Надежность и диагностика технологических систем

нарушении условий работы подшипников, когда возможно уменьшение их электрического сопротивления из-за потери целостности масляной пленки между деталями подшипников.

С учетом износа на задней или передней поверхностях инструмента увеличиваются соответствующие площадки контакта, а вместе с ними уменьшаются электрические сопротивления. В зависимости от расположения очага превалирующего износа будет возрастать или уменьшаться, измеряемая величина Е. На этом основан принцип диагностики инструмента.

 

6.2.4. Электромагнитные  процессы

 

Перспективным безконтактным методом контроля за состоянием инструмента является метод, основанный на регистрации параметров электромагнитных процессов, возникающих в зоне резания.

В качестве чувствительного элемента для регистрации электромагнитных процессов применяется катушка  индуктивности, устанавливаемая над  зоной резания.

 

6.2.5. Температура

 

В качестве датчиков для определения  температуры применяют термопары, термисторы и терморезисторы, инфракрасная термография, тепловизоры, пирометры. При этом получают температурные поля или локальные температуры тех узлов и деталей станка, тепловые деформации которых существенно влияют на точность обработки. Контролируются подшипники, зубчатые передачи, муфты, а также температурное состояние инструмента.

 

6.2.6. Параметры  обрабатываемой детали

 

Из всех параметров обрабатываемой детали практическое использование в качестве диагностических признаков состояния инструмента имеют такие как размер детали и шероховатость обработанной поверхности.

Взаимосвязь износа инструмента с  размером обработанной детали обнаруживается из анализа структуры суммарной погрешности обработки:

∆ = f (∆_и , ∆_д , ∆_θ , ∆_ст , ∆_н , ∆_з) ,

 

где ∆_и – погрешность от размерного износа инструмента;

∆_д – погрешность из-за упругих деформаций ТС от действия сил резания; 

∆_θ – погрешность за счет тепловых деформаций элементов ТС;

∆_ст – погрешность геометрической неточности станка;

∆_н – погрешность настройки станка на обрабатываемый размер детали;

∆_з – погрешность установки заготовки.

Также используется связь между  износом инструмента и шероховатостью обработанной поверхности детали. По результатам измерения шероховатости оценивается состояние инструмента.

Диагностирование состояния инструмента  на основе контроля геометрических параметров детали реализуется на станках после окончания процесса резания.

В отличие от непрерывных методов диагностирования контроль здесь периодический. Периодичность контроля определяют или, руководствуясь опытом использования РИ на данных технологических операциях, или основываясь на расчетах предполагаемого периода стойкости инструмента.

Периодическим методам диагностирования свойственны следующие недостатки:

• увеличивается общее время обработки детали за счет контрольных процедур;
• не выявляется непрогнозируемый отказ инструмента во время обработки, что может привести к непоправимому браку детали или к нарушению работоспособного состояния узлов станка.

 

7. Диагностика  станков

 

Выходные параметры ТС это, прежде всего, точность и шероховатость  обработанных деталей. Выходные параметры  станка, от которых зависит параметрическая надежность ТС – это точность заданных движений узлов, несущих РИ и заготовку. Это точность движений формообразующих узлов, подверженных в процессе резания воздействию силовых, тепловых и динамических нагрузок. Отклонение движения от теоретической траектории, определение ее начала и конца, микроотклонения, вследствие колебаний контролируются при эксплуатации датчиками, являющимися первичными преобразователями системы диагностирования. Д позволяет распознавать текущее состояние станка, прогнозировать предельное состояние и планировать техническое обслуживание. Для этого на станке монтируется ряд датчиков. Так, некоторые фирмы (Bohr Industries) применяют на ряде станков системы Д, которые отслеживают сигналы в восьмидесяти контрольных точках. Основная задача, решаемая с помощью таких систем Д – обработка деталей требуемого качества. В связи с этим диагностику станков следует рассматривать как составную часть мероприятий по управлению качеством продукции, предусмотренных международным стандартом ISO-9004. Стандарт определяет взаимозависимость видов деятельности, обеспечивающих качество продукции на различных этапах ее жизненного цикла. Большинство из них имеют отношение к диагностике.

В общем виде задача Д станка решается как задача идентификации — распознавания объектов по диагностическим признакам. Рассматривается вектор диагностических признаков:

 

 П₁ (Т)

               П₂ (Т)

W (Т) = ……… ,  элементами которого и являются эти признаки.

                П_n (Т)

 

где n – количество диагностических признаков, образующих вектор W (Т).

На этапе  обучения в память ЭВМ заносятся эталонные диагностические признаки, характерные для каждого из возможных технических состояний S₀, S₁… S_N станка. Их вектор − W (Т), где