Állapotfelügyelet [kompatibilitási mód]old.bgk.uni-obuda.hu/ggyt/targyak/seged/mj/5.pdf · 2...

Gyártócellák állapotfelügyelete

Magyarkúti JózsefBGK-AGI

2010

Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com)

http://www.novapdf.com


2

Figyelem!Az előadásvázlat nem helyettesíti a

tankönyvetDr. Nagy P. Sándor: Gyártóberendezések

és rendszerek I.-II., BMFCzéh Mihály – Hervay Péter – Dr. Nagy P.

Sándor: Megmunkálógépek, Műszaki Könyvkiadó




Gyártás fejlődése

• CNC gépek• Megmunkáló központok• Gyártócellák• Rugalmas gyártórendszerek

3




Megmunkáló központok

• Megmunkáló központoknak nevezzük az olyan CNC gépeket, amelyeknél a munkadarab egy felfogása közben különböző fúrási, marási, esztergálási műveleteket tudnak elvégezni.

4




GyártócellákÁll egy megmunkáló központból és az azt kiszolgáló

munkadarab és szerszámellátó rendszerből, melynek megvalósítási módja valamilyen kiszolgáló robottal történő adagolás.

Jellemzi:• Moduláris felépítés• Automatikus munkadarab, illetve szerszámkezelés• Cellavezérlés• Állapotfelügyelet, és diagnosztika• Automatikus forgácskezelés

5




Cellavezérlés feladata

Összetett feladat:• Össze kell hangolni az alrendszerek tevékenységét

(munkadarab ellátás, szerszámellátás, forgácselvezetés stb.)

• Az alrendszerek fölé van rendelve a cellavezérlő• Kapcsolatot tart a magasabb szintű külső rendszerrel

(CÍM)• Rögzíti a cella üzeme során történt eseményeket (pl.

gépkihasználás, állásidők)

Golyósorsó 6




Cella üzem fajtái

• Emberi felügyelet nélküli• Előkészítő• Szerviz

Golyósorsó 7




Emberi felügyelet nélküli üzemmód

• A cella önmagában dolgozik• A vezérlés a cellában lévő eszközök fölött

rendelkezik, intézkedik• A külvilág számára naplózást végez• Hiba esetén diagnosztikát végez, majd saját

hatáskörben intézkedik

Golyósorsó 8




Előkészítő (kézi) üzemmód• Van emberi közreműködés is• Új programok beindítása, ellenőrzése

Különböző modulok a saját vezérlésükkel működtethetők pl. hagyományos NC üzemmóddal:

• referenciapont felvétel kézi üzemmódban, • szerszámbemérés, korrekciózás• programfuttatás folyamatosan vagy mondatonként

Golyósorsórsó9




Szerviz üzemmód

• A cél a hiba elhárítása• Utána magasabb üzemszintbe visszatérés

előkészítése• Emberi részvétel és felügyelet elengedhetetlen

Golyósorsórsó10




Központi vezérlőberendezés kiemelt feladatai:

• Termelési adatok fogadása (munkadarab típusa, darabszáma, határidők)• Szükséges alkatrészprogramok aktivizálása DNC számítógépben• Szerszámellátó rendszer felé információcsere (szerszám illetve

szerszámcsere igény)• Munkadarab szállító rendszer felé szállítási feladatok kiadása (melyik

munkadarab hová?)• Mérőprogramok aktivizálása• Információszolgáltatás a gépkezelő számára (előkészítő feladatok,

rendszerállapot, gépkiesést áthidaló stratégiák)• Folyamatos rendszerfelügyelet és diagnosztika

Golyósorsó 11




Diagnosztizáló rendszer

• A hibák felderítését és megszüntetését segíti• A vezérlés tesztprogramok lefuttatásával

ellenőrzi a rendszer moduljainak állapotát

Golyósorsó 12




Felügyelet, diagnosztika alkalmazásának oka

Ma már elengedhetetlen mert,• A gyártórendszerek nagy értékű gépekből állnak, hiba esetén túl nagy a

termeléskiesésből származó veszteség• Gépek nagy teljesítménye miatt súlyos kárt okozhatnak a

munkadarabban, szerszámban és a berendezésben• A nagy automatizáltsággal együtt járó sok állapotjelző emberi

érzékszervekkel már nem felfogható vagy feldolgozható• A berendezések így több műszakban dolgozhatnak emberi felügyelet

nélkül, gazdaságossági szempont

Golyósorsó 13




Állapotfelügyelet feladata

• A termelésben szereplő gépek és a termelési folyamat figyelése

• A gép szerszám és a munkadarab károsodásának megelőzése

• A folyamatos működés biztosítása

Golyósorsó 14




Az állapot felügyelet részfeladatai

• Mérés• Feldolgozás• Döntés• Beavatkozás

Golyósorsó 15




Állapotfelügyelet gazdasági kihatásai

Golyósorsó 16




A real-time (valós idejű) állapotfelügyelet biztosításának főbb szempontjai:

• Az állapotfelügyelet bevezetése nem lassíthatja a gép működését

• A rendszernek a változások trendjének alapján a tényleges károsodás előtt be kell avatkoznia úgy hogy az intézkedések (pl. szerszámcsere) után a megmunkálás minél gyorsabban folytatódhasson

Golyósorsó 17




Felügyeleti rendszerek

Lehet:• Munkadarab (vagy minőségi) felügyelet• Berendezés (vagy gép) felügyelet• Szerszámfelügyelet• Folyamatfelügyelet

Golyósorsó 18




Felügyeleti rendszerek

Golyósorsó 19




Folyamatelemek legfontosabb kondíciói, működőképességüket meghatározó tulajdonságai

Golyósorsó 20




Munkadarab-felügyelet

• A munkadarab-felügyeletet mindig elsődlegesen kell biztosítani

• Ez a megmunkáláskor elérendő makró- és mikrogeometriai jellemzők betartását értjük

Golyósorsó 21




Felügyeleti állapotok

• Normál állapot: a cél ennek az állapotnak a fenntartása, a tényleges állapot a kívánt állapotnak felel meg.

• Deviáns állapot: a technológiai követelmények még teljesülnek, a káros trend már jelen van, a normál állapot a gyártási paraméterek megváltoztatásával még visszaállítható. Automatizált rendszernél ezt adaptív szabályozás végzi

Golyósorsó 22




Felügyeleti állapotok• Kritikus állapot: a tényleges állapot a kívánttól lényegesen eltér, az eltérés

korrekciókkal nem szüntethető meg. A normál állapot csak a hibák feltárása után érhető el. Legtöbbször a technológia megszakításával jár együtt, a felügyeleti rendszer végzi el.

• Veszélyes állapot: a tényleges állapot a kívánttól drasztikusan eltér. Jelentős anyagi kár, sérülés fenyeget. Azonnali beavatkozásra van szükség.

Az egyes üzemállapotok felismerhetőségét a vizsgált állapotváltozók változásmértékével jellemezhetjük.

Golyósorsó 23




Felügyeletek fajtái a mért paraméterek szerint:

• Diszkrét és analóg funkciós felügyelet• Terhelésfelügyelet• Rezgésfelügyelet• Geometriafelügyelet

Golyósorsó 24




Forgácsoló szerszámgépeken mérhető állapotváltozók

Golyósorsó 25




A felügyeleti hierarchia öt szintje

Golyósorsó 26




Állapotkövetés

• A termelést időnként megszakítva off-line méréseket hajtanak végre.

• Lehet megmunkálási teszt, pontossági, merevségi vizsgálat.

• Ezek a mérések a gép TMK-ját segítheti elő.

Golyósorsó 27




Állapotfelügyelet

• A legegyszerűbb on-line felügyelet• A megmunkálási folyamatokba való

beavatkozások lehetősége a megszakításokra korlátozódik.

Golyósorsó 28




Adaptív szabályozás

• A mért paraméterek alapján visszaszabályoz a rendszer

• A gyártás folyamán a programozott szabályozási modellek stratégiák változatlanok maradnak.

Golyósorsó 29




Öntanuló szabályozás

• Képes arra, hogy a gyártás alatt szerzett tapasztalatok alapján a szabályozási modelleket, stratégiákat önállóan módosítsa.

Golyósorsó 30




Diagnosztika

• Feladata a mért állapotváltozók alakulásából a kondícióváltozások és okainak meghatározása.

Golyósorsó 31




A munkadarab geometriai felügyelete

Cél: A méréssel nyert információk feldolgozásának önműködő rendszerének biztosítása

A felügyeleti méréseket jellemzi:• Mérés helye• Mérés időpontja• Mért objektum• A felhasznált mérőeszköz• A mért mennyiség jellege• A mérés és automatizáltság szintje• A mérés esedékessége

Golyósorsó 32




A mérés helye

• Lehet a gyártócellában (on line) a gép mozgásterén belül, vagy a gépre integrált mérőgép

• Lehet gyártócellán kívül (off-line) különálló mérőgépen, mérőroboton.

Golyósorsó 33




A mérés időpontja

1. Megmunkálás előtt2. Megmunkálás alatt (forgácsolást meg kell

szakítani, illetve nem kell megszakítani)• Művelet előtti• Műveletelem előtti• Műveletelem alatti• Műveletelem utáni• Művelet utáni3. Megmunkálás után

Golyósorsó 34




A mért objektum

• A munkadarab (de lehet az MKGS rendszer bármely eleme is)

Golyósorsó 35




A mérőeszközök jellegzetes típusai

• Többkoordinátás mérőgép• Szerszámgépre integrált mérőrendszer• Szerszámgépre szerelt mérőtapintó• Rugalmas mérőrobot• Különleges mérőrobot• Mérőkészülék• Hagyományos mérőeszközök

Golyósorsó 36




A mért mennyiség jellege

• Méret• Szög• Alak• Mikrogeometriai mérések

Golyósorsó 37




A mérés automatizáltsági szintje

• Kézi mérés (kézi mérőeszköz és kézi adatbevitel)

• Félautomatikus mérés (kézi tapintó mozgás és automatikus adatbeolvasás)

• Automatikus mérés (programozott tapintómozgás és gépi adatbeolvasás)

Golyósorsó 38




Mérés esedékessége

• Feltételesen• Feltétel nélkül végrehajtható mérések

Golyósorsó 39




Gyártócellákban alkalmazott felügyeletek

A mérés eszköze:• a szerszámtartóban elhelyezett

a főorsóba automatikusan beváltható mérőfej

Elve:• A tapintó végighalad a

munkadarabon, az adatokat a gép útmérőrendszere juttatja a vezérlésbe.

• A vezérlő képes a mérés adatait a geometriai elemre vonatkozó eltérés értékekre átszámítani

• Így korrigálhatók az estleges szerszámkopásból, vagy munkadarab befogási hibákból eredő pontatlanságok

Golyósorsó 40




Gép állapotmérése speciális műszerrel

Golyósorsó 41




Főorsóban szerszámként befogható tapintófejek

• A: 3d-s mérőtípusú tapintófej• B: kapcsoló-típusú mérőfej

furatképellenőrző tapintó-betéttel

• C: kapcsoló-típusú mérőfej a furatátmérőt ellenörző csapba épített fénydiódákkal

• D: infravörös fénnyel dolgozó jelátviteli egység

Golyósorsó 42




Érintés nélküli optikai úton dolgozó tapintófejek

Golyósorsó 43




Lézeres pásztázás elve:• A lézersugarat forgó tükrök segítségével terítik x

irányban• A felületről visszaverődő sugarak az objektívon keresztül

a CDC érzékelőkre jutnak• Ha a felület sík, akkor a két forgó tükör elmozdulásának

eredményeképpen a lézersugár a CDC érzékelő ugyanazon pontjára érkezik.

• Ha a felület a síktól eltér, a lézersugár a az eltéréssel arányos távolsággal tér el, amit CDC szenzor digitális formában leszámol, a méreteltérés meghatározható.

Golyósorsó 44




Gépen történő mérés öszzefoglalása

Előnyei:• A mért értékek és a vezérlés által történt kiértékelés után

ha szükséges a korrekciók elvégezhetőekHátrányai:• Az ellenőrzés csak a műveletek után vagy a teljesen

kész munkadarabokon történik, ez alatt a gép nem termel.

• A hűtőfolyadék illetve a jelenlévő forgács zavarhatja a mérés pontosságát.

• Ezekért gyakran alkalmazzák a cellán kívüli mérést.

Golyósorsó 45




A gyártócellákon kívüli felügyeletekMérőgépek

Lehetnek 3D, 4D és 5D megoldások• Legelterjedtebbek a 3D-s

megoldások, ahol a mérőfej 3 koordináta irányban mozoghat

• 4D esetén körasztal forgó mozgása segíti körkörösség mérést

• A tapintók motorizált forgatásával létrejön az 5D vezérlés

Golyósorsó 46




Mérőrobotok• A koordináta mérőgépek funkcióit egy mozgóállványos és vízszintes

mérőkaros kivitelű mérőrobotba viszik át.• Előnye: a robot a megmunkáló vagy szerelő egység mellé a

gyártósorba telepíthető.• A robotok közvetlen (on-line) kapcsolatban vannak a gyártócella

vezérlőjével, így van lehetőség a beavatkozásra.

Golyósorsó 47




Szerszámfelügyelet

A szerszámfelügyelet a szerszámbeméréssel és a szerszámbeállítással kezdődik

Lehet:• gépen belüli• gépen kívüli bemérés

Golyósorsó 48




Gépen belüli bemérés• A szerszámkorrekciók automatikus felvétele• Kopáskompenzáció• Álló kapcsoló típusú tapintófejek

Golyósorsó 49




Gépen belüli bemérés• Az éllekerekítés

bemérése• Az adatok közvetlenül a

vezérlőrendszerbe jutnak• A szükséges

beállításokat korrekciókat elvégzi

Golyósorsó 50




Gépen kívüli szerszámbemérés• Mivel a szerszámellátó rendszer része a szerszámbemérés,• Célszerű a szerszámraktár, szerszámélező, szerszámszerelő mellé telepíteni

Golyósorsó

51




Gépen kívüli szerszámbemérés optikai elven

Golyósorsó 52




Gépen kívüli szerszámbemérésOptikai elven mért adatok közvetlenül jutnak• A CNC vezérlésbe• A cellát irányító DNC számítógépbe• Szerszámadathordozó mikrochipet felülíró

szerszámelőkészítő-állomást vezérlő számítógépbe

Golyósorsó 53




Mikrochipet magukba foglaló betétek

• Kis méret (12 x 8 mm) – szerszám szárában rögzíthető• Megfelelő méretű tárhely gyakorlatilag végtelen ideig• A mikrochipek tartalma érintés nélkül olvasható, írható,

mind a szerszámelőkészítő állomáson, mind a gépen• Az író-olvasó fej és a chip távolsága 1-8 mm,• Az információt és az energiát induktív úton viszik át – így

nincs szükség elemre

Golyósorsó 54




Mikrochipekben tárolt adatok• Szerszám számát• A szerszám hosszát, átmérőjét, csúcssugarát,• Szerszámhoz különböző anyagoknál ajánlott

vágósebességeket• A szerszám várható élettartamát• Felügyeletre vonatkozó állapothatárok (erő, nyomaték,

teljesítmény, stb)• A már forgácsolással eltöltött idő

A szerszám bármely gépre kerül az adatai egyből kiolvashatók.

Golyósorsó 55




Szerszámfelügyeleti megoldások

Szerszámfelügyelet feladata:• Szerszám állapotának ellenőrzése• Szerszámhibák, illetve azok hatásának

érzékelése• A szükséges beavatkozások aktivizálása

Golyósorsó 56




Szerszám állapotának ellenőrzése

• Műveletek közbeni szerszámgeometria ellenőrzés

• Forgácsolás közben szerszám-igénybevétel figyelés

• Éltartam felügyelet

Golyósorsó 57




Műveletek közbeni szerszámgeometria ellenőrzés

Feladat:• Forgácsolás előtt a szerszám épségének az ellenőrzése• Szerszámtörés, csorbulás kiküszöböléseMenete:• A szerszámot mérőpozícióba kell állítani• A berendezés rögzítette az első bemérésnél a

szerszámra jellemző adatokat, ezeket hasonlítja össze a pillanatnyi mért adatokkal

Golyósorsó 58




Különböző méréstípusok a szerszámhibák kimutatására

Egypontmérés: • a mérőmozgás az érzékelő megközelítéséből áll• a rendszer az érzékelő első megszólalásához tartozó

távolság értékét rögzíti• Az ettől való eltérést ellenőrziAlkalmazása:• Egyélű szerszámok• Fúrók, fúrótípusú szerszámok• Egyszerűsége miatt minden szerszámnál alapmérés

Golyósorsó 59





Többpontmérés: • a mérőmozgás az érzékelő megközelítéséből és a

szerszám körülfordulásához szükséges kivárásból áll.• A méréskor az egyes forgácsoló-élekhez tartozó

távolság értékeket tárolja és ellenőrzi• Elsősorban marófejek ellenőrzésére – magába foglalja

az egypontmérést is

Golyósorsó 60





Folyamatos élmérés: • a mérőmozgás az érzékelő megközelítéséből,• a szerszám körülfordulásához szükséges kivárásból,• valamint az érzékelőnek a vizsgált él mentén történő

elmozdulásából áll.• A méréskor az egyes forgácsoló-élekhez tartozó

távolság értékeket tárolja és rögzíti, ellenőrzéskor azt vizsgálja, hogy az egyes élekhez tartozó pontok egy egyenesen fekszenek-e.

Alkalmazása: egyenes hengeres palásttal rendelkező csavart élű marók (szármaró, ujjmaró, stb.)

Golyósorsó 61





Szaggatott élmérés: • a mérőmozgás megegyezik a folyamatos élmérésnél

leírtakkalAlkalmazása: kukoricamaróknál, ahol minden második

lapka elhelyezkedése hozzávetőlegesen azonos.

Golyósorsó 62




Törött szerszámellenőrzés mozgásciklusai

• A mérőérzékelők koordináta irányai Z és X, vagy Z és Y• Kétirányú kombinált bemérés• Különböző irányú méréseknél nem kell azonos

típusúaknak lenni (pl. egy szármaró tengelyirányból többpontmérés, a másik irányból folyamatos élmérés)

Golyósorsó 63




Forgácsolás alatti szerszám-igénybevétel figyelése

Legfontosabb, mert a szerszám törése forgácsolás közben jön létre.

Lehet:• Terhelésfelügyelettel• Éltartamfelügyelettel

Golyósorsó 64




TerhelésfelügyeletA felügyelet a megmunkálás során folyamatosan ellenőrzi

a ténylegesen fellépő terheléseket és összehasonlítja az adott forgácsolási körülmények között megengedett értékekkel.

Lehet:• Erőméréssel• Nyomatékméréssel• Akusztikus emisszió (AE) mérésével• Rezgésfelügyelettel

Golyósorsó 65




ErőmérésBeépített piezo érzékelőkkel figyelik • a fogásvétel-irányú (Fa)• előtolás-irányú (Ff) erők változását

Tipikus erőlefutás szerszámtöréskor:

A rendszer képes a munkadarab 1 fordulata alatt lefékezni 3000 1/min fordulatszámról

Golyósorsó 66




Szerszámél-csorbuláskor bekövetkező erőlefutás

• Levált darabok nem ékelődnek be

• Megnövekszik a forgácsoló-erő

Golyósorsó 67




Nyomatékméréssel

• Folyamatosan mérik a forgácsolási nyomatékot

Megakadályozzák • a főorsó túl nagy nyomatékkal való

terhelését• A munkadarab deformációját• kimozdulását

Golyósorsó 68




Akusztikus emisszió (AE) mérésével

A 80-as évek végétől alkalmazott felügyeleti stratégiaAlapja: gépalkatrészek felületén terjedő nagyfrekvenciás

(100 kHz-1 MHz) ultrahang hullámok piezoelektromos érzékelése.

Golyósorsó 69




Fúrófelügyelet AE méréssel

• Kiinduló állapotban nincs megmunkálás

• Ez a referencia, ehhez képest vizsgálják az eltérést amikor megmunkálás zajlik

• Megmunkálás alatt a szerszám újabb rezgéseket gerjeszt – megváltoztatja a rezgésképet

• A szerszámmonitorba beépített impulzuselemző figyeli az összegzett jeleket

• Ha az összegzett impulzusszám elér egy kritikus szintet – leáll a megmunkálás

Golyósorsó 70




Rezgésfelügyelet• Ma már általánosan

alkalmazzák• 0-1000 Hz, vagy 0-10 kHz

rezgéstartományban• A rezgéseket mérhetjük a gép

hozzáférhető elemein• Az a diagram amely a

rezgésszintet (amplitudót) a frekvencia függvényében ábrázolja frekvencia-spektogramnak nevezzük

• Az amplitudó csúcsokhoz tartozó frekvenciákat fundamentális frekvenciának vagy felharmonikusoknak nevezzük Golyósorsó 71




Rezgésfelügyelet feladata• A gép megfelelő helyein elhelyezett rezgésérzékelők

jeleinek fogadása, tárolása• Frekvencia elemzés – a jelalak analízise• Normális, deviáns, kritikus és veszélyes állapot

megkülönböztetése, esetlegesen a megmunkálási folyamat leállítása

• A hiba valamilyen szintű behatárolása és rendelkezés kiadása

Golyósorsó 72




Rezgéselemzés

Lehet:• Időtartományban• frekvenciatartományban

Golyósorsó 73




Elemzés időtartományban• Kevesebb információ, de gyors• Sok esetben elégséges szerszámfelügyeletet ad

• Rezgéskép kiértékelésből áll, amely csak alakfelismerési, csúcsdetektálási feladatokat jelent

• Teljes információt nem szolgáltat a komplex rendszerre vonatkozóan

Golyósorsó 74




RezgéskiértékelésCsúcstól-csúcsig: a lengőmozgás

legnagyobb kitérési értéke. Hasznos a maximális igénybevételkor jelentkező kritikus rezgés-elmozdulásának megítélésénél.

Csúcsszint: rövid idejű ütések, sokkszintek mérésénél fontos, viszont nem veszi figyelembe a rezgés időbeli lefolyását. Ez néha helytelen következtetésekhez vezet. Pl. kétélű szerszámnál a forgács beszorul, a nagy amplitudó miatt a gép leáll, pedig a szerszám ezt a helyzetet a rugalmasságánál fogva kivédi.

Golyósorsó 75




RezgéskiértékelésAz átlagérték: már figyelembe veszi a rezgőmozgás időbeli lefolyását,

de dimenziótlan generált mennyiség.

Effektív érték: vagy RMS (Root-mean square) négyzetes középérték az amplitudó elemzés legfontosabb értéke. Figyelembe veszi a hullám időbeli lefolyását, olyan értéket ad amely összefügg az energiatartalommal, rezgés romboló hatásával, a szerszám törésével.

Golyósorsó 76




Normál állapotú rezgéskép

Golyósorsó 77




A deviáns és kritikus amplitudó

rezgésképe

Golyósorsó 78




Rezgésjel kiértékelésLényege: a normál állapothoz képest

egy jól meghatározható alsó és felső küszöbjelet definiálunk, amelyet a rezgés amplitudójával hasonlatunk össze.

Ha a rezgésjel nagyobb, a gép leáll.Kísérletekkel állapítják meg az egyes

forgácsolási eljárásokra mely állapotjellemzőt alkalmazzák, melynek változása kritikus állapotban elegendő biztonságot ad a küszöbjel meghatározására.

Golyósorsó 79




Fúró-maró gépeken történő megmunkálások rezgésképei

Golyósorsó 80




Elemzés frekvenciatartományban

• Gyakorlatban a rezgésjelek nagyon összetettek• Az egyidejűleg ható jelek különböző frekvenciájúak

A különböző jelek szétválasztására alkalmazott módszerek:• Fourier analízis• Fourier transzformáció vagyis a spektrumanalízis

Ezeknek a bonyolult eljárásoknak az elterjedését a digitális méréstechnika és jelfeldolgozás tette lehetővé.

A sok számítás miatt a gyorsaság csak megfelelő hardver háttér mellett megfelelő. 81




Elemzés frekvenciatartományban

Gyakorlati tapasztalatok bizonyítják, hogy a gerjesztett rezgések frekvenciaspektruma is karakterisztikus, a normál állapotban diagrammal, mint etalonnal összehasonlítható.

A spektogram kiértékelésére alkalmazott eljárások:• Összelebegtetés• Hányadosképzés• Etalon burkológörbével való összehasonlítás

Golyósorsó 82




Összelebegtetés• Két vagy több spektrumképet

egymásra másolnak, melyek közül az egyik a normál állapothoz tartozó spektrum diagram.

• A képek vizuálisan kiértékelhetők, de valóságosan a számítógép végzi.

Golyósorsó 83




HányadosképzésA normál állapotban felvett és a

zavart állapotban felvett spektrumkép hányadosának képzéséről van szó.

Ahol nincs eltérés, egyhez közeli amplitudót kapunk.

Az állapotváltozáshoz tartozó frekvenciákon kiugró csúcsokat kapunk.

Golyósorsó 84




Etalon burkológörbével való összehasonlítás

Legelterjedtebb eljárásLényege: meghatároznak egy

burkológörbét és ehhez hasonlítják a tényleges frekvenciaképet.

A burkológörbét úgy határozzák meg, hogy a normál állapotokon kívül kis mértékű –nem lényeges zavarokhoz tartozó - eltérések is beleférjenek.

Golyósorsó 85




Állapotfelügyeleti referencia spektrum

Golyósorsó 86




Referenciagörbével való kiértékelés

Golyósorsó 87




Összefoglalás• A spektrumanalízis komplex elemzést ad• Ha bármely amplitudócsúcs a referenciagörbét túlhaladja, a zavart

illetve megváltozott állapot kijelezhető

Golyósorsó 88




Univerzális felügyeleti rendszer kivágáshoz és maráshoz

Golyósorsó 89




Éltartam-felügyelet• Egy adminisztratív jellegű funkcióLényege: Ha a szerszám éltartama elfogy, akkor a rendszer

figyelmeztető jelet küld a kezelőnek vagy a vezérlésnek.Ha a következő szerszámváltásnál nem történik meg a szerszámcsere

a felügyelet leállítja a megmunkálást.

Előnye: egy megvalósított algoritmus alapján egyszerűen számítható.Hátránya: mivel nincs visszacsatolás, így a kapott eredmény a

bemenő adatok és a számítási módszer pontosságától függ.Számítási módszer pontossága: az adott algoritmus (annak

paraméterei) mennyire közelítik meg a valóságos folyamatot.

Golyósorsó 90




Éltartamfelügyelet típusai

1. A munkaarabok számával történő éltartam-figyelés: az alkatrészprogram végén a funkció eggyel csökkenti az összes szerszám éltartamát.

2. Az igénybevételek számának figyelése: hasonló az előzőhöz, de itt a szerszámhoz rendelt éltartam mutató minden egyes olyan műveletelem után csökken eggyel, amelyben a szerszám részt vesz.

3. Abszolút éltartamhossz ellenőrzés: a módszer feltételezi, hogy a szerszámok azonos körülmények között forgácsolnak és a forgácsolásban eltölthető teljes idő ismert.

A rendszer képes a forgácsolásba belépő és kilépő pillanatot detektálni és a forgácsolási időt számolni.

Golyósorsó 91




Éltartamegyenletre történő felügyelet

• Folyamatosan nyomon követi a technológiai adatok (v, f) változásait.• A változó értékeknek megfelelően számítja az éltartamot (Taylor

egyenlet)Az éltartamegyenlet:

Cv: konstans, függ a megmunkálástól, anyagminőségtől, megmunkálási körülményektől

Xv, Yv, m: megmunkálási körülményektől függő kitevőkVc: forgácsolási sebességf: előtolása: fogásvételMivel csak a T, Vc, és f hatását tudjuk figyelembe venni, így

feltételeznünk kell, hogy többi körülmény nem változik. 92

yvxvc

vm

afvCT




Adaptív szabályozásAz optimális forgácsolási és

megmunkálási körülmények biztosításához érzékelni kell :

• a rendszer pillanatnyi állapotának értékeit,

• és arra be kell arra be kell állítani az optimális folyamatot biztosító paramétereket.

Golyósorsó 93




Az adaptív szabályozás lépcsői1. Az adaptív szabályozó a vezérlési értékkel felfogja a zavart és

identifikálja (azonosítja) azt2. A döntési folyamatban eldől az, hogy a zavartényező hatását

hogyan lehet kiküszöbölni3. A modifikátor kiadja a beavatkozó szabályzó tagnak a módosítás

értékét

Ilyen önszabályozó (önoptimalizáló) rendszereket nevezünk adaptív szabályozásnak.

Angol: self adaptiv control (AC) rendszer

Golyósorsó 94




Az AC szabályozás előnyeiAz előtolás és fordulatszám korrekciójával:• Főidők csökkentése• a munkadarab különböző zónáinak eltérő szilárdsági értékeinek

kiegyenlítése• A gép teljesítményéhez való illeszkedés• A szerszám kopási állapotához való illeszkedés• Az előírt felületi minőség elérése• Forgácstörés viszonyainak javításaA szerszámút és a szerszámhelyzet korrekciójával• A mellékidők és az üresjárati mozgások csökkentése• A megváltozott nyersdarabméretekhez illeszkedés• Méretkorrekciók kiegyenlítése amit a

• Eltolódások,• Szerszámkopás hoz létre

Az alkatrészkezelés korrekciójával:• Nyersdarab ingadozó méreteinek figyelembe vételével• Mellékidők csökkentése

95




Az AC szabályozás típusai• ACC szabályozás (adaptive control constraint) terhelés

szabályozás (pl. max. forgácsoló erő elérése)• ACO szabályozás (adaptive control optimization)

optimalizáló szabályozás (pl. minimális költség, maximális forgácsleválasztás)

• ACG szabályozás (adaptive control geometrically) minőség szabályozás

Golyósorsó 96




Szabályozási stratégiaMért értékek alapján a rendszer önállóan változtatja az állító

értékeket.Mérési értékek elsősorban• Forgácsolási erő• Forgatónyomaték• TeljesítményEzeken kívül lehet még:• A főorsó lehajlása• A rezgési amplitudó• Szerszámkopás• Szerszámél-hőmérséklet• Felületi minőség• Méret és alakpontosság

Golyósorsó 97




ÖndiagnosztikaJellegzetesen CNC feladatkiterjesztéssel megoldható

öndiagnosztika két fő területe:• Hibadiagnosztikai feladatok• Statisztikai diagnosztikai szolgálatások

Golyósorsó 98




HibadiagnosztikaAz üzemeltetés megbízhatóságának biztosítása, az

esetleges hibák felderítése, kijavítása.

A szervízelést nagymértékben megkönnyíti a CNC vezérlések öndiagnosztika feladatkiterjesztése, szolgáltatása.

Golyósorsó 99




NC gépeknél a hibák aránya• 58% elektromos jellegű hiba (belső adatfeldolgozási, működtető

tagok hibái, stb.)• 19% mechanikus jellegű hiba (vezetékek, főorsó, hajtóművek)• 12% hidraulikus jellegű hiba (hengerek, szelep)• 11% egyéb (kezelői, programozói hibák)

Ennek megfelelően helyezik el az érzékelőket amelyek segítségével tesztelésekkel végzi a hibadiagnosztikai szolgáltatást.

Golyósorsó 100




Állapotfelügyelet [kompatibilitási mód]old.bgk.uni-obuda.hu/ggyt/targyak/seged/mj/5.pdf · 2...

Documents