Главная Измерительные приборы Автоматизация в метрологии



Автоматизация в метрологии

Метрология - Измерительные приборы

автоматизация в метрологии

Приборы со встроенными микропроцессорами, о которых мы говорили выше, способны выполнять многие измерительные работы самостоятельно, без участия человека. А любые самодействующие устройства — исполнители заданной программы — это автоматы.

Использование автоматов называется автоматизацией. Это слово родилось давно. Еще с XV в. известны примитивные „пугающие автоматические устройства. Тем не менее, широкое распространение термин „автоматизация получил лишь в 50-х гг. нашего века.

Тройственный эффект позволяет получить автоматизация любого производства: технический, экономический и социальный. Технический эффект — за счет повышения качества продукции, экономический — за счет повышения производительности оборудования, социальный — за счет снижения трудоемкости производства.

Какие же метрологические процессы требуют автоматизации? Это процессы измерений, обработки измерительной информации, контроля и управления качеством продукции, поверки и испытаний средств измерений, научных исследований в метрологии. Как видим, для специалистов по авто-

матизации работы в метрологии — непочатый край. Многое уже сделано, но не грех позаимствовать опыт машиностроителей, увлекшихся автоматизацией значительно раньше.

Опыт говорит, что автоматы, рассчитанные на одну определенную операцию, не оправдывают себя. Ведь при перестройке на новую продукцию или технологию их приходится заменять. Здесь не имеются ввиду простейшие автоматы с неизменной программой действий, такие, как, например, установленные при входе в метро. Речь идет о станках-автоматах, которые были бы очень хороши, если бы из года в год обрабатывали одни и те же детали.

Станки-автоматы стали высокоэффективными только после того, как их соединили с современными средствами вычислительной техники. Автоматы с перестраиваемой программой обработки деталей стали называться станками с числовым программным управлением (ЧПУ).

Аналогичная ситуация возникает в метрологии. Представьте, что в одном из центров стандартизации и метрологии действует автоматизированная поверочная установка с жесткой программой, рассчитанной на поверку только одного типа цифровых вольтметров, допустим, В7-40. В те дни, когда среди поверяемых средств измерений не будет указанных приборов, установка работать не может. А когда вольтметры этого типа морально устареют и будут изъяты из потребления, установку придется демонтировать.

Другое дело, если в установку встроена микроЭВМ, в память которой можно заносить новые программы для поверки разнотипных приборов. Такая гибкая поверочная установка может быть полезной и для государственной, и для ведомственных метрологических служб (последние в СССР подчинены конкретным министерствам или ведомствам).

Поверочная установка, к сожалению, может быть и бесполезной — в зависимости от ее загрузки, от уровня автоматизации поверки, от качества автоматизированной поверки и других факторов.

Вот, например, станки с ЧПУ очень выгодно применять для контурно-фрезерных операций, выгодно использовать при обработке деталей типа плоских панелей и совсем невыгодно заставлять обрабатывать глубокие отверстия в корпусных изделиях. Опыт машиностроения учит, что средства автоматизации нужно применять не там, где их можно приспособить, а там, где без них совершенно невозможно обойтись...

Расчеты показывают: автоматизированная поверка эффективна прежде всего для большого числа очень точных, сложных и выполняющих ответственные функции средств измерений. Кроме того, если затраты на автоматизацию превышают приблизительно 15—18 руб. на одного высвобождаемого поверителя в смену, то такая автоматизация приводит лишь к перекладыванию дефицита трудовых ресурсов в чужой карман. В масштабах же народного хозяйства этот дефицит только обостряется.

И еще: не нужно пытаться просто заменить человека автоматом. Если в классической транспортной системе „кучер — лошадь — телега заменить кучера роботом, то телега все равно не поедет быстрее лошади. При автоматизации поверочных работ не нужно имитировать действия поверителя при традиционной, ручной поверке. Программно-управляемые средства поверки должны  работать по-новому, с учетом специфики автоматизиро-

ванной поверки. Следовательно, машинные программы поверки должны составляться на основе новых методик и алгоритмов поверки средств измерений.

Автоматизация в машиностроении тоже требует замены технологии. Примером может служить попытка перехода от поточных линий к автоматическим, осуществленная в производстве подшипников в 60-х гг. Путем внедрения различных автоматических устройств человек был тогда устранен, а технология оставлена прежней. Но ненадежность зажимных устройств, низкое качество заготовок, отсутствие дробления стружки привели к частым отказам в работе линий, увеличению числа наладчиков, повышению себестоимости продукции. Поменяли технологию — и дело пошло на лад.

При автоматизации недопустимы ни запаздывание, ни поспешность. Нельзя пускать в серию сырое техническое решение. Та же автоматизированная поверочная установка должна пройти ряд этапов: идея — макет — опытная функционирующая конструкция — надежная конструкция — экономически выгодная установка. Первые такие установки, копирующие деятельность человека, оказались нерентабельными: во-первых, поверка на них длилась зачастую дальше традиционной; во-вторых, установки больше простаивали, чем работали. Не мудрено: это были опытные функционирующие установки.

В машиностроительном производстве отдельные станки с ЧПУ стали сначала заменяться обрабатывающими центрами, а затем и непрерывными автоматическими линиями. Тенденция ясна. Пусть человек следит за автоматикой, пусть изобретает новые автоматические линии, но не участвует в технологическом процессе. Потому что часто погрешности возникают на стыках „человек — машина — человек .

В поверочных лабораториях интегральные гибкие автоматизированные поверочные системы, автоматизирующие не только процесс поверки, но и планирование, учет поверочной деятельности, обработку результатов ручной поверки, значительно эффективнее, чем специализированные установки для поверки. Если приборы на производстве поверяются не регулярно, то какая разница, кем или чем они поверяются? Или если ЭВМ в основном простаивает, что проку в повышении достоверности результатов поверки?

. . .Автоматизированная поверочная система по своей структуре напоминает тело спрута. В центре его — стойки с размещенными в них управляющей ЭВМ, образцовыми средствами измерений, измерительными коммутаторами и вспомогательным оборудованием. Щупальца спрута — это каналы связи, идущие от центра к автоматизированным рабочим местам (АРМ) поверителей. На рабочих местах расположены программно-управляемые средства поверки, дисплеи. И присоски спрута — разъемы для подключения поверяемых приборов.

Автоматическая линия в машиностроении создается с помощью адаптирующегося (приспособляющегося) робота, передающего детали от станка к станку. Если и в метрологической практике пытаться создать не автоматизированную, а автоматическую поверочную систему, нужен будет робот, производящий внешний осмотр поверяемого прибора, его подключение к системе, опробование отсчетного устройства, отключение и перестановки

прибора. На данном этапе развития роботостроения такой поверочный робот будет слишком дорогим и, следовательно, экономически невыгодным. Видимо, в ближайшее десятилетие усилия метрологов будут направлены на развитие автоматизированной поверки, т.е. поверки с участием человека. Это, однако, не означает, что в настоящее время никому не нуж­ны метрологические роботы. Без них затруднен контроль качества многих

видов продукции. Вспомните хотя бы КИМ, в которых необходимо устройство, способное снять резец со станка, поставить на его место измерительную головку, закрепить ее.

Вот мы и рассмотрели основные принципы автоматизации поверки — типичной работы метрологов. Но при этом забыли сказать, каково сегодняшнее состояние автоматизации поверки и чего мы ждем от нее завтра.

В настоящее время только несколько центров стандартизации и метрологии, расположенных в промышленных регионах СССР, оснащено опытными автоматизированными установками для поверки самых распространенных средств измерений электрических и радиотехнических величин. В XII пятилетке деятельность метрологов направлена на то, чтобы в недалеком будущем все территориальные органы Госстандарта СССР и ведомственных метрологических служб снабдить автоматизированными поверочными системами с библиотеками программ поверки разнообразных приборов.

А теперь немного полюбуемся автоматизированной поверкой. К удобному креслу оператора-поверителя транспортер подвозит очередной прибор, уже прошедший внешний осмотр у приемщика аппаратуры. Оператор ставит прибор на стеллаж, подковой огибающий вращающееся вокруг вертикальной оси кресло, и включает этот прибор в сеть для прогрева. Тип прибора, его заводской номер и другие оперативные данные (включая дату и время поверки) человек тут же вводит с пульта дисплея в память управляющей ЭВМ. Эта информация высвечивается на экране дисплея, ее можно проверить и в случае ошибки исправить. На стеллаже уже стоит ряд средств измерений, включенных в электросеть питания. Те, что прогрелись, подключены и.к поверочной системе.

На экране появляется фраза: „Подключите 43-64, зав. № 989731 . Это значит, что указанный машиной электронно-счетный частотомер прогрет. Поверитель соединяет его с системой с помощью штатного кабеля с унифицированным разъемом. По этому кабелю в поверяемый прибор придут управляющие и испытательные сигналь!, по нему же пойдут в ЭВМ и результаты измерений в виде кодов. Но на лицевой панели частотомера имеется еще и многоразрядное цифровое отсчетное устройство, которое тоже требует проверки. Вот во всех разрядах устройства зажглись единицы. Значит система начала опробование, подав на вход поверяемого прибора испытательный сигнал соответствующей частоты. Все в порядке, все разряды сработали как нужно. Оператор-поверитель нажимает соответствующую клавишу, разрешая системе продолжить работу. Во всех разрядах зажигаются двойки, затем тройки, четверки и т.д. При опробовании человеку брак выявить проще чем прибору. Если это произойдет, система, получив соответствующий сигнал, устроит перепроверку. Брак есть — дисплей прикажет отключать прибор. Брака нет — начнется „настоящая поверка, с оценкой метрологических характеристик без помощи человека. Погрешности измерения частоты и периода внешнего сигнала, частотная погрешность внутреннего кварцевого генератора, ее стабильность во времени — все определит умная поверочная система, сравнит с нормами, сделает выводы о годности частотомера к дальнейшей эксплуатации. Печатающее устройство на центральном пульте отпечатает необходимые документы о поверке, а ее данные будут проанализированы и записаны в память системы — для статистики.

 


Читайте:


Добавить комментарий


Защитный код
Обновить

Учёные первооткрыватели:

Хокинг, Стивен Уильям

News image

Стивен Уильям Хокинг (англ. Stephen William Hawking, род. 8 января 1942, Оксфорд, Великобритания) — один из наиболее влиятельных в научном см...

Левицкий, Григорий Васильевич

News image

Григо рий Васи льевич Леви цкий (15 (27) октября 1852, Харьков — 1917, Петроград) — русский астроном. Родился в Харькове, в ...

Авторизация



Единицы измерений:

Градус Рёмера

News image

Градус Рёмера (°Rø) — неиспользуемая ныне единица температуры. Температурная шкала Рёмера была создана в 1701 году датским астрономом Оле Кристенсеном Рёмером. Он...

Век

News image

Век (столетие) — единица измерения времени, равная 100 годам. Десять веков составляют тысячелетие. В более узком смысле веком называют не вообще ст...

Гигабайт

News image

Гигабайт  (Гбайт, Г, ГБ) — кратная единица измерения количества информации, равная 109 стандартных (8-битным) байтов или 1000 мегабайтам. Неправильность названия Читая нижеизложенный те...

Карат

News image

Карат (от итал. carato, через араб. кират (قيراط), от греч. kerátion (κεράτιον) — стручок рожкового дерева (Ceratonia siliqua), семена которого сл...

Открыватели:

Фраунгофер, Йозеф

News image

Йозеф Фраунгофер (Йозеф Фраунхофер, нем. Joseph Fraunhofer 6 марта 1787, Штраубинг — 7 июня 1826, Мюнхен) — немецкий физик, знаменитый оптик. Биография Сын бедного стекольщика, работал в ма...

Универсальный конвертер
Conversion Type:
Quantity:

converts to:

Construction Unit converter provided by: EcoLog Homes

Интересные факты:

Таблица Менделеева

News image

В конце августа 1875 г. в кабинет акад. Вюрца входит его ученик, молодой французский химик Лекок-де-Буабодран. н долго не решается об...

Эйнштейн и квантовая теория света

News image

Эйнштейн является одним из основателей новой, квантовой теории света и основателем теории относительности. Согласно квантовой теории свет представляет поток своеобразных ча...

О звуке

News image

Звук с давних пор считался одним из самых загадочных явлений природы. В самом деле, что порождает звук? Что заставляет его не...

Как происходит кристаллизация жидкости

News image

В настоящее время можно считать твердо установленным, что жидкость может затвердевать после ее охлаждения до температуры плавления только при наличии в ...

Атом и время

News image

Трудно себе представить более простое и вместе с тем более сложное понятие, чем время. Старая пословица говорит: «нет ничего в ми...

Ньютон и Марат о притяжении лучей света

News image

Что такое свет?— На этот вопрос Ньютон, очень много поработавший над изуче­нием световых явлений, отвечал так: свет — это поток бы...