Ответы на зачётные вопросы по дисциплине "Автоматизация технологических процессов"

3 Глава
1. В чем принципиальное отличие контурного управления от позиционного?
При позиционном управлении перемещение РИ осуществляется с помощью его последовательного
перемещения вдоль координатных осей, при контурном управлении возможно одновременное
перемещение РИ вдоль нескольких осей одновременно.
2. С чем связана необходимость использования в процессе программирования нескольких
координатных систем?
Необходимость использования нескольких координатных систем связана с удобством
программирования обработки: при переустановке детали может быть потеряно точное положение
заготовки (при обработке в тисках), поэтому программистом вводится новая система координат,
которая будет привязана к фактическому положению заготовки на станке оператором.
3. Как вырабатываются управляющие воздействия в системах ЧПУ?
Информация с программоносителя (флешки, дискеты и т.д.) считывается СУ (считывающим
устройством), далее преобразованный сигнал передаётся в УЧПУ, который выдаёт управляющее
воздействие на ЦМ станка (целевые механизмы).
4. Какие виды управляющих сигналов используются в системах ЧПУ?
В системах ЧПУ используются алфавитно-цифровые сигналы. Буквами латинского алфавита (A–Z)
задаются различные параметры обработки, рабочие и вспомогательные движения и т.д. в цифровом
виде задаётся численное значение того или иного параметра (S1500 – частота вращения шпинделя 1500
мин-1).
5. В какой системе координат записывается управляющая программа?
УП записывается в системе координат детали, которая располагается системе координат станка.
6. Как управляющая программа связана с простановкой размеров на чертежах обрабатываемых
деталей?
При программировании в инкрементальных координатах (G91), расстояние между двумя точками
задаётся значением, совпадающим с размером на чертеже, который проставлен между данными
точками. При программировании в абсолютных координатах (G90) необходимо записывать
координату каждой отдельной точки, поэтому связь между двумя точками будет рассматриваться как:
Z1 + Z = Z2
Где Z1 – координата Z первой точки в системе координат детали;
Z – расстояние между точками 1 и 2 на чертеже детали;
Z2 – координата Z второй точки в системе координат детали.
7. В чем состоит основное назначение спутников как технологических приспособлений?
Основная задача спутников как технологических приспособлений заключается в закреплении деталей
со сложной геометрией, не имеющих технологически удобных поверхностей, за которые можно было
бы закрепить заготовку для её обработки или транспортировки.
8. Как кодируют в процессе программирования режущий инструмент, значения подачи, частоты
вращения шпинделя и т.д.?
Режущий инструмент вызывают кодом с буквенным символом «T» и номером инструмента в
револьверной головке или инструментальном магазине;
Подача кодируется символом «F» и численным значением подачи в размерности мм/мин для
фрезерных станков и мм/об для токарных;
Частота вращения шпинделя – S и численное значение в мин-1.
9. Какая информация содержится в карте наладки станка?
Информация о используемом РИ, порядок его смены и установки на станке, траектория РИ на
указанном технологическом переходе, технологические режимы обработки, размеры детали после
обработки.
10. Какие преимущества по сравнению с перфолентами обеспечивает программирование с
использованием компьютерных систем?
1.
Быстродействие;
2.
Удобство программирования;
3.
Компактность хранения;
4.
Возможность внесения корректировок в программу обработки;
5.
Опциональная возможность контроля обработки на стадии программирования обработки и
с помощью систем обратной связи.
11. Какие требования следует предъявлять к первичным преобразователям, используемым с цепи
обратной связи систем адаптивного управления?
1.
- однозначность зависимости между входной и выходной величинами;
2.
- линейная зависимость между выходной и входной величинами;
3.
- высокая чувствительность к измеряемой величине;
4.
- достаточная мощность выходной сигнала, обеспечивающая при возможности дальнейшее
управление элементами системы без усилителей;
5.
- стабильность характеристик во времени;
6.
- малая инерционность;
7.
- надежность и долговечность;
8.
- невысокая стоимость.
12. В чем состоит принцип работы динамометрического узла как источника информации в САдУ?
Под воздействием какой–либо силы, происходит отклонение положения стержня внутри соленоида
(катушки), в которой из–за изменения магнитного поля наводится ток в контуре. Этот ток идёт на
преобразователь, сигналы которого могут быть считаны УПУ.
13. Какие причины могут повлиять на точность статической и динамической настройки
технологической системы?
Статическая настройка:

Неточность положения инструмента относительно заготовки;

Износ инструмента;

Погрешности установки заготовки в приспособление.
Динамическая настройка:

Изменение толщины снимаемого припуска в местах с микронеровностями;

Колебание твёрдости в материале заготовки;

Тепловые деформации;

Отжатия РИ и заготовки под действием сил резания
14. Каково назначение датчиков Д1 и Д2 в системе статической настройки расточных оправок?
Датчики Д1 и Д2 в совокупности определяют износ резца и его коррекцию путём его выдвижения на
нужный рабочий размер.
15. Какие причины вызывают появление вибраций в процессе резания?
Неоднородность материала заготовки, наличие на ней мест с высоким перепадом припуска, нежёсткое
закрепление или неправильно базирование заготовки, неправильная заточка РИ, плохое качество
технологического оборудования (недостаточная жёсткость станка, приспособления, инструмента,
отсутствие виброопор и т.д.).
16. Как назначается величина подачи в процессе резания?
Подача назначается максимальной, при условии сохранения стабильности процесса резания с
получением необходимой точности и шероховатости поверхности.
17. Как связаны между собой скорость резания и подача?
Скорость резания и подача никак не связаны между собой.
18. Каков принцип термостабилизации в процессе обработки резанием?
Термостабилизация осуществляется посредством введения в станок датчика термоЭДС,
отправляющего сигналы в УЧПУ. При превышении заданного значения температуры, система
автоматически снижает режимы резания, позволяя снизить температуру обработки.
19. Какая информация принимается во внимание при автоматической смене режущего инструмента?
Информация о технологических показателях РИ, позволяющая оценить состояние инструмента с
позиции получаемых параметров точности детали. Согласно ей, инструмент требует поднастройки
или замены, если в результате размерного изнашивания не обеспечиваются требуемые размеры детали
или шероховатость поверхности в заданных пределах: Так же немаловажна информация о силовых
показателях, которые позволяют оценить режущую способность инструмента путем измерения сил
резания и моментов, действующих в процессе обработки.
4 Глава
1. Как можно автоматизировать замену инструмента?
Существует несколько способов автоматизации замены инструмента:
1.
С помощью вилки с 4-мя степенями свободы;
2.
С помощью вращающегося магазина.
2. Возможно ли программное управление заменой инструмента?
Возможно, для этого в станках с ЧПУ используется код с символом «T». После символа указывается
позиция инструмента в магазине или револьверной головке, после чего осуществляется цикл смены
инструмента.
3. Сколько степеней подвижности в приспособлении с вилкой?
Четыре. Первая степень – вертикальное движение вилки, с помощью которой подцепляется
инструмент.
Вторая степень – горизонтальное движение вилки, извлекающее инструмент из магазина.
Третья степень – поворот каретки вилки на 90 градусов, для возможности извлечения инструмента,
установленного в шпинделе.
Четвертая степень – поворот вилки на 180 градусов, с помощью которого осуществляется смена
положений заменяемого и замещающего инструмента.
4. Какова последовательность действий при использовании вращающегося магазина?
1.
Шпиндельная головка с инструментом двигается вверх по направлению к свободному пазу
вращающего магазина;
2.
При вхождении инструмента в свободный паз, шпиндельная головка движется вдоль своей
оси от инструментального магазина, в результате чего происходит извлечение инструмента из
шпинделя станка;
3.
Происходит поворот магазина, обеспечивающий позиционирование нужного инструмента
напротив шпинделя станка;
4.
Шпиндель станка движется вдоль своей оси к инструментальному магазину, в результате
чего происходит установка инструмента в шпиндель;
5.
Шпиндельная головка с установленным инструментом движется вниз на рабочую позицию.
5. Чем обусловлена необходимость комплексной автоматизации транспортно-загрузочных и
вспомогательных операций?
Необходимость обусловлена переходом к гибким производственным системам, позволяющим
осуществлять быстрый переход от производства одного типа продукции к другому.
6. Как практически перенастраивается ГПС на производство новой продукции?
При переходе на производство новой продукции перепрограммируются манипуляторы таким образом,
чтобы заготовка транспортировалась к нужному станку согласно новому технологическому процессу.
7. Какую работу выполняют автоматические манипуляторы?
Автоматически манипуляторы перемещают заготовки между станками ГПС по жёсткой, заранее
прописанной программе.
8. Какие потоки информации возникают в процессе работы ГПС?

Поток информации, управляющий работой технологического оборудования;

Поток информации, несущий данные о работе технологического оборудования и
производственной системы в целом (обратная связь).
5 Глава
1. Какие общие признаки характерны для производственных процессов?

Наличие большого числа взаимосвязанных и взаимодействующих элементов

Система и входящие в нее разнообразные элементы в подавляющем большинстве являются
многофункциональными;

Взаимодействие элементов в системе может происходить по каналам обмена информацией,
энергией, материалом и др.

Наличие у всей системы общей цели, общего назначения

Переменность структуры, обеспечивающая многорежимный характер функционирования,
возможность адаптации как в структуре, так и в алгоритме функционирования;
2. Какую роль выполняет человек, находясь в контуре управления?
Человек выполняет руководящую и контролирующую роль, поскольку он принимает конечное
решение о выполнении того или иного действия, и контролирует работу автоматизированных систем.
3. Какие подходы используются при разработке структуры производственных процессов?
Структура производственных процессов может быть основана на двух подходах:

Информационном

Управленческом
В свою очередь, информационный подход может быть осуществлён использованием двух видов АСУ:

Информационно–справочной

Информационно–советующей
Управляющие АСУ так же делятся на два вида:

Управление по математическим моделям

Прямое управление
4. В чем состоит принципиальное отличие информационных АСУ от управляющих?
Информационные АСУ не могут принимать какие–либо решения и реализовывать их, основная задача
информационных АСУ – накопление информации о течении процесса, её сопоставление с
определёнными данными и вывод отчёта по результатам их сравнения. Управляющие АСУ
направлены непосредственно на работу с материальными объектами, непосредственно воздействуют
на них.
5. Как реализуется принцип оптимального управления?
Оптимальное управление реализуется посредством создания математической модели, отражающей
все, либо большинство параметров объекта управления, и дальнейшим её преобразованием. Таким
образом, выполняя расчёты для математической модели, можно определить, как будет изменяться
материальный объект управления, если прикладывать к нему те же воздействия.
6. Какие подсистемы входят в структуру ИВЦ?
К подсистемам информационно вычислительного центра (ИВЦ) относят:
Обеспечивающие подсистемы:

Информационное обеспечение

Математическое обеспечение

Программное обеспечение

Техническое обеспечение

Организационное обеспечение
Функциональные подсистемы

Техническая подготовка производства

Технико-экономическое планирование

Материально–техническое снабжение

Оперативное управление

Бухгалтерский учёт
7. Как осуществляется информационное обеспечение в АСУ?
Информационное обеспечение АСУ складывается из нескольких составляющих:

Входной информации, характеризующей состояние ОУ, внешней среды,

Выходная информация, представляющая собой конечный продукт решения задач и
определяющая дальнейшее поведение ОУ

Накапливаемые в процессе работы системы данные, необходимые для расширения круга
решаемых задач

Нормативные и справочные данные
8. Какое значение имеет математическое обеспечение?
Математические модели, по которым функционирует АСУ, определяют ход всего технологического
процесса, поэтому от того, насколько правильно и корректно они созданы, зависит
производительность всего процесса производства.
9. Чем обусловлена необходимость разработки специальных программ?
Управляющие программы для АСУ пишутся непосредственно для каждого отдельно взятого
техпроцесса, поэтому невозможно создать единую программу, позволяющую решать весь спектр
задач.
10. Как построена информационная структура управления технологическими процессами?
От ОУ информация через датчики поступает на коммутатор. Далее непрерывные сигналы
преобразуются в дискретные через преобразователь, после чего они поступают в процессор. После
необходимых преобразований, от процессора отправляются сигналы на преобразователь дискретных
сигналов в непрерывные. Эти сигналы воспринимаются коммутатором и посылаются на
исполнительные механизмы, воздействующие на объект управления.
11. В чем состоит необходимость построения иерархических структур?
Необходимость построения иерархических структур возникает вследствие невозможности управления
большим объёмом информации, собирающего со всего производства, централизовано. Рациональнее
разделять ГПС следующим образом:

Уровень управления работой оборудования и технологическими процессами

Уровень оперативного управления ходом производственного процесса в ГПС;

Уровень планирования работы ГПС
12. В каких режимах функционирует УВМ?
Информационный режим – осуществляются функции сбора и предоставления информации, их
обработки, занесения в базу данных и выдачи советов.
Управляющий режим – осуществляются функции по формированию и передаче команд на
исполнительные устройства, воздействующие на ОУ.
13. Какие функции выполняет вычислительный комплекс?
Управляющий вычислительный комплекс (УВК) выполняет функции по обработке информации от
датчиков, её обработке, сравнении с принятым законом управления, с дальнейшим определением
управляющего воздействия, которыми через исполнительные механизмы необходимо воздействовать
на управляемые параметры, чтобы процесс протекал в оптимальном режиме.
14. Какие функции выполняет интерфейс?
Основная функция интерфейса – реализация алгоритма взаимодействия различных функциональных
блоков в автоматизированных системах обработки информации и управления, при условиях,
предписанных стандартом и направленных на обеспечение информационной, электрической и
конструктивной совместимости указанных блоков.
15. Какие уровни управления используются в ГПС?
В состав ГПС входит 5 уровней:
На первом уровне осуществляется управление отдельными единицами оборудования.
На втором уровне формируются программы работы 1 уровня на основе требуемого типа операции.
На третьем уровне осуществляется координация работы технологически автономных групп
оборудования.
На четвёртом уровне составляется план по объёму и номенклатуре деталей за смену, сутки, неделю,
производится учёт выполнения плана, учёт и анализ простоев оборудования и т.д.
На пятом уровне анализируются задания, поступающие от административного управления, и
координируется работа всей ГПС.