|
Реферат: Пластиковое оптическое волокно (Компьютеры)
Уральский государственный экономический университет.
РЕФЕРАТ
Пластиковое оптическое волокно
ИСПОЛНИТЕЛЬ: Парыгин Степан
Кд-99-1
Ревда
2000 г.
ПЛАН:
1. Вступление 3
2. Общие сведения 3
3. Где найдётся применение ? 7
4. Соединения 8
5. Заключение 10
6. Список литературы 11
Введение.
Получается, открытия опережают время. Специалисты тратят уйму времени и
денег на разработку, чтобы потом ждать несколько десятилетий, пока новая
технология не проторит дорогу на рынок. Пожалуй, такие технологии можно
сравнить со Спящей красавицей, ожидающей своего Принца, чтобы предстать
перед ним во всей красе. Иногда принц не приходит, развитие науки идет по
другому пути, и технология остается невостребованной. Или, наоборот, на
рынок выходят сразу две технологии, и вовсе необязательно, что в
конкуренции победит лучшая (вспомним историю с войной видеостандартов,
когда более совершенный Betacam в конце концов уступил VHS).
Общие сведения.
Plastic Optical Fiber, или POF, - одна из таких "спящих" технологий.
Первые разработки по пластиковому оптоволокну велись в конце 60-х - начале
70-х фирмой DuPont. Затем патент на них приобрела японская компания
Mitsubishi Rayon. После чего POF на довольно длительный срок, что
называется, ушла в тень: то есть разработки в этом направлении велись,
однако говорить о серьезном интересе рынка к этим технологиям не
приходилось. И вот в конце 90-х годов о POF наконец вспомнили.
Чем же привлекательная наша "спящая красавица"? По своим
характеристикам она занимает промежуточное положение между "медью" и
обычным оптоволокном (или GOF - Glass Optical Fiber). В сравнении с
"медными" решениями современная POF позволяет достигать сопоставимых и даже
больших скоростей передачи данных. И, в отличие от "меди", на POF (как,
впрочем, и на любое оптоволокно) не оказывают влияния электромагнитные
наводки, интенсивно генерируемые электропроводкой и бытовой техникой. К
тому же для оптоволокна не имеет значения уровень влажности, а диапазон
рабочих температур может варьироваться от -40 до +75 градусов Цельсия.
Сравнивая POF с традиционным оптоволокном, нельзя не отметить, что при
сопоставимых скоростях передачи данных стоимость первого ниже. К тому же
обычное оптоволокно более чувствительно к повреждениям, нежели пластиковое
и тем более "медь", а также дороже в установке и сложнее в обслуживании.
Простота инсталляции и обслуживания POF связана в первую очередь с
размерами сердцевины волокна: если у GOF ее диаметр составляет от 50 до 125
мкм для многомодового и меньше 10 мкм для одномодового волокна, то у POF он
может достигать 1 мм. Это означает, что сверхточной центровки, обязательной
в обычном оптоволокне, в POF не требуется (погрешность центровки может
достигать 100 мкм). Пластиковое волокно можно резать бритвой, а если вам
нужно высокоскоростное соединение, достаточно пройтись по срезу шкуркой.
Прокладка POF немногим сложнее, чем прокладка стандартной "меди", и не
требует от монтажников высокой квалификации.
Почему её не будят ?
У пластикового оптоволокна есть ряд технологических ограничений. Во-
первых, стоимость, которая все-таки выше, чем у "меди". Во-вторых,
пластиковое оптоволокно уступает GOF в скорости передачи данных и в
максимальной длине сегмента. Эти ограничения обусловлены рассеиванием
светового потока, возникающим, в частности, из-за дисперсии и многомодового
распространения. Величина затухания сигнала в пластике составляет примерно
130 дБ/км. В результате пропускная способность POF со ступенчато
изменяющимся коэффициентом преломления (так называемое step-index POF,
являющееся сейчас самым распространенным типом волокна) достигает всего 300
Мбит/с (сравните с гига- и терабитами, достижимыми на одномодовом волокне)
при максимальной длине сегмента около 100 метров. Другое ограничение -
рабочие длины волн. В POF световой пучок имеет длину волны 650 нм, в то
время как в телекоммуникациях рабочими длинами волн являются 850, 1300 и
1550 нм.
Тем не менее, свет в конце туннеля виден: речь идет прежде всего о
graded-index POF, у которого коэффициент преломления изменяется от центра к
отражающей оболочке световедущей жилы. Соответственно уменьшается затухание
сигнала (оно значительно меньше, чем в step-index POF: всего 25-30 дБ/км).
А скорость передачи данных в таком оптоволокне составляет уже от 300 Мбит/с
до 3 Гбит/с.
Однако и это не конец. По словам исполнительного директора компании
Boston Optical Fiber Эдварда Бермана (Edward Berman), сейчас
разрабатывается POF, в котором световедущая жила выполнена на основе
фторполимеров. Рабочий диапазон длин волн нового волокна будет сопоставим с
GOF. При этом предельная рабочая температура повысится до 125 градусов
Цельсия (что позволит применять волокно в автомобилях). Материал будет
более устойчивым, с большим диаметром сердцевины, а пропускная способность
- близка к 3 Гбит/с.
Когда спящий проснется ?
И тем не менее, несмотря на ограничения пластиковых технологий (как мы
видим, они вполне преодолимы), нынешнее спящее состояние POF в значительно
степени обусловлено ситуацией на рынке телекоммуникаций. Условно говоря,
пластиковое волокно пытается сесть на два стула. С одной стороны, она
подпирает обычное оптоволокно, с другой - составляет конкуренцию "медным"
линиям. А в итоге проигрывает и той, и другой технологии: в качестве
высокоскоростной телекоммуникационной магистрали POF не конкурент обычному
оптоволокну, уступая ему в пропускной способности и максимальной длине
сегмента. POF также вряд ли станет в ближайшее время стандартом для офисных
локальных сетей, каким на данный момент является "медь", поскольку для
решения большинства бизнес-задач пока достаточно 100-мегабитного Ethernet,
бегающего по витой паре.
Впрочем, нельзя не отдать должное усилиям, с которыми производители POF
продвигают свою продукцию на рынок. В частности, им удалось получить от
форума АТМ (Asynchronous Transfer Mode) одобрения POF в качестве среды для
передачи данных. Но учитывая, что стандартом де-факто в офисных локальных
сетях все-таки является Ethernet, спрос на пластиковое волокно это событие
стимулировало незначительно. Правда, с помощью последней разработки,
волокна с изменяющимся коэффициентом преломления, производители POF
надеются все же переломить ситуацию на рынке телекоммуникаций. По их
мнению, продукт будет пользоваться спросом при прокладке
телекоммуникационных сетей внутри зданий, а также в качестве "последней
мили". Но, откровенно говоря, высокая скорость передачи данных и защита от
электромагнитных помех, в большинстве случаев не оправдывает отказа от
дешевой "меди", потому что круг задач, требующих от локальной сети
гигабитной пропускной способности, пока очень узок. Потенциальными
потребителями POF являются скорее научные и военные центры, а также
банковские структуры, перекачивающие по внутренним сетям колоссальные
объемы данных.
Другим перспективным рынком, куда рассчитывают вторгнуться адепты POF,
является рынок бытовой техники. Здесь речь идет прежде всего о стандарте
IEEE 1394, или FireWire, регламентирующем высокоскоростную последовательную
шину обмена данными между компьютером и периферийными устройствами. Рано
или поздно большинство бытовых устройств будет управляться с компьютера,
вот на это и нацеливаются производители POF. FireWire позволяет подключать
к шине до 63 устройств, причем цепочкой, одно к другому. То есть уместна
аналогия с локальной сетью, в которую включаются бытовые устройства [1].
Изначально стандарт рассчитывался на скорости передачи в 100, 200 и 400
Мбит/с по медному кабелю максимальной длиной 4,5 м (хотите больше -
покупайте репитер). Однако теперь появилась новая редакция стандарта - IEEE
1394b, в ней речь идет уже о скоростях 800, 1600 и 3200 Мбит/с. Вот тут-то,
как чертик из коробки, и появляется пластиковое оптоволокно, сочетающее
высокую пропускную способность с достаточно большой максимальной длиной
сегмента - около 70 м. Такие характеристики позволяют объединять в сеть
электронику уже во всей квартире, а не в одной комнате. К тому же монтаж
пластикового оптоволокна не требует специальных навыков. Так что POF для
FireWire, что называется, попадание в яблочко. Но все эти блистательные
перспективы пластикового оптоволокна осуществятся не раньше, чем на рынке
бытовой электроники появится достаточно продуктов, поддерживающих FireWire.
Где найдётся применение ?
Несмотря на то что пластиковые оптические кабели (Plastic Optical Fiber
— POF) используются во многих корпоративных приложениях, главным объектом
их применения могут стать сети домашнего назначения.
После упорных, но тщетных попыток отвоевать место для POF в
горизонтальных кабельных проводках офисных зданий их приверженцы вдруг
обнаружили, что именно в коммуникационных сетях жилых домов, и в частности
использующих приложения для бытовой электроники, их ожидает светлое
будущее. К тому же сетевая среда таких помещений не является для
производителей POF чем-то неизведанным: их продукты уже не один год
применяются в устройствах бытовой электроники. Сегодня же речь идет о том,
чтобы с помощью пластикового волокна объединить эти устройства в единую
домашнюю сеть.
Как считает Эдуард Берман, президент компании Boston Optical Fiber,
единственного в США производителя кабелей POF, их продукция предназначена
не только для бытовой электроники. “В наши планы входят и высокоскоростные
приложения. И не важно, где эти приложения будут использоваться — в
коммерческих ли зданиях или жилых, — говорит он. — На протяжении нескольких
последних лет мы в США упорно добиваемся внедрения кабелей POF в сетевую
инфраструктуру именно офисных зданий. Однако самые свежие разработки в мире
бытовых электронных приборов и устройств и их хорошая подготовленность к
объединению в домашние сети свидетельствуют о том, что все-таки основная
“сфера деятельности” продуктов POF — именно домашние сети”.
Опытный образец устройства RXM-1, разработанный совместно компаниями
Leviton и NEC. Позволяет сопрягать шину IEEE 1394 (FireWire) со стандартным
оптоволокном, POF или витой парой (UTP) 5-й категории. Пропускная
способность соединения достигает соответственно 400, 200 и 100 Мбит/с при
длине соединения 2000 футов для оптоволокна и 300 футов для POF и UTP
(приблизительно 600 и 90 метров). По планам производителей, RXM появятся на
рынке чуть ли ни одновременно с первыми цифровыми телевизороами,
оснащенными шиной FireWire.
Соединения.
В далекие 80-е...
В далекие 80-е годы, производители телекоммуникационного оборудования
только разработали технологию оконцевания волоконно-оптического кабеля
(ВОК) коннекторами. Первая технология заключалась в нанесении на волокно
слоя эпоксидной смолы хлопчатобумажной палочкой или зубочисткой. Очищенное
волокно вставлялась в отверстие коннектора и фиксировалось до застывания
клея. Затем волокно скалывалось и полировалось. Среднее время
терменирования коннектора составляло от 20 до 30 минут (без учета времени
сушки клея).
Подобные методы терменирования оптоволокна остаются актуальными и
по сей день. Но при этом надо понимать, что состав клея был значительно
улучшен, качество исполнения коннекторов (особенно керамической вставки)
значительно возросли. Следствием этого является значительное улучшение
качества оптического соединения. Но осталась одна проблема, время! Время
терменирования 30 минут не устраивало инсталляторов ВОЛС. При все
возрастающем количестве оптических портов, необходимо было уменьшить период
работ.
Добавим жару!
Новые химические технологии позволили значительно сократить время
терменирования. За счет использования термической обработки время сушки
удалось свести к минимуму, 1 - 5 минут. Но теперь возникла другая проблема,
время остывания (с температуры 100С до комнатной занимает около 25 минут).
Еще один минус, нужна технологическая печь, следовательно, и электропитание
к ней. А как это обеспечить в полевых условиях?
В поисках решения...
В поисках решения, некоторые производители, начали "заправлять"
коннекторы клеем заранее. Монтажнику нужно было лишь разогреть коннектор,
вставить волокно и ждать пока остынет. А затем выполнить все "стандартные"
операции: скалывание волокна и полировка. Минусами этой технологией были
необходимые дополнительные приспособления.
Да будет свет!
Новый прорыв в области оконцевания волокна принесла UV технология.
Эпокситный клей застывал под действие ультрафиолетового (УФ) излучения.
Время застывания клея достигло 45 секунд, но понадобилось дополнительное
оборудование. Клей застыл, а дальше все как обычно.
Два, лучше чем один...
Следующий шаг вперед был в использовании анаэробных клеев. Клей
состоит их 2 компонент - активатора и клея. Отвердение клея наступает
только при взаимодействии компонент друг с другом. В коннектор заправлялся
клей, а волокно макалось в активатор (отвердитель). Время застывания теперь
составляло 30 секунд. Но это оказалось слишком быстро! Не всегда удавалось
за короткий промежуток времени точно позиционировать волокно в коннекторе.
Вот оно, чудо! Технология оконцевания без клея! Но...
Производителями были сделаны попытки создать технологии, не
требующие клея. Такая технология как, на пример, CrimpLock фиксирует
волокно в коннекторе механическим путем. Добиться хорошего качества таких
коннекторов, на сегодняшний момент не удалось, да и стоимость коннектора и
оборудования не так уж мала.
Мне полировать?! Пусть машины полируют!
Если рассмотреть всю технологию терменирования ВОК, то процесс
полировки занимает значительную долю в совокупности всего затраченного
времени. А если во внутрь коннектора поместить маленький кусочек волокна,
коннектор отполировать на промышленной установке, а монтажнику оставить
лишь соединить сколотое волокно с отполированным кусочком?! Да, это,
пожалуй, интересно, но дорого. Да и потом, нужен хороший скалыватель типа
Fujikura CT-07.
Заключение:
Пластиковое оптоволокно обладает серьезными преимуществами перед
"медью" и GOF. Однако та ниша, где использование POF оптимально, -
высокоскоростные локальные сети, - пока лежит вне сферы интересов массового
рынка. Безусловно, рано или поздно интеграция бытовой техники и
компьютерных технологий приведет к многократному росту трафика внутри
существующих сетей. Они просто захлебнутся в потоке аудио- и видеоданных. И
тогда понадобятся новые высокоскоростные решения для локальных офисных и
домашних сетей. Безусловно, POF имеет все шансы стать претендентом номер
один на роль оптимального решения. Но пока... пока не будем забывать, что
"медные" и оптоволоконные технологии тоже развиваются.
ЛИТЕРАТУРА:
1. Журнал Компьютерра от 22 мая 2000г.
2. http://www.adp.ru/
3. Журнал «Сети и системы связи № 6». №11 сентябрь 1999.
http://ccc.ru/magazine/depot/00_06/. «Пластиковое оптическое волокно на
пути к домашним кабельным проводкам».
4. Основы волоконно-оптической связи, под ред. Е.М.Дианова, перевод с англ.
Реферат на тему: По автоматизации производственных процессов
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Курганского Государственного Университета
Контрольная работа
По автоматизации производственных процессов
Студент:/________________/Никифоров В. А.
Группа МСЗ-6106
Направление
(специальность) 030500 – Профессиональное обучение
Руководитель: __________________/ /
Курган 2002
Понятие о первичной, вторичной, двойной ориентации. Примеры устройства для
их осуществления.
Любой процесс автоматической сборки может быть расчленен на следующие
элементарные движения:
1) подача деталей к месту сборки;
2) ориентация деталей друг относительно друга;
3) сопряжение деталей;
4) закрепление деталей;
5) транспортирование собранного подузла на последующую операцию
сборки.
Подача деталей к месту сборки представляет собой один из самых
несложных процессов, сборки и заключается в перемещении деталей из
питательных лотков или магазинов бункерных загрузочных устройств к
сборочной позиции.
Ориентация деталей друг относительно друга на сборочной позиции
является наиболее характерным процессом автоматической сборки. В этом цикле
движений детали должны расположиться друг относительно друга так, чтобы их
можно было последующим движением беспрепятственно собрать. Иными словами,
детали должны быть поставлены друг относительно друга в такое положение, в
котором, при любых размерах деталей, лежащих в пределах допуска, они могли
бы войти в соединение друг с другом. В изучении условий расположения
деталей перед сборкой или ориентации ил и заключается основная часть теории
автоматической сборки.
Сопряжение деталей представляет собой процесс, в результате которого
осуществляется сборка, т. е. одна деталь вступает в соединение с другой или
несколькими другими деталями. Можно различить следующие виды спряжений:
а) свободное сопряжение (детали входят в соединение с зазором);
б) напряженное сопряжение (детали вводятся в соединение с натягом);
в) винтовое сопряжение (одна из деталей представляет собой винт, а
другая гайку).
В некоторых случаях сборки, после ввода деталей в соединение,
требуется произвести еще дополнительные операции, закрепляющие
осуществленное сопряжение. К таким операциям относятся: клепка,
развальцовка, сварка и пайка.
Упрощенные виды сборки, при которых сопряжения деталей в полном смысле
этого слова не требуется. Такими упрощенными видами сборки
являются:
а) стапелирование (при этом виде сборки детали располагаются друг
относительно друга в определенном положении);
б) расфасовка (детали располагаются друг относительно друга в
непосредственной близости в общем помещении).
Стапелирование н расфасовка обычно сопровождаются подсчетом деталей.
Транспортирование собранного подузла на последующую операцию сборки не
является особо характерным процессом, не представляет собой сложности и
осуществляется транспортными механизмами обычного типа.
ОРИЕНТАЦИЯ ОТДЕЛЬНЫХ ДЕТАЛЕЙ В ПРОСТРАНСТВЕ
Детали входят в соединение друг с другом цилиндрическими
поверхностями, или, реже, плоскостями. В соответствии с этим рассмотрим,
прежде всего, следующие случаи ориентации:
1) ориентация по одной наружной цилиндрической поверхности;
2) ориентация по двум наружным цилиндрическим поверхностям с
параллельными осями;
3) ориентация по двум наружным цилиндрическим поверхностям с
перпендикулярными (пересекающимися) осями;
4) ориентация по одной внутренней цилиндрической поверхности;
5) ориентация по двум внутренним цилиндрическим поверхностям с
параллельными осями;
6) ориентация по одной наружной и одной внутренней цилиндрическим
поверхностям с перпендикулярными осями;
7) ориентация пластины по плоскостям;
8) ориентация по одной плоскости и одной наружной цилиндрической
поверхности;
9) ориентация по одной плоскости и одной внутренней цилиндрической
поверхности.
Перечисленные девять случаев ориентации, конечно, не исчерпывают
разнообразных сочетаний поверхностей, особенно, если учесть, что в процессе
сборки, состоящем из нескольких операций, детали последовательно
наращиваются (собираются) на частично собранный подузел. Однако разбор этих
случаев позволит решать и иные задачи.
Ориентация по одной наружной цилиндрической поверхности может
производиться либо в призмах, либо по габариту. В этом случае ориентацию по
оси (в центрах) или по торцам (в чашках) приходится отбросить, так как
концы валика должны быть свободны для ввода его в соединение.
При ориентации валика в призмах, в свою очередь, можно различать два
случая. Первый случай, когда валик забирается из питательного лотка призмой
и доводится до плоского неподвижного упора, и второй случай, когда валик
забирается плоским толкателем и доводится до неподвижного упора в виде
призмы.
К способам ориентации следует, прежде всего, предъявить требование,
чтобы колебание размеров детали в пределах допуска мало отражалось на ее
положении. Подходя к оценке способов ориентации валика в призмах с этой
точки зрения, ' можно сделать вывод, что первый случай (неподвижный плоский
упор) лучше, так как центр валика переместится при изменении размера
цилиндра на половину, величины этого изменения. При втором случае
ориентации перемещение центра валика будет равно половине изменения размера
цилиндра, деленной на синус половины угла между щеками призм.
Ориентация валика по габариту, т. е. расположение валика в питателе,
имеющем отверстие, равное наружному диаметру валика, значительно хуже
установки по призмам, так как отверстие, в котором располагается валик,
несколько больше его наружного диаметра и неизвестно, какое положение в
этом отверстии занимает валик.
Ориентация детали или подузла по двум цилиндрическим поверхностям с
параллельными осями может производиться либо по клину и плоскости, либо по
габариту. С помощью рассуждений, аналогичных предыдущим, можно сделать
вывод, что лучшим способом установки является ориентация с неподвижной
плоскостью и передвижным клином. Установка по габариту для двух
цилиндрических поверхностей с параллельными осями является менее надежной
и, следовательно, менее желательной, чем для одной цилиндрической
поверхности,
[pic]
[pic]
так как диаметры отверстий в толкателе должны быть увеличены еще за
счет колебания расстояния между осями.
Ориентация по двум наружным цилиндрическим поверхностям с
пересекающимися осями может производиться в двух призмах, причем нижняя
призма должна иметь возможность смещения, а верхняя призма должна иметь
возможность поворота относительно собственной оси.
Установка по одной внутренней цилиндрической поверхности: может
производиться только по габариту с помощью штифта. Штифт рекомендуется
выполнять трехгранным с концом, заточенным на конус. Это дает возможность
применить отдельных деталей.
Такого рода установку даже для прессовых соединений, так как вводимая
в отверстие деталь при этом не сможет войти в трехгранное отверстие плиты,
на которой осуществляется сборка (запрессовка). Устройство механизма,
управляющего движением центрирующего штифта, должно быть таким, чтобы
гарантировать обязательный вывод штифта после сопряжения. Ориентировка по
двум внутренним цилиндрическим поверхностям с параллельными осями может
производиться либо двумя трехгранными штифтами, либо трехгранным и
ромбическим.
Ориентировка по одной наружной и одной внутренней цилиндрической
поверхностям с перпендикулярными (пересекающимися) осями производится так,
что наружная поверхность ориентируется по призме, а внутренняя по
трехгранному штифту
При этом наружная цилиндрическая поверхность, в общем случае, будет
лежать только на одной стороне призмы, что допустимо.
Ориентация пластины по плоскостям производится либо по трем жестким
упорам двумя толкателями, либо, что более удобно, по двум упорам одним
самоустанавливающимся толкателем
[pic]
Рисунок 1Двойная ориентация планы с двумя отверстиями.
Ориентация по одной плоскости и по одной наружной цилиндрической
поверхности может производиться по неподвижной призме и плоскому
толкателю либо по плоскому упору и призматическому толкателю. Первый
способ установки является менее точным, но конструктивно более удобным.
Ориентация по одной плоскости и одной внутренней цилиндрической
поверхности производится по трехгранной призме и упору .
В ряде случаев ориентацию .деталей или собранных подузлов приходится
разбивать на два этапа: а) предварительная установка и б) окончательное
центрирование. В качестве примера можно привести ориентацию пластины.
:Этап предварительной установки •будет заключаться в перемещении
пластины от питательного лотка или магазина к месту сборки плоским
толкателем без точной установки ее. При этом пластина должна занять такое
положение, при котором заточенные на конус концы центрирующих штифтов
обязательно зайдут в отверстие пластины. Окончательная, точная ориентировка
или центрирование пластины осуществляется по двум отверстиям центрирующими
штифтами.
ОТНОСИТЕЛЬНАЯ ОРИЕНТАЦИЯ ДЕТАЛЕЙ
До сих пор рассматривались способы ориентации отдельных деталей
независимо друг от друга. Перейдем теперь к анализу ориентации деталей друг
относительно друга и условий беспрепятственного сопряжения их.
Устройства автоматического контроля. Контрольные автоматы
классификация по назначению.
Разработка новых высокопроизводительных методов и все шире
внедряющаяся автоматизация технологических процессов обработки деталей
машин привели к существенному снижению трудоемкости их изготовления.
Производительность процессов контроля пока растет медленнее. Увеличивается
количество контролеров. Контроль становится фактором, сдерживающим рост
производительности труда на машиностроительных заводах.
Повышение требований к качеству продукции, точности изготовления
деталей машин выбывает необходимость повышения точности их измерений
(контроля). Следовательно, задача роста производительности труда и качества
продукции в машиностроении неразрывно связаны с повышением
производительности и точности процессов контроля. Решение этих задач
возможно лишь путем автоматизации контроля.
В устройствах автоматического контроля процесс получения и обработки
информации об объекте контроля автоматизирован, т. е. совершается по
заданной программе без участия человека. Результаты контроля используются
для приведения в действие исполнительных органов автоматических систем.
Внедрение автоматического контроля наряду с повышением производительности и
сокращением количества контролеров приводит к устранению субъективных
погрешностей, что повышает объективность, точность контроля и качество
продукции.
Контроль является неотъемлемой и важной частью технологического
процесса. Основное назначение технического контроля во всех его
разновидностях — следить за ходом технологического процесса, регулируя
качество продукции. Контроль выявляет нарушения нормального хода процесса,
проявляющиеся в выходе контролируемых параметров объектов контроля за
установленные границы. На основе информации, полученной по результатам
контроля, производится подналадка, т. е. регулируется ход процесса.
Рабочий на токарном или шлифовальном станках периодически проверяет
текущий размер детали при работе методом пробных проходов и в зависимости
от результатов контроля устанавливает инструмент для получения заданного
окончательного размера.
При работе по методу настроенного станка рабочий и наладчик
периодически проверяют размеры обработанных на станке деталей и при
необходимости вносят изменения в его настройку.
Контрольные операции, предписанные технологическим процессом,
производятся персоналом отделов технического контроля в контрольных пунктах
либо после выполнения данной операции (операционный контроль), либо после
окончательного изготовления детали (окончательный контроль). В зависимости
от стабильности технологического процесса и предъявляемых требований
контроль может быть стопроцентным или выборочным.
Информация, полученная в результате контроля параметров процесса,
передается для осуществления под наладки процесса через различные
промежутки времени в зависимости от формы и, места контроля в
технологическом процессе. Промежуток времени, протекающий от момента выхода
параметра детали, обрабатываемой на станке, за установленные пределы до
момента наладки станка по результатам информации, полученной при контроле,
назовем периодом под наладки.
Повышение уровня автоматизации оборудования и контроля привело к
созданию металлорежущих станков с автоматической под наладкой по
результатам контроля детали сразу после прекращения обработки. В этих
станках регулирование процесса обработки производится автоматически и
период под наладки становится минимальным, так как 4 » 0, весьма малы.
В рассмотренных примерах расположение средств контроля в
технологическом процессе и способ передачи информации, полученной в
результате контроля и использования ее для регулирования процесса,
различны.
По указанным признакам автоматические средства контроля можно
разделить на средства пассивного (приемочного) и активного (управляющего)
контроля.
Средства пассивного автоматического контроля производят приемку и
разбраковку (рассортировку) деталей с большим сдвигом во времени после их
изготовления. Они отделяют бракованные детали, не допуская их проникновения
на сборку, и обеспечивают таким способом качество продукции. Средства
пассивного контроля не воздействуют непосредственно на ход технологического
контроля. Полученная информация используется для регулирования процесса при
значительной величине периода под наладки. Пассивный контроль не
предупреждает появление брака.
Средства активного автоматического контроля непосредственно связаны с
ходом технологического процесса и активно в него вмешиваются, регулируя
параметры обрабатываемых деталей. Они управляют движениями исполнительных
органов станков по результатам контроля обрабатываемых размеров деталей в
процессе, до или после обработки.
Активный контроль предупреждает появление брака. Оператор и наладчик
освобождаются от непрерывного наблюдения за ходом технологического
процесса, становится возможным многостаночное обслуживание. Повышается
производительность труда за счет сокращения вспомогательного времени и
точность обработки.
Активный автоматический контроль является прогрессивным, однако при
внедрении его возникает ряд трудностей. Подавляющее большинство станков
действующего парка основано на ручном управлении и не может быть включено в
систему активного контроля без существенной модернизации, которую трудно
провести силами завода-потребителя.
Применение автоматов пассивного контроля экономически наиболее
оправдано при необходимости рассортировки деталей на группы внутри поля
допуска для селективной сборки.
Весьма рационально также встраивание контрольных автоматов в
автоматические станочные линии. В этом случае контрольный автомат
непосредственно воздействует на ход технологического процесса, т. е.
превращается в средство активного контроля.
Средства контроля по степени автоматизации можно разделить на
неавтоматические, полуавтоматические, автоматические.
Механизированные средства контроля — контрольные приспособления —
относятся к классу неавтоматических. Они применяются для последовательного
(одномерные) или одновременного (многомерные) контроля различных параметров
качества (отклонений размеров, геометрической формы, расположения
поверхностей и др.) деталей. Загрузка, выгрузка и раскладка деталей по
соответствующим ячейкам производятся контролером вручную. Информацию о
результатах контроля он получает по показаниям шкальных или светосигнальных
приборов.
В полуавтоматических средствах процесс контроля и сортировки
осуществляется автоматически. Не автоматизирована лишь загрузка деталей.
Автоматические и полуавтоматические средства контроля представляют
собой измерительные системы. Измерительной системой называют совокупность
средств измерения (мер, измерительных приборов, измерительных
преобразователей) и вспомогательных устройств, соединенных между собой
каналами связи и предназначенных для выработки сигналов измерительной
информации в форме, удобной для автоматической обработки, передачи и
использования в автоматических системах управления. Измерительный прибор —
это средство измерений, вырабатывающее сигналы измерительной информации
в форме, доступной для непосредственного восприятия наблюдателем.
Измерительным преобразователем называют средство, вырабатывающее сигналы
измерительной информации в форме, удобной для передачи, дальнейшего
преобразования, обработки или хранения, но не поддающейся непосредственному
восприятию наблюдателем.
Автоматические системы в зависимости от выполняемой ими задачи могут
быть разделены на системы автоматического контроля, автоматического
управления и автоматического регулирования технологических процессов. Они
представляют собой сложные устройства, состоящие из различных механических,
гидравлических, электрических и других звеньев. Однако все звенья,
составляющие автоматическую систему, по выполняемым ими функциям могут быть
разделены на типовые функциональные элементы, тогда системы — представлены
в виде функциональных блок-схем, характеризующих последовательность
воздействий в их структурной цепи. Элемент воспринимает измерительный
сигнал от объекта контроля и реагирует на изменение измеряемой величины.
Воспринимающими элементами измерительных систем для контроля размеров
деталей являются измерительные стержни, измерительные губки, рычаги и др.
Задающий элемент служит для установки значения величины,
характеризующей управляемый процесс, закона ее изменения или , порядка
воздействия на управляемый процесс. Задающими элементами автоматических
измерительных систем являются, например, регулировочные винты неподвижных
контактов преобразователей, определяющие предельные размеры контролируемой
детали или заданную величину окончательного размера детали, обрабатываемой
на станке, и др.
Элемент сравнения осуществляет сравнение величин воздействия,
полученных от воспринимающего и задающего элементов, и передает сигнал на
преобразующий элемент.
Измерительный элемент воспринимает преобразованные воздействия
контролируемого объекта и фиксирует числовые значения изменений
контролируемой величины на показывающем, регистрирующем или цифровом
отсчетом устройстве.
Исполнительный элемент воздействует на рабочие органы управляемого
объекта, осуществляя конечное преобразование энергии, получаемой от
преобразующего элемента. Например, электромагнит преобразует
электрическую энергию в механическую, перебрасывая заслонку сортировочного
устройства, или переключает золотники гидравлической системы, управляющей
рабочим органом станка РОБ.
Автоматические средства "пассивного контроля выполняют задачу
автоматического контроля. Они Подразделяются на контрольные автоматы,
осуществляющие после ряда вспомогательных операций автоматический контроль
и сортировку изделий на годные и брак, и контрольно-сортировочные автоматы,
выполняющие кроме указанных функций сортировку годных изделий на Две и
более группы. Функциональная блок-схема контрольных и контрольно-
сортировочных автоматов имеет разомкнутую цепь воздействий от
контролируемого объекта без обратной связи. Обратной связью называют
дополнительную связь, направленную от выхода к входу процесса.
Системы активного автоматического контроля в процессе обработки
выполняют задачу управления процессом. Контролируется размер обрабатываемой
детали и в зависимости от его значения путем передачи воздействий от
исполнительного элемента на рабочий орган станка переключаются режимы и
прекращается обработка. Функциональная блок-схема системы активного
контроля в процессе обработки также имеет разомкнутую цепь воздействий, так
как функции регулирования размера выполняются наладчиком. Рабочий орган
станка РОС работает на основе внешних, воздействий от программного
устройства.
Система активного контроля с автоматической подналадкой - станка
выполняет задачу регулирования процесса. Контролируется размер обработанной
детали и в зависимости от его значения, при необходимости, путем передачи
воздействий от исполнительного элемента на корректирующий блок КБ
осуществляется подналадка станка. Функциональная блок-схема такой системы
имеет замкнутую цепь воздействий с обратной связью и является схемой
простой системы автоматического регулирования по отклонению размера.
-----------------------
[pic]
| |
