Изучение методов автоподналадки технологического оборудования, экспериментальное определение основных параметров подналадки

Лабораторная работа №   5     .

Исследование методов автоподналадки оборудования

            Цель работы: изучение методов автоподналадки технологического оборудования, экспериментальное определение основных параметров подналадки.

1. Методические указания к выполнению лабораторной работы

             Влияние систематических и случайных факторов в процессе обработки партии деталей на автоматическом оборудовании обуславливает необходимость периодической автоматической подналадки, поскольку затраты времени на ручную подналадку  составляют около 20% рабочего времени или 75% времени простоя оборудования.

            Работа технологического оборудования снабженного системой подналадки иллюстрируется с помощью рис. 5.1. Здесь параметры деталей нанесены на график в порядке хронологической последовательности обработки их на автомате.

            Линия  называется линией изменения усредненных погрешностей и характеризует систематическую составляющую изменения погрешностей деталей.

            Отклонения погрешностей деталей центрированы относительно  и характеризуются, как правило, нормальным законом распределения с дисперсией  и среднеквадратическим отклонением .

         При достижении определенного значения , срабатывает система автоподналадки, которая изменяет настройку оборудования на величину подналадочного импульса A. Во время подналадки изделия не обрабатываются.

            Предельное значение  меньше верхней границы поля допуска на , однако включить подналадку в этот момент невозможно, т. к. определение текущего значения  производиться среднестатистическим методом по определенной выборке деталей. Поэтому точка срабатывания «b» (рис.5.1) располагается в некоторой зоне подналадки B , а период времени между подналадками является переменной величиной.

Рис. 5.1. Изменения выходного параметра в процессе обработки

Системы автоподналадки компенсируют лишь систематические составляющие погрешности и не устраняют влияние собственно случайных составляющих погрешностей.  Анализ точности подналадочных систем производится на основе метода скользящей средней. При этом считают, что погрешности подчиняются нормальному закону распределения, а функция  имеет линейный характер.  

1.1.  Метод автоподналадки по одной детали

            Процесс подналадки в соответствии с данным методом реализуется следующим образом. Предельный датчик настроенный на уставку ,  последовательно контролирует все детали, сходящие с рабочей позиции автомата. Если величина параметра какой-либо детали превысит величину ,  то система перестраивается на величину подналадочного импульса A.

            Оценим точные характеристики метода. Как следует из рис. 5.2, вероятность подналадки  возникает практически при контроле - й детали, если пренебречь вероятностью меньшей 0,00134. Центр группирования  в этот момент определяет положение нижней границы зоны подналадки . Так как события подналадки и неподналадки являются противоположными, то вероятность неподналадки в момент времени  равна

     ,

где - номер детали; - часть площади  дифференциального закона распределения отсекаемая на уровне .

Рис. 5.2. К определению вероятности подналадки по одной детали

            Если подналадка в момент  не произойдет, то вероятность неподналадок в моменты времени , , …, можно определить как вероятности сложных событий, используя закон умножения независимых вероятностей. Тогда вероятность неподналадки в момент времени  можно выразить следующим образом

  .                                           (5.1)

            Как следует из выражения (1), вероятность неподналадки при увеличении  уменьшается. Поэтому определив , начиная с которого вероятность неподналадки практически равна нулю  , а вероятность подналадки  ,можно установить положение верхней границы зоны подналадки .

            Если предположить, что систематическая составляющая погрешности изменяется линейно, причем величина изменения ее за время изготовления одной детали равна , то ширина зоны

                                                                          (5.2)

     Таким образом, зная величину приращения и определив по формуле (5.1) значение , можно вычислить ширину зоны подналадки .

Величины отношений  можно определить по интегралу вероятностей табулированные значения которого приведены  на лабораторном макете

    .

Пример. Дано: . Определить ширину зоны подналадки . Практически вероятность подналадки возникает при , т.е. . Тогда . Рассчитывая последовательно значения , , …,в соответствии с соотношением (1) вычислим вероятность неподналадки для разных

Получим, что, , , , , , , т.е. начиная с , вероятность подналадки практически равна 1 , а искомая величина зоны подналадки .

            При  такой способ определения зоны подналадки  становится трудоемким, так как с увеличением а растет . Поэтому на практике используют приближенное значение

                                                        (5.3)

где  ; – выражается в единицах среднеквадратического отклонения .

            При указанных ранее ограничениях суммарное распределение выходного параметра  партии деталей будет представлять собой композицию законов Гаусса и равной вероятности  (рис.5.1).

            Величина подналадочного импульса  определяется положением зоны подналадки , полем допуска  контролируемого параметра , величиной среднеквадратического отклонения  случайной составляющей погрешности и погрешностью измерительного прибора  подналадочной системы .

            При большом количестве подналадок величина подналадочного импульса определяется по методу максимума-минимума (рис. 5.3)

 .                                                          (5.4)

Рис. 5.3. Структура суммарной погрешности обработки при подналадке

             по одной детали

            При небольшом числе подналадок и малом значении параметра на практике используют квадратическое сложение случайных погрешностей. Причем последние имеют нормальные законы распределения

  .                                    (5.5)

 При небольшом числе подналадок и интенсивно изменяющейся систематической составляющей погрешности используют формулу квадратического сложения, но составляющая погрешности определения предельного значения  не имеет нормального закона. Поэтому:

  ,                                                 (5.6)

где – коэффициент, зависящий от формы распределения суммарной погрешности.

1.2 Подналадка по положению центра группирования

            В отличие от предыдущего метода здесь текущее значение  определяют по выборке из N деталей. В данном методе различают подналадку по среднему арифметическому значению и подналадку по медиане.