к управлению качеством в процессе ее изготовления. На первом этапе предусматривается возможность более раннего выявления и устранения брака, на втором — актив­ный контроль в зоне обработки, исключающий брак продукции.

Система автоматического контроля пронизывает все элементы ГАП и их связи (материальные и информационные потоки), обес­печивая достоверность информации, используемой в системе уп­равления.

При современном уровне измерительной и вычислительной тех­ники, а также средств программного обеспечения осуществляется первый этап внедрения машинного контроля — сравнение с обра­зом (моделью), заложенным в ЭВМ.