Обработка входных сигналов методом весового суммирования. Структурная схема получения сигнала.



Методы диагностирования: по эталонным константам и зависимостям, по косвенным признакам.

При построении системы технологического диагностирования прежде всего выбирают параметры которые дают наиболее достоверную информацию о состоянии объекта.

Способы диагностирования:

1) непосредственный контроль выходных параметров объекта или их функциональных зависимостей.

Диагностирование по методу эталонных констант выполняется путем сопоставления фактических значений выходных параметров с их паспортными значениями.

Диагностирование по методу эталонных зависимостей осуществляется путем сравнения функциональных зависимостей выданных системой с эталонными. Дает более полную информацию по сравнению с методом эталонных констант.

2) контроль работоспособности объекта по косвенным признакам характеризующим его состояние. Например, косвенными признаками могут быть: температура масла, давление в гидросистеме, АФЧХ, акустические характеристики, длительность автоматизированного цикла.

Данный способ применяется когда косвенные признаки измерить проще, чем выходные параметры и избавляет от необходимости разборки объекта. В тоже время метод требует тщательного анализа диагностируемого сигнала на который влияет множество помех.


2. Диагностирование унифицированных узлов агрегатных станков.

В качестве диагностических сигналов могут быть приняты:

- Для фрезерных головок: осевая и радиальная жесткость шпинделя, равномерность частоты вращения шпинделя при резании, крутильная податливость привода.

- для расточных головок: точность вращения шпинделя, податливость опор шпинделя, амплитуды колебаний, соответствие частоты.

- для поворотных и делительных столов: угловая скорость планшайбы в течении цикла поворота.
3. Диагностирование автоматических линий. Циклограмма АЛ, деление цикла на такты.

Диагностирование АЛ представляет собой поиск несоответствия фактического положения механизмов к заданному. Такое диагностирование очень сложное и вопрос о том находятся ли механизмы АЛ в нормальном, предаварийном или аварийном состоянии обычно решает наладчик.

Система контролирует выполнение циклограммы линии и при нарушении ритма работы выдает диагностический сигнал, при этом цикл линии делят на ряд последовательных тактов А, Б, В, Г число которых выбирается в зависимости от сложности цикла.

Признак такта обр-ся в системе диагностирования как сумма признаков движений образующих этот такт. Если какое либо движение такта не завершено, то сигнал сформированный системой позволяет определить место неисправности.

На стыке циклов работы предусматривается такт нулевой длительности, признак которого формируется по окончании последнего такта.

При управлении комплексом АЛ применяются программируемые контролеры (ПК). При этом значительно повышается уровень автоматизации процесса диагностирования, т.к. используется электронно-управляемая техника.

Входные блоки ПК связаны со всеми источниками сигналов: датчиками, конечными выключателями, кнопками и т.д.

Выходные блоки ПК соединены с исполнительными устройствами АЛ. Управляющие сигналы на выходах появляются в соответствии с программой, которая может быть введена непосредственно с ЭВМ.

ПК имеет более широкие функциональные возможности по сравнению с релейными системами управления.

Структурная схема управления комплексом АЛ.

Диагностирование неисправности можно производить по свечению лампочек панели на которую выведены все источники сигналов и исполнительные устройства, кроме того возможно автоматическое диагностирование с выводом информации о месте неисправности на телетайп или дисплей первого уровня Д1 находящийся у пульта управления автоматической линии. Фактическая причина неисправности определяется наладчиком и в виде кода может быть введена в устройство регистрации простоев. По запросу наладчика на Д1 может выводиться информация о состоянии инструмента на линии, а также превышении нормы длительности цикла.

На экран дисплея второго уровня Д2 выводится такая же информация для каждой АЛ. Телетайп Т выдает итоговые, сменные или текущие сводки в которых также может быть информация о продолжительности простоев по техническим и организационным причинам, о коэффициенте технического использования линии, фактической стойкости инструментов и т.д.

Информация о работе комплекса АЛ от обслуживающей их ЭВМ передается в информационно-вычислительный центр.
4. Диагностирование станков с ЧПУ. Структура системы диагностирования, подсистемы и их назначение. Структурная схема подсистемы оперативного циклового диагностирования.

Структурная схема подсистемы оперативного циклового диагностирования.

1 – система подготовки управляющих программ

2 – программоноситель

3 – устройство считывания управляющих программ

4 – станок с ЧПУ

5 – устройство обработки программ на станке

6 – измерительные преобразователи положения рабочих органов станка

7 – блок контроля фактической длительности элементов цикла

8 – блок контроля суммарной фактической длительности цикла

9 – блок сравнения

10 – настроечный элемент

11 – блок определения времени работы режущего инструмента

12 – блок выдачи информации

13 – блок расшифровки информации

14 – блок кодов неисправностей

15 – блок оценки состояния станка

16 – пульт индикации

17 – индикация причин отказа

18 – команда на смену инструмента

19 – эксплуатационная служба

20 – система учета и планирования хода производства

Системы технологического диагностирования с ЧПУ целесообразно строить в виде пять подсистем:

1) подсистема контроля готовности станка к работе – проверка наличия давления в гидросистеме,  пневмосистеме, системе подачи СОЖ, контроля подачи смазочного материала, наличие инструментов в инструментальном магазине и заготовки в приспособлении.

2) подсистема оперативного циклового диагностирования (схема) предназначена для поиска места и причины отказа или сбоя, контроля длительности элементов цикла, прогнозирования состояния механизмов станка, учет простоев по организационным причинам.

В основе работы лежит принцип контроля длительности суммарного цикла τp, элементов основного цикла τip, элементов совмещенного цикла τip’ , τipез.

Значение этих параметров рассчитывают на этапе подготовки управляющей программы и наносят на программоноситель.

При реализации программы эти значения вводятся в блок сравнения и блок расчета времени работы каждого режущего инструмента. На основе сигналов от измерительных преобразователей положений рабочего органа станка блок контроля фактической длительности элемента цикла определяет фактические значения, полученная информация передается в блок сравнения, где происходит сравнение расчетных и фактических значений.

Если разность между ними превышает допустимые значения, то идет информация об отказе или сбое в том или ином элементе цикла. Информация о месте их нахождения высвечивается на пульте индикации, а причина определяется оператором по таблице неисправности или автоматически.

3) подсистема оперативного узлового диагностирования – контроль узлов, обеспечивающих функционирование станка. При этом диагностирование осуществляется путем «опроса» контрольных точек неисправного узла.

4) подсистема специальных методов диагностирования – используются аналоговые сигналы являющиеся рабочими в узлах станка. Данная подсистема устанавливает причину отказа, осуществляет прогнозирование работоспособности станка: точность позиционирования и обхода контура, геометрическая точность, жесткость кинематических пар и т.д.

5) подсистема диагностирования по результатам обработки – осуществляется контроль узлов станка влияющих на точность обработки деталей.
5. Состав измерительно-вычислительного комплекса (ИВК) для безразборного контроля технического состояния машин и механизмов. Структурная схема аппаратных средств.

В обшей сложности ИВК и стенд для исследовании должны содержать следующие составные части; ИВК; объект исследований; импульсные преобразователи угла поворота входных и выходных звеньев; приводной двигатель с системой регулирования частоты вращения; нагружающее устройство с системой регулирования нагрузки; установленные на корпусе контролируе­мого механизма вибропреобразователи, подключенные к входам усилителей заряда (иных согласующих устройств). Комплекс может использоваться и при исследовании натурных объектов различной степени сложности.

Базовый модуль содержит в себе источник сетевого питания и системную плату. В по­садочные разъемы системного модуля устанавливаются функциональные модули. Их тип и количество определяются спецификой решаемых пользователем с помощью комплекса задач. Возможно три типа функциональных модулей: модуль ввода, предварительного преобразования и обработки сигналов от импульсных датчиков, от аналоговых датчиков, от кодовых датчиков.

Модуль ввода и предварительного преобразования и обработки сигналов от импульсных дат­чиков служит для получения по сигналам с выходов импульсных преобразователей угловых пере­мещений сигнала о кинематической погрешности исследуемого зубчатого механизма, а также его предварительной обработки - выделения составляющих его периодической компоненты. Этот модуль также используется для формирования системы отсчета для синхронных процедур об­работки, реализуемых измерительно-вычислительным комплексом.

Модуль ввода и предварительного преобразования сигналов от аналоговых датчиков служит для ввода и предварительного преобразования в цифровую форму сигналов от датчиков, предоставляющих информацию о процессах, сопровождающих работу зубчато­го механизма в аналоговом виде. Таким датчиками могут являться датчики виброускорений, виброскорости и виброперемещений.

Модуль ввода и предварительного преобразования сигналов от кодовых датчиков слу­жит для восприятия и предварительного преобразования информации от датчиков, пред­ставляющих информацию о физических процессах, сопровождающих работу зубчатого механизма, в виде цифрового кода.

Особенностью базового системного модуля является возможность практически неог­раниченно наращивать измерительно-вычислительный комплекс. При этом ИВК пред­ставляет собой локальную вычислительную сеть, базовые системные модули которой яв­ляются проблемно ориентированными локальными измерительно-вычислительными сис­темами - клиентами сети, а базовая ПЭВМ играет роль файл-сервера, посредством кото­рого осуществляется управление локальными измерительно-вычислительными система­ми, сбор информации, ее накопление, вторичная обработка и отображение. При этом ре­ально обеспечивается многозадачный режим, а также не происходит потери измеритель­ной информации на тех промежутках времени, когда в процессе исследований пользова­тель осуществляет вторичную обработку ранее полученной информации.

Структурная схема аппаратных средств ИВК

Dx, Dy, Dz – вибропреобразователи; Ax, Ay, Az – датчики аналоговых сигналов; D1, D2 – импульсные датчики угла поворота; СУ - согласующие устройства; ТД – таходатчики; АЦП – аналогово-цифровой преобразователь; ЦФ- цифровой преобразователь; СОС – синтезатор опорных сигналов; УП СКП – устройство получения сигнала кинематической погрешности; УЦОСКП – устройство цифровой обработки сигнала кинематической погрешности; ББП КОВС – блок буферной памяти вибрационных сигналов; ББП КОКП – -//- кинематической погрешности.


Обработка входных сигналов методом весового суммирования. Структурная схема получения сигнала.

Обработка входных сигналов методом весового суммирования. Модуль ввода, предварительного преобразования и обработки сигналов от импульсных датчиков осуще­ствляет сравнение закона движения ведомого звена контролируемой зубчатой передачи с законом, соответствующим закону движения ведомого звена передачи, имеющей кинема­тическую схему контролируемого механизма и идеальную геометрию элементов, в кото­рой не проявляются динамические явления погрешности изготовления и деформации, присущие реальным инерционно-жесткостным свойствам испытуемого объекта.

Получение сигнала о кинематической погрешности основано на методе весового сум­мирования. В соответствии с ним производится получение оценок углов поворота началь­ного и конечного звеньев контролируемой передачи с их последующим весовым алгеб­раическим суммированием. При этом формирование сигнала о кинематической погреш­ности осуществлялось в полном соответствии с ее определением, которое можно выразить соотношением:

 

где  - кинематическая погрешность; - текущее значение угла поворота ведомого звена передачи как функция угла поворота её начального звена; U- передаточ­ное число исследуемой передачи.

Метод весового суммирования полностью соответствует условиям получения сигнала  передач с произвольным передаточным отношением.

Алгоритм преобразования измерительной информации в соответствии с методом весо­вого суммирования при его реализации цифровыми средствами можно представить в виде:

где А, В и ∑-модули, по которым определяются оценки угла поворота ведомого звена и его номинального значении, а также их разность; С - постоянная величина, которую следует рассматривать как возможную начальную разность текущих значений действи­тельного и номинального углов поворота ведомого звена исследуемой передачи.

Для однозначного соответствия результата измерения исследуемому процессу необхо­димо выполнение условия:

 

где ∆Fmax - абсолютное значение максимально возможной разницы положительных, и отрицательных значений  для исследуемых передач.

Структурная схема преобразования информации модулем ввода, предварительного преобразования и обработки сигналов от импульсных датчиков при получении сигнала о кинематической погрешности представлена на рисунке.

Структурная схема полу­чения сигнала о кинематической по­грешности методом весового суммиро­вания: [а + Ь] mod Z - сумматор по модулю ∑; РП - регистр памяти; Sd1(t) и Sd2(t) - сигналы с выходов импульс­ных преобразователей ведущего и ве­домого звеньев исследуемой передачи; «3» - вход управления записью в ре­гистр памяти (РП); k1, k2 - импульсы каналов ведущего и ведомого звеньев исследуемой передачи

 

Существенным при этом является раздельное получение оценок действительного и номиналь­ного углов поворота ведомого звена по модулю с последующим их алгебраическим суммировани­ем по тому же самому модулю.

С целью выделения составляющих периодической компоненты кинематической по­грешности модулем осуществляется обработка в соответствии с алгоритмом синхронного накопления. Это обеспечивает получение оценки формы периодического сигнала в шуме и позволяет исключить влияние на результат измерения неравномерности вращения при­вода.


Дата добавления: 2019-02-12; просмотров: 116;