Мокшин В.В., Конюхов М.И.,
г. Елабуга, Татарстан
УДК 681.3
АВТОМАТИЗИРОВАННАЯ СИСТЕМА АНАЛИЗА
ПРОЦЕССОВ ОБРАБОТКИ ДЕТАЛЕЙ
Автоматизированная система анализа процессов обработки деталей предназначена для проведения научных исследований моделирования объектов новой техники в динамике. Система обеспечивает параллельный сбор и первичную обработку информации с пятнадцати датчиков. По критерию минимальной стоимости сформирован оптимальный состав аппаратно-программного комплекса автоматизированной системы. Возможна её адаптация для обработки больших массивов данных других систем.
Представленная автоматизированная система работает в реальном масштабе времени и представляет собой программно-аппаратный комплекс, построенный на базе вычислительной техники класса Intel. Она предназначена для проведения научных исследований и моделирования объектов новой техники в динамике.
Система обеспечивает параллельный сбор и первичную обработку информации с
пятнадцати датчиков в течение десяти секунд 
. Ошибки восстановления
сигналов не более среднеквадратического, составляющего 
или 
(метра). Резерв
по загрузке ЭВМ в рабочей точке на этапе сбора данных не менее 10% ( 
). Информационная производительность
(скорость записи информации в ОЗУ Bs) системы в рабочей точке на
этапе сбора данных составляет 56998 бит/с:
, где n0 – коэффициент определяемый по формуле n0=[nацп
/ 8], где = [] – значение выражения в скобках, дополненное до большего
целого; Ксж – средний коэффициент сжатия данных в системе (с учетом
датирования); nацп.= 6 – разрядность АЦП.
Исходными параметрами являются четыре группы датчиков. В первой группе два датчика, а в третьей три датчика (датчики перемещений), во второй группе семь датчиков (датчики температуры), в четвёртой группе три датчика (оптические датчики). Датчики перемещений необходимы для получения информации о вибрации станка, датчики температуры позволяют получить информацию о температуре деталей, а оптические датчики позволяют получить информацию свечении нагретой детали. Корреляционные функции сигналов на выходе датчиков по группам, приведены ниже:
, где 
– это временной промежуток; 
= 400 (1/с) – это параметр объекта исследования; 
– эта функция характеризует вибрацию деталей при обработке.
, где
= 40 (1/с)
, где 
(1/с)
, где
=5 (1/с).
Эти функции характеризуют следующие параметры: скорость вращения вала, на котором обрабатывается деталь; вибрация станка; нагревание станков; нагревание деталей.
Целью создания автоматизированной системы является снижение материальных и трудовых затрат на проведение испытаний и доводку токарных станков.
Основными функциями предложенной автоматизированной системы является настройка на эксплуатацию и управление производственных испытаний, сбор и первичную обработку данных с целью получения результатов, документирование результатов испытаний, связь с оператором.
Автоматизированная система исследований принадлежит классу систем с магистрально-модульной структурой (см. рисунок).
Система представляет собой сеть рассредоточенных в пространстве устройств сбора данных (УСД) объединенных магистралью с ЭВМ через устройство сопряжения (УС). Каждое устройство сбора данных осуществляет коммутацию, согласование и аналого-цифровое преобразование сигналов с принадлежащей ему группы датчиков (например, 32 – это второй датчик из третьей группы), расположенных на токарных станках производства. ЭВМ управляет процессом сбора данных и проводит первичную обработку информации в темпе ее поступления. При этом от ЭВМ к устройствам сбора данных следует поток адресных кодов и команд управления, а в обратном направлении – поток измерительной информации.
На этапе сбора данных поступающая информация после первичной обработки регистрируется в блоках оперативной памяти (БП). По окончании сбора информация переписывается на магнитный регистратор (МР), после чего проводится вторичная обработка и анализ результатов эксперимента. Связь оператора с системой осуществляется через пульт управления (ПУ).
Таким образом, для анализа работы нового оборудования производства или предприятия можно использовать автоматизированную систему исследований. Данную систему можно адаптировать для контроля процессов обработки деталей не только на токарных станках, но и для других производственных процессов, связанных со сбором и обработкой больших массивов данных.
Литература