страница - 137
Для испытуемого станка надо оценить отклонения перемещения от идеальных траекторий, которые и будут характеризовать его качество.
Характеристики точности движения включают такие показатели, как точность положения траектории в выбранной системе координат, отклонения в плоскости или пространстве, точность фиксации конца траектории (точность позиционирования), кривизна траектории, точность осуществления движения во времени и др.
Если в качестве выходных параметров машины принимаются не характеристики траекторий движения их узлов, а другие показатели, например КПД, мощность, динамические нагрузки, скорость перемещения, грузоподъемность и другие, то эти параметры также могут быть представлены в виде некоторых функций (траекторий) в координатах "параметр - время" при данных условиях работы.
Параметры траекторий, как и другие показатели качества, проявляются как случайные величины или функции, что связано с рассеянием начальных характеристик машин, с работой системы при различных режимах, с неоднородностью заготовок (для технологических машин), со случайными воздействиями окружающей среды.
Поэтому выходные параметры должны характеризоваться законами распределения или их числовыми характеристиками.
Внезапная остановка станка, обнаружение при контроле значений параметров отклонений, брака продукции являются началом поиска дефектов.
В сложных станках и в линиях с автоматизированными системами диагностирования при выявлении неработоспособности запоминается и указывается место и причина отказа, что особенно важно при обслуживании длинных автоматических линий, а также в тех случаях, когда дефекты, не выявленные персоналом, могут привести к аварии или нанести ущерб здоровью персонала.
Алгоритмы поиска дефектов у работающей и внезапно остановившейся машины существенно отличаются друг от друга, особенно при отсутствии внутренней системы диагностирования с регистрацией или запоминанием предварительно измеренных параметров. В этих случаях приходится применять специальные тесты и процедуры поиска неисправностей.
Как правило, время, затрачиваемое на поиск дефектов, в технологическом оборудовании намного превышает длительность восстановления его работоспособности. При определении необходимой глубины поиска учитывают: удобство замены блоков, например, платы системы управления или гидроагрегата,
возможность включения резервных блоков, достоверность визуального уточнения диагноза при осмотре тех блоков, неисправность которых была выявлена при диагностировании. Повышению надежности объектов диагностирования способствует комплекс мероприятий, среди которых важное значение имеет обнаружение и регистрация отказов, выявление закономерностей их развития и причин возникновения.
Одним из этапов анализа отказов является сбор и классификация множества наблюдаемых отказов по обнаруженным сходствам проявления и общности причин. Выявление физической сущности является одной из основных и наиболее трудоемких задач разработки методов диагностирования. Для этого используются методы расчета, исследование объектов и моделирование.
Другой, не менее важной задачей методов диагностирования является выбор способа локализации отказа, т. е. определение с достаточной достоверностью места возникновения отказа. Для этого применяются расчетные и визуальные методы и разрабатываются специальные алгоритмы поиска и распознавания. При разработке системы автоматического диагностирования совокупность отказов, алгоритмы их поиска и распознавание по ограниченному числу признаков составляет смысловое ядро всей системы и определяет ее область использования и практическую ценность.
Для достоверного обнаружения и распознавания отказа (дефекта) в автоматическом режиме требуется:
1)установить наличие и вид отказа технологического оборудования;
2)определить неработоспособный узел и физическую сущность отказа;
3)установить форму его проявления;
4)разработать способ локализации (алгоритм поиска);
5)уточнить метод выявления отказа данного вида;
6)определить частоту (вероятность) появления отказов данного вида и трудоемкость восстановления объекта в условиях эксплуатации.
При подготовке комплексных методов диагностирования к автоматизации эффективно используются результаты предварительных исследований, основанных на регистрации аналоговых сигналов. В частности, используются методы эталонных зависимостей, эталонных осциллограмм, метод сопоставления и наложения осциллограмм. На основе этих исследований уточняются требуемые характеристики используемых датчиков и аппаратуры, выясняется форма проявления дефектов, способы их локализации.
Для механизмов прерывистого действия автоматизация поиска дефектов облегчается
тем, что сравнительно просто (с помощью датчиков конечных положений) по электрическим сигналам системы управления обнаружить несрабатывание механизма. В качестве основной характеристики рекомендуется закон движения выходного звена.
Плохая работа механизмов, вызванная ударами из-за появившихся зазоров в передаточном или другом механизме, увеличением сил трения из-за задиров, загрязнений или отсутствия смазочного материала, дефектами в системе управления, изменением скорости из-за проскальзывания муфт или увеличения утечек в щдросистеме, снижением мощности привода, влияет на закон движения выходного звена механизма.
Закон движения сравнительно просто проверяется по записи скорости и по модулям параметров (метод эталонных осциллограмм, временных интервалов, эталонных модулей), что часто позволяет обнаружить ненормальную работу механизмов прерывистого действия при контроле лишь одного параметра. Дополнительно анализируемые зависимости ускорений от времени, сил, крутящих моментов на вход-
ных звеньях механизмов, давлений в гидро-пневмосистемах позволяют путем сопоставления данных и сравнения с эталоном уточнить диагноз (метод сопоставления осциллограмм), локализовать место неисправности.
ТСД содержит необходимые средства сбора, регистрации, обработки, отображения и документирования контрольно-диагностической информации (КДИ) и управления процессом контроля и диагностирования.
Основные типы ТСД отражают, прежде всего, особенности объекта и решаемых задач контроля и диагностирования, а также уровень технологии, культуру, объем производства изделий, развития и использования контрольно-измерительных средств (табл. 4.3.3). При контроле сложных агрегатных модулей и подсистем ТСД могут иметь различную степень автоматизации.
ТСД различного назначения отражают, в первую очередь, уровень и особенности применяемых методов контроля и диагностирования, определяющих в свою очередь специфику сбора и обработки данных.
4.3.3. Уровня
ТСД
Контрольно-диагностические параметры | ТСД | ||||||||||||
Уровни | Вре- | Ки- | Си- | Эне- | Виб- | Теп- | Отношение к | Степень | Степень автомати- | ||||
примене- | мен- | нема- | ло- | рге- | роак* | ло- | объекту | мобильнос- | зации | ||||
ния | ные | тиче- | вые | тиче- | усти- | вые | ти | ||||||
ТСД | ские | ские | чес-кие | Вст- | Внеш- | Ста- | Пе- | Не- | По- | Ав- | |||
роенные | ние | ционар» ные | ред- ВИЖ-* ные | авто-ма-тиче-ские | лу автома-тиче-ские | тома-тиче-ские | |||||||
Элемен | |||||||||||||
ты и | |||||||||||||
механи | |||||||||||||
змы Агрега- | (+) | (+) | + | + | + | + | (+) | (+) | (+) | + | |||
ты Станда | + | + | (+) | + | (+) | + | + | + | (+) | (+) | (+) | + | |
ртизова | |||||||||||||
иные | |||||||||||||
узлы Объект | + | + | + | + | + | + | + | + | (+) | (+) | (+) | + | |
в це- | |||||||||||||
лом Систе- | + | (+) | (+) | + | + | (+) | + | + | + | (+) | (+) | + | |
ма объ- | |||||||||||||
ектов | (+) | + | + | (+) | + | + | (+) | + | + | (+) | |||
Примечание: Знак + соответствует применению ТСД; знак (+) - предпочтительному применению.
Достоинствами неавтоматизированных ТСД являются: невысокая стоимость, простота в эксплуатации, высокая надежность работы и хорошая мобильность, а основные недостатки: невысокая производительность и точность (глубина и достоверность) операций КД, небольшое число одновременно регистрируемых КДП (как правило, не более 5 - 10), практическая возможность регистрации только низкочастотных КДП (верхняя частота не более 100 Гц).
В полуавтоматизированных ТСД сбор данных осуществляется аналогично, однако регистрация реализуется либо измерительными магнитофонами, либо цифровыми регистраторами и накопителями данных.
Полученная контрольно-диагностическая информация (КДИ) вводится в ЭВМ, где проводится ее обработка и сравнение с эталонами.
Сравнение с эталонами осуществляется по программе обработки КДИ, хранящейся в памяти программ. Результаты КД выводятся на устройства оперативного отображения данных и документирования.
Основная область применения полуавтоматизированных ТСД - операции КД элементов, узлов, модулей, агрегатов и объекта в целом по виброакустическим, кинематическим, временным и другим КДП в динамических режимах работы.
Основная область применения автоматизированных ТСД - операции КД на всех уровнях и по различным КДП. Достоинства автоматизированных ТСД - высокие -производительность, оперативность и точность диагностирования, максимально возможное число каналов, а основные недостатки - повышенные сложность эксплуатации, стоимость, требования к квалификации обслуживающего персонала.
Датчики внутренней информации (табл. 4.3.4) могут быть использованы для контроля технического состояния, технологического оборудования и ПР. Контроль функционирования и определение длительности цикла РТК и ГПС наиболее просто обеспечиваются путем применения датчиков электрических параметров, временных интервалов, параметров движения. Электрические сигналы используются также для контроля источников энергии, параметров технологического процесса (обработки, сварки, сборки, состояния инструмента, привода, работы, механизмов зажима заготовок).
Большой информативностью обладают датчики, измеряющие напряжения в конструкциях (тензометры и силомоментные датчики). Для контроля геометрических параметров обработанных деталей, инструмента, зажимных механизмов, периферийных устройств, посторонних предметов применяются датчики системы ЧПУ (аналоговые, фазовые, кодовые, импульсные), электрические и пневматические микрометры, контактные, фотометрические и др.
Достаточно широкое применение имеют также датчики температуры (термопары, терморезисторы, термометры) и вибраций (пьезоэлектрические, вихретоковые, оптоэлек-тронные). Датчики уровня и расхода, используются чаще всего в гидравлических системах привода и в смазочных системах, а также при контроле наличия материалов и параметров технологического процесса.
Для контроля технического состояния, блокировки и адаптации технологического оборудования и ПР все большее применение получают внешние сенсорные системы технического зрения: лазерные и фотоэлектрические; рентгеновские и ультразвуковые, воспринимающие инфракрасные и радиационные излучения, акустические поля, влажность и другие параметры окружающей среды.
При диагностировании информационно-управляющих систем выявляются отказы или понижение точности работы датчиков положения, скорости и других параметров управления, контролируется температура системы управления, индицируются отказы линий связи и другие неисправности.
В зависимости от назначения датчики внешней информации для робототехнических комплексов делят на следующие типы:
1)системы технического зрения - для распознавания объектов, определения их положения и ориентации;
2)датчики расстояния - для определения расстояния до объектов;
. 3) датчики обнаружения - для определения наличия объектов;
4)тактильные датчики - для определения усилия схвата робота или зажимного устройства, патрона;
5)силомоментные датчики - для определения значений сил и моментов, возникающих в отдельных узлах механизмов при взаимодействии технологического оборудования с внешними средой и объектами в процессе вьшолнения технологических операций;
6)датчики проскальзывания - для регистрации проскальзывания изделия, зажатого в схвате робота или патроне.
Достаточно хорошо разработаны методы диагностирования токарных автоматов с помощью внешних ДС, что связано с традиционной конструкцией этих автоматов с централизованным управлением от распределительных валов и отсутствием в них сенсорных систем.
В,качестве основных применяются методы (табл. 4.3.5), использующие в качестве диагностических параметров временные интервалы (Г), силовые (2), электрические и энергетические (3), виброакустические (4) параметры движения выходных звеньев (5) механизмов (рабочих органов автомата), мощность (6). У смазочных систем охлаждения дополнительно контролируются уровни жидкости (8) в резервуарах. У стойки системы электроуправления осуществляется тепловая защита (7).
содержание:
[стр.Введение] [стр.1] [стр.2] [стр.3] [стр.4] [стр.5] [стр.6] [стр.7] [стр.8] [стр.9] [стр.10] [стр.11] [стр.12] [стр.13] [стр.14] [стр.15] [стр.16] [стр.17] [стр.18] [стр.19] [стр.20] [стр.21] [стр.22] [стр.23] [стр.24] [стр.25] [стр.26] [стр.27] [стр.28] [стр.29] [стр.30] [стр.31] [стр.32] [стр.33] [стр.34] [стр.35] [стр.36] [стр.37] [стр.38] [стр.39] [стр.40] [стр.41] [стр.42] [стр.43] [стр.44] [стр.45] [стр.46] [стр.47] [стр.48] [стр.49] [стр.50] [стр.51] [стр.52] [стр.53] [стр.54] [стр.55] [стр.56] [стр.57] [стр.58] [стр.59] [стр.60] [стр.61] [стр.62] [стр.63] [стр.64] [стр.65] [стр.66] [стр.67] [стр.68] [стр.69] [стр.70] [стр.71] [стр.72] [стр.73] [стр.74] [стр.75] [стр.76] [стр.77] [стр.78] [стр.79] [стр.80] [стр.81] [стр.82] [стр.83] [стр.84] [стр.85] [стр.86] [стр.87] [стр.88] [стр.89] [стр.90] [стр.91] [стр.92] [стр.93] [стр.94] [стр.95] [стр.96] [стр.97] [стр.98] [стр.99] [стр.100] [стр.101] [стр.102] [стр.103] [стр.104] [стр.105] [стр.106] [стр.107] [стр.108] [стр.109] [стр.110] [стр.111] [стр.112] [стр.113] [стр.114] [стр.115] [стр.116] [стр.117] [стр.118] [стр.119] [стр.120] [стр.121] [стр.122] [стр.123] [стр.124] [стр.125] [стр.126] [стр.127] [стр.128] [стр.129] [стр.130] [стр.131] [стр.132] [стр.133] [стр.134] [стр.135] [стр.136] [стр.137] [стр.138] [стр.139] [стр.140] [стр.141] [стр.142] [стр.143] [стр.144] [стр.145] [стр.146] [стр.147] [стр.148] [стр.149] [стр.150] [стр.151]