САК

1.

Структура системы автоматического
контроля (САК)
ЭАС
…
---------
-------------
-------------ЭАС1
-------------
УВК
Среднего уровня
--------------
УВК
Среднего уровня
АЯ
--------------
АЯ1
----------------------------------
--------------
--------------
------------------------------------
--------------
Управляющий
вычислительный комплекс
верхнего уровня
ЭАС1
…
--------
ЭАС
Типовая структура САК: АЯ — автоматическая ячейка; ЭАС — элементарная
автоматическая система

2.

Структура САК
Уровни структуры САК АП
Верхний уровень обеспечивает:
общий контроль совокупности автоматических ячеек для координации
их взаимодействия, перенастройки и ремонта, выдачу информации на
пульт управления АП и решение таких задач, как получение, обработка
и обобщение информации, поступающей с нижестоящего уровня (от
автоматических ячеек);
контроль объема и качества продукции и материально-технического
обеспечения (материала, инструмента и др.);
контроль за исполнением совокупности операций, выполняемых
автоматической ячейкой;
самоконтроль и контроль функционирования нижестоящего уровня.

3.

Структура САК
Средний уровень обеспечивает:
контроль автоматической ячейки и представление на верхний уровень
обобщенной информации о свойствах, техническом состоянии и
пространственном расположении контролируемых объектов и
составных частей ячейки;
передача информации на верхний уровень;
контроль качества изготовления объекта обработки на элементарных
автоматических системах, входящих в ячейку;
контроль за исполнением операций;
самоконтроль и контроль функционирования нижестоящего уровня.
Нижний уровень обеспечивает:
контроль объектов обработки, технического состояния и
пространственного расположения составных частей элементарной
автоматической системы (станка с ЧПУ, робота загрузки,
автоматического средства контроля);
получение и обработка информации о контролируемых параметрах и
функциях объекта обработки и составных частей ЭАС, передача
информации на средний уровень;
контроль за исполнением переходов;
контроль функционирования составных частей ЭАС;
представление информации в систему технического обслуживания для
прогнозирования постепенных отказов инструмента и оборудования.

4.

Структура САК
Уровни
Объект контроля
Верхний совокупность типовых
автоматических ячеек
(обрабатывающей,
транспортной, складской,
контрольноизмерительной,
испытательной) и рабочее
место оператора
Средни
й
автоматическая ячейка,
состоящая из
совокупности ЭАС
Нижний составные части ЭАС:
управляющий орган,
передающее звено,
исполнительный орган,
объект обработки.
Средства контроля
управляющий вычислительный комплекс (УВК)
на базе мини-ЭВМ
УВК на базе мини- или микроЭВМ. В состав
УВК входят ЭВМ, средства сопряжения с
удаленными терминалами и локальной сетью
ЭВМ, средства повышения надежности
функционирования и т. д.
определяются спецификой компонентов ЭАС.
Для металлообрабатывающего станка ими
могут быть датчики касания и усилия резания,
для робота — датчики позиционирования, для
транспортного робота — путевой датчик, для
контроля технологической среды — датчики
температуры, давления, влажности,
биологических загрязнений и т. д.

5.

Структура САК
УВК среднего уровня
СК
УО
СК
ПЗ
СК
ИО
СК
-----------------------------------------------------------------------
-------------------------------------------------------
-------------------------------------------------------
-----------------------------------------------------------------------
ТС
СК
ТС
ОО
Структура системы контроля ЭАС: ОО — объект обработки; ИО —
исполнительный орган; ПЗ — передающее звено; УО — управляющий орган; ТС —
технологическая среда; СК — средства контроля

6.

Структура САК
Принципы и процедуры построения САК
Средство
контроля
Средство
обработки
Объект
обработки
----------------------------------
Средство
входного
контроля
----------------------------------
------------------------------------------
Средство
выходного
контроля
-----------------------------------------Средство контроля
объекта в
процессе
обработки
Основная задача построения САК заключается в распределении функций
контроля между уровнями и в оптимизации состава средств контроля на
нижнем уровне. Объем контроля распределяется между средством и объектом
обработки в ЭАС, с одной стороны, и между взаимодействующими по объекту
обработки элементарными автоматическими системами, с другой.

7.

Структура САК
Принципы и процедуры построения САК
Объект обработки можно контролировать путем измерения как его
параметров (размеров и формы заготовки в механообработке, толщины
покрытия при гальванических процессах, размеров кристалла в
автоматических процессах его выращивания и т. д.), так и параметров
средства обработки (износа сверла, резца или фрезы; концентрации,
состава и температуры электролита и времени осаждения;
температурного режима роста кристалла и т. д.). Параметры измерения
могут быть разнесены во времени и пространстве: одна часть параметров
контролируется в зоне обработки, другая — роботом-манипулятором,
третья — на транспортном роботе. Поскольку заготовки и детали большую
часть времени транспортируются или вылеживаются, подобное
разделение является перспективным, конкретное решение должно
приниматься на основе технико-экономического анализа.

8.

Структура САК
Принципы пооперационного контроля
Пооперационный контроль параметров изделия по принципу недоверия
С
К
АЯ n-1
С
К
m
m=p
С
К
АЯ n
p
С
К
Пооперационный контроль параметров изделия по принципу
перепроверки
С
К
АЯ n-1
С
К
m
m<p
С
К
АЯn
p
С
К
Пооперационный контроль параметров изделия по принципу доверия
С
К
АЯ n-1
С
К
С
К
АЯn
На входе
контроля
р
m нет
вообще
m – количество параметров, проверяемых на выходе АЯn-1; p –
проверяемых на входе АЯ n
С
К

9.

Структура САК
Принципы пооперационного контроля
При перепроверке возможны варианты:
входной контроль на последующей ячейке по части параметров,
контролировавшихся раньше, а именно, по влияющим на качество
выполнения операции на последующей ячейке;
распределенный контроль — полный набор контролируемых
параметров делится между средствами контроля, расположенными
на выходе предыдущей и входе последующей ячеек.
Для ГАП более приемлемым является принцип доверия. Отработка
технологического процесса должна быть направлена на внедрение
именно этого принципа, а система контроля и диагностики призвана
обеспечить решение следующей, более сложной задачи —
оптимальное сокращение контрольных операций вообще.

10.

Последовательность и содержание работы по синтезу САК АП
САК ГАП
Подсистема контроля физических
параметров
Подсистема контроля функций
Разработка структурной модели с учетом ее взаимосвязи с системой
управления ГАП
Разработка информационной
модели
Разработка перечня и форм представления для управления ГАП на разных
уровнях
Контрольно-измерительной информации
Разработка модели измерения,
учитывающей состав контрольных точек,
допуски на параметры, распределение
параметров по объектам контроля и
погрешностей измерения
Оптимизация контрольных точек и состава
контролируемых параметров
Установление диапазонов измеряемых
параметров и допустимых погрешностей
измерения
Диагностической информации
Периоди
ческий
(тестовы
й)
контроль
Непрерывный (в
процессе
функционировани
я) контроль

11.

Выбор вида контроля:
активный, выносной,
смешанный
Определение требований к
устройствам связи с
объектом: первичным
измерительным (датчикам)
и нормирующим
преобразователям
Выбор средств измерений
и контроля: выбор
(разработка) технических
средств сопряжения
вычислительного
комплекса с объектами
контроля
Проверка метрологических
и точностных элементов
ГАП
Установление методов и
средств
метрологического
обслуживания
Установление состава,
периодичности и
объема контроля
работоспособности
элементов ГАП исходя
из надежности
элементов
Разработка
диагностической
модели системы
контроля,
отражающей, наряду
с объектом контроля,
контрольное
устройство (
встроенное средство
контроля), а также
перечень возможных
дефектов системы и
частоту их появления
Разработка
диагностической
модели объекта
контроля, включающей
его математическое
описание, модели
возможных дефектов и
частоту их появления
Построение проверяющего
теста
Разработка алгоритмов обработки
контрольно-измерительной
информации и определение
объема памяти
Выбор типе ЭВМ (выделение части
объема памяти ЭВМ системы
управления)
Определени
е состава
структуры
контрольно
го
устройства
Разработка
контрольног
о
устройства