Федеральноеагентство по образованию
ГОУ ВПОТольяттинский государственный университет
Институтфинансов, экономики и управления
Кафедра«Менеджмент организации»
КУРСОВАЯ работа
по дисциплине «Методы и средства испытаний, измерений и контроля»
на тему: «Разработка методики испытаний станка с числовым программнымуправлением на точность позиционирования. Проектирование испытательного стендадля проведения испытаний станка с числовым программным управлением на точностьпозиционирования»
Студент группы: УК-401Чиркова О.А.
Преподаватель: ЩипановВ. В.
Тольятти 2010
Содержание
Введение
1 ТЗ на разработку методики испытаниястанка на точность позиционирования
2 Методика проведения испытанийстанка на точность позиционирования
3 ТЗ на разработку испытательногостенда
4 Описание испытательного стенда
Заключение
Список используемых источников
Введение
Полная автономность иупрощение кинематических цепей приводов подач, когда связь между перемещениямипо нескольким координатам одновременно осуществляется только через программууправления, позволяет осуществлять в станках с ЧПУ сложное во времени и точноепо положению взаимодействие большого числа рабочих и вспомогательныхмеханизмов. Возможность увеличения числа одновременно управляемых координат приприменении систем ЧПУ, позволило создать принципиально новые компоновки станковс получением широких технологических возможностей при автоматическомуправлении.
При работе станка с ЧПУпроисходит взаимодействие большого числа механических, гидравлических, пневматическихи электронных устройств и элементов, от правильного и надежногофункционирования которых в значительной степени зависит точность выполнениязаданной программы управления механичекой обработкой деталей. Изменениеточности станка с ЧПУ в процессе эксплуатации, происходящее под действиемразличных вредных процессов и внешних воздействий, обусловливается появлениемдопустимых и недопустимых повреждений как в с станке, так и в устройстве.
В данной курсовой работепредложена методика проведения испытаний станка с ЧПУ на точностьпозиционирования и схема испытательного стенда, разработано ТЗ для этойметодики и испытательного стенда.
Федеральноеагентство по образованию
ГОУ ВПОТольяттинский государственный университет
Институтфинансов, экономики и управления
Кафедраменеджмента организации«Согласовано» «Утверждено» Заказчик Зав.кафедрой МО __________Щипанов В.В. __________Искосков М.О. « ___» _________ 201_г. « ___» _________ 201_г.
ТЕХНИЧЕСКОЕЗАДАНИЕ
напроектирование методики проведения заводских испытаний станка с ЧПУ на точностьпозиционирования
Код ГРНТИ 55.01.81Исполнитель(и) Чиркова О.А.. /ФИО/
Тольятти 2010 г
Содержание
1 Наименование и область примененияпроектируемого объекта
2 Основание для разработки
3 Цель и технико-экономическоеобоснование разработки
4 Источники разработки
5 Этапы разработки
6 Технические требования к объекту
/>/>/>/>/>/>/>/>1 Наименование и область применения проектируемогообъекта
1.1 Наименованиепроектируемого объекта: методика проведения заводских испытаний станка с ЧПУ наточность позиционирования
Код ГРНТИ
55 Машиностроение
55.01 Общие вопросымашиностроения
55.01.81 Измерения,испытания, контроль и управление качеством
1.2. Краткаяхарактеристика области (отрасли) и условий применения:
Методика испытаний можетприменяться на любых предприятиях, использующих станки с ЧПУ для обработкиразличных видов материалов, а также на предприятиях станкостроения./>/>/>/>/>/>/>/>/>/>2Основание для разработки
2.1. Перечень документов,на основании которых создается система:
Задание на курсовоепроектирование по дисциплине «Методы и средства испытания, измерения иконтроля»./>/>/>/>/>/>/>/>/>/>3Цель и технико-экономическое обоснование разработки
3.1 Предназначениеобъекта: проведение испытаний на точность позиционирования станка с ЧПУ внормальных производственных условиях.
3.2 Наличиеотечественных и зарубежных аналогов: рассматриваемая методика аттестационныхиспытаний применяется на промышленных предприятиях и предприятияхстанкостроения России.
3.3 Предполагаемаяпотребность в данных объектах у потребителей. Рассматриваемая методикаразрабатывается для испытательных лабораторий, производственных предприятий ипредприятий станкостроения с целью определения точности позиционирования станкас ЧПУ при работе в нормальных условиях./>/>/>/>/>/>/>/>/>/>4Источники разработки
4.1 ГОСТ Р 12.2.009-99. Станки металлообрабатывающие. Общие требованиябезопасности
4.2 ГОСТ Р 7599-82 Станки металлообрабатывающие. Основные условия, размеры итехнические требования.
4.3 ГОСТ Р 23597-79 — Станки металлорежущие с числовым программнымуправлением. Обозначение осей координат и направлений движений. Общие положения
4.4 ГОСТ Р ЕН 12840-2006 Безопасность металлообрабатывающих станков. Станкитокарные с ручным управлением, оснащенные и не оснащенные автоматизированнойсистемой управления/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>5Этапы разработки
Этапы разработкипредставлены в таблице 1.
Таблица 1 – Этапыразработки проектируемого объекта и планируемые сроки их выполнения
№
поз. Наименование разделов Сроки Начала Окончания 1 2 3 4 1 Изучение объекта исследования. 16.10.09 25.12.09 2 Разработка технического задания на методику. 11.02.10 11.03.10 3 Проектирование и создание методики. 11.03.10 29.03.20 4 Разработка технических условий на методику. 29.03.10 16.04.10 5 Контрольная оценка экспертом 16.04.10 29.04.10 />/>/>/>/>/>/>/>/>/> 6 Технические требования к объекту
6.1 Показатель назначения
Определение точностипозиционирования линейной оси до 2000 мм и осью вращения до 360° станка с ЧПУ при проведениииспытаний в производственных условиях.
Критерии испытаний:
- точностьдвустороннего позиционирования оси А;
- точностьодностороннего позиционирования осей А и А¯;
- двустороннеесистематическое позиционное отклонение оси Е;
- одностороннеесистематическое отклонение осей Е и Е¯;
- среднее двустороннеепозиционное отклонение оси М;
- двусторонняяповторяемость позиционирования оси R;
- односторонняяповторяемость позиционирования осей R и R¯.
Все вышеперечисленныекритерии должны быть в зоне допуска, установленной в паспорте станка.
6.2 Показатели надежности
- Эффективностьметодики не ниже 0,95
- Срок пересмотраразрабатываемой методики должен быть не более пяти лет.
6.3 Требования к образцам
Станок должен бытьполностью собран и находиться в работоспособном состоянии, все необходимыепроверки установки и геометрической точности станка должны бытьудовлетворительно завершены перед началом проверки точности позиционирования.
Годным признается станок,все вышеуказанные параметры которого соответствуют паспортным характеристикам.
6.4 Оборудование
В течение 12 ч до началаизмерений и во время измерений температурный градиент окружающей среды и егоизменения в градусах в час должны быть в пределах, установленных.
Испытательный стенддолжен быть подвергнут ремонту раз в полгода.
Следует протирать от пылинезакрытые части двигателя раз в смену.
Охлаждение станка должнобыть подключено и исправно.
Испытание проводитсяприбором API XD3, состоящим из лазерной головки, интерферометра и блокауправления, подключаемого к компьютеру с предварительно установленнымпрограммным обеспечением.
6.5 Требования кперсоналу
Оператор должен обладатьзнанием:
- устройств,принципиальных схем оборудования и взаимодействия механизмов станков спрограммным управлением, правил их подналадки;
- корректировкирежимов резания по результатам работы станка;
- устройств иправил пользования контрольно-измерительными инструментами и приборами;
- основных способовподготовки программы;
- кодов и правилчтения программы по распечатке и перфоленте;
- определениянеисправностей в станках и системе управления;
- способовустановки инструмента в инструментальные блоки;
- способовустановки приспособлений и их регулировки;
- правил чтениячертежей обрабатываемых деталей;
6.6 Показателибезопасности:
Методика должнасоответствовать ГОСТ 12.2.007.0–75 Изделия электротехнические. Общие требованиябезопасности, ГОСТ Р 50948-2001 Общие эргономические требования и требованиябезопасности.
6.7 Требования к пожарнойбезопасности
Методика должнасоответствовать требованиям ГОСТ 12.1.004—91 Пожарная Безопасность Общиетребования; ГОСТ Р 51838-2001 Безопасность машин Электрооборудованиепроизводственных машин Методы испытаний.
6.8 Показателиэкологичности:
Методика испытаний ненаносит вреда окружающей среде.
6.9 Показателиэргономичности:
- Методика должнасоответствовать эргономическим требованиям к организации работы операторасогласно ГОСТ 26387-84 Система «человек-машина». Термины и определения и ГОСТ12.2.032-78 (2001) ССБТ. Рабочее место при выполнении работ сидя. Общиеэргономические требования;
- Методика должнасоответствовать формам отображения информации на средствах управления согласноГОСТ 22269-76 Система «Человек-машина». Рабочее место оператора. Взаимноерасположение элементов рабочего места. Общие эргономические требования и ГОСТ22902-78 Система «человек-машина». Отсчетные устройства индикаторов визуальных.Общие эргономические требования.
6.10 Требования ксебестоимости испытаний
Себестоимость испытанийне должна превышать 300 000 руб. в год с учетом всех расходов вызываемых проведениемиспытаний.
Методика проведенияиспытаний линейных осей станка с ЧПУ на точность позиционирования
1 Наименование и областьприменения
Наименование:Методика проведения заводских испытаний линейных осей станка с ЧПУ на точностьпозиционирования.
Код
55 Машиностроение
55.01 Общие вопросымашиностроения
55.01.81 Измерения,испытания, контроль и управление качеством
Область применения:Рекомендации настоящей методики распространяются на проведение заводскихиспытаний линейных осей станка с ЧПУ на точность позиционирования впроизводственных условиях, а так же при испытаниях в испытательныхлабораториях.
2 Объект испытаний
2.1 Наименование
Токарный станок с ЧПУ слинейной осью до 2000 мм.
2.2 Область применения
Станок предназначен длятокарной обработки в полуавтоматическом режиме наружных и внутреннихповерхностей деталей типа тел вращения со ступенчатым и криволинейным профилемразличной сложности.
3 Цель испытаний
Определение точностипозиционирования токарного станков с ЧПУ с линейной осью до 2000 мм. Анализ полученных данных. Сравнение их с установленным паспортными данными станка значением.Принятие решения о необходимости калибровки и настройки.
4 Нормативные ссылки
4.1 ГОСТ Р 8-82 Станкиметаллорежущие. Общие требования к испытаниям на точность.
4.2 ГОСТ Р 22267-76 Станкиметаллорежущие. Схемы и способы измерений геометрических параметров.
4.3 ГОСТ Р 23597-79Станки металлорежущие с числовым программным управлением. Обозначение осейкоординат и направлений движения. Общие положения.
4.4 ГОСТ Р 12.2.009-99.Станки металлообрабатывающие. Общие требования безопасности
4.5 ГОСТ Р 7599-82 Станкиметаллообрабатывающие. Основные условия, размеры и технические требования.
4.6 ГОСТ Р ЕН 12840-2006Безопасность металлообрабатывающих станков. Станки токарные с ручнымуправлением, оснащенные и не оснащенные автоматизированной системой управления
4.7 ГОСТ 26387-84Система «человек-машина». Термины и определения.
4.12 ГОСТ 22269-76Система «Человек-машина». Рабочее место оператора. Взаимноерасположение элементов рабочего места. Общие эргономические требования
4.13 ГОСТ 22902-78Система «человек-машина». Отсчетные устройства индикаторов визуальных.Общие эргономические требования.
4.14 СН2.2.4/2.1.8.562-96 Санитарные нормы. Шум на рабочих местах, в помещениях жилых,общественных зданий и на территории жилой застройки.
5 Условия испытаний
5.1 Условия проведенияиспытаний
Испытания должны проводитьсяв нормальных условиях, установленных ГОСТ Р 8-82:
- температураокружающее о воздуха, 0С – 21+1
- относительнаявлажность воздуха, % – от 40 до 60
- питаниеиспытываемой аппаратуры согласно технической документации.
- при испытаниистанок должен быть защищен от потоков воздуха, тепловой радиации и другихисточников тепла,
- напряжениепитающей сети переменного тока, В – 220+4,4
- частота питающейэлектросети, Гц – 50+0,5
- охлаждение станкадолжно быть подключено и функционировать согласно инструкции, указанной впаспорте станка.
5.2 Требования к образцам
Каждый станок с ЧПУ напредприятии должен проходить проверку раз в год.
Станок должен бытьполностью собран и находиться в работоспособном состоянии, все необходимыепроверки установки и геометрической точности станка должны бытьудовлетворительно завершены перед началом проверки точности позиционирования.
В течение 12 ч до началаизмерений и во время измерений температурный градиент окружающей среды и егоизменения в градусах в час должны быть в пределах, установленных.
Испытательный стенддолжен быть подвергнут ремонту раз в полгода.
Следует протирать от пылинезакрытые части двигателя раз в смену.
5.3 Требования коборудованию
Измерения производятсялазерным интерферометром API XD3, работающим посхеме интерферометра Кёстерса, схема которого представлена на рисунке 1.
/>
Рисунок 1 – Схемаинтерферометра Кёстерса
Свет от источника 1 ввиде параллельного пучка лучей зеркалом 2 направляется на полупрозрачнуюстеклянную разделяющую пластину 3. Часть света, отражённая пластиной, падает нарезец 4. Передняя поверхность резца А — свободная. После отражения отплоскостей А и В свет проходит пластину 3 и зеркалом 5 направляется взрительную трубу Т. Часть света от зеркала 2, прошедшая пластину 3, зеркалом 6направляется на зеркало 7, жестко связанное с фотоэлектрическим микроскопом 8.Последний может перемещаться вдоль стола 9 с уложенной на нём штриховой мерой10. Отражённый зеркалом 7 свет возвращается к зеркалу 6 и направляется напластину. Свет, отражённый последней, зеркалом 5 также направляется взрительную трубу Т. Положение стола фиксируется интерференционным индикатором11, представляющим интерферометр Майкельсона, одно из зеркал которого жесткосвязано со столом. При сравнении эталонной, концевой и измеряемой штриховоймер положением нулевого штриха штриховой меры фиксируется под микроскопом, аперемещением каретки с концевой мерой добиваются равенства длин путей обоихпучков лучей, образовавшихся при отражении света от поверхности А меры изеркала 7. Затем перемещением зеркала 7 и микроскопа 8 добиваются равенствадлин путей обоих пучков лучей, образовавшихся при отражении света от зеркала 7и поверхности В меры. Необходимое для этого перемещение зеркала 7 и микроскопа8, очевидно равно расстоянию до резца.
Все действия поопределению конечного значения производятся при помощи компьютерногооборудования, и пользователь получает на экране конкретные значения расстояния.
5.4 Требования ктехническому обслуживанию оборудования
Испытательноеоборудование должно быть защищено от воздействия пыли.
5.4 Требования кперсоналу, проводящему испытания
Измерения положения резцадолжны проводиться приглашенным персоналом фирмы, предоставляющей измерительноеоборудование в аренду.
Расчеты конечныхпоказателей должны производиться сотрудником предприятия, обладющим знаниями:
- устройств,принципиальных схем оборудования и взаимодействия механизмов станков спрограммным управлением, правил их подналадки;
- корректировкирежимов резания по результатам работы станка;
- устройств иправил пользования контрольно-измерительными инструментами и приборами;
- основных способовподготовки программы;
- кодов и правилчтения программы по распечатке и перфоленте;
- определениянеисправностей в станках и системе управления;
- способовустановки инструмента в инструментальные блоки;
- способовустановки приспособлений и их регулировки;
- правил чтениячертежей обрабатываемых деталей.
5.4 Требования к рабочемуместу оператора
Методика соответствуетэргономическим требованиям к организации работы оператора согласно ГОСТ26387-84 Система «человек-машина». Термины и определения и ГОСТ 12.2.032-78(2001) ССБТ. Рабочее место при выполнении работ сидя. Общие эргономическиетребования.
Рабочее место операторадолжно соответствовать ГОСТ 26387-84 Система «человек-машина». Термины и определенияи ГОСТ 12.2.032-78 (2001) ССБТ. Рабочее место при выполнении работ сидя. Общиеэргономические требования, ГОСТ 22269-76 Система «Человек-машина». Рабочееместо оператора. Взаимное расположение элементов рабочего места. Общие эргономическиетребования.
Выполняемые работыотносятся к разряду работ малой точности (наименьший размер объекта различения1-5 мм), разряд зрительных работ -V (СНИП 23-05-95).
5.5 Требования кбезопасности
5.5.1 Электробезопасность
Настоящая методикасоответствует ГОСТ 12.2.007.0–75, ГОСТ 12.1.019-79 ССБТ «Электробезопасность.Общие требования и номенклатура видов защиты».
5.5.2 Пожарная безопасность
Методика соответствуеттребованиям ГОСТ 12.1.004—91 Пожарная Безопасность Общие требования; ГОСТ Р51838-2001 Безопасность машин Электрооборудование производственных машин Методыиспытаний.
5.6 Требования поэкологичности
Методика не наносит вредаокружающей среде, так как не имеет отходов.
6. Программапроведения испытаний
Данная методикаустанавливает следующие виды испытаний:
6.1 По назначению:контрольные
6.2 По характеру оценок:точечная оценка.
6.3 По плану организациипроведения испытаний:
NMT – план испытаний, согласно которомуиспытывают N объектов (для заводских испытаний, N устанавливается взависимости от числа испытываемой продукции – каждый станок), отказавшиеобъекты восстанавливают. Испытания останавливают при завершении временииспытания для каждого не отказавшего объекта. [2]
6.4 По виду этаповразработки продукции: приемочно-сдаточные.
По рабочим условиямпроведения испытаний: испытания проводятся в нормальных условиях.
6.5 По характеруполучения информации: косвенное.
6.6 По методам получениярезультатов испытания: расчетно-экспериментальные.
7 Проведение испытаний
7.1 Подготовка образцов
На время испытания состанка снимаются защитные дверцы, для облегчения доступа к подвижному элементу.
Измерительный прибор API XD3 устанавливается в устойчивое положение при помощиустойчивой плиты и отстраивается как точка отсчета измерений, вносятся заранеезаданные позиции для измерения – 5 позиций.
Значение каждой заданнойпозиции должно быть предварительно выбрано и установлено и иметь общую формулу:
/> (1)
где i – номер текущей заданной позиции,
p – интервал, основанный на постоянноминтервале заданных позиций по ходу измерений,
r – принимает различные значения вкаждой заданной позиции, образуя заданные позиции, расположенные черезнеодинаковые интервалы, по ходу измерения для обеспечения того, чтобы не былипредставлены только периодические ошибки.
Станок должен бытьзапрограммирован на движение подвижного компонента вдоль проверяемой оси и напомещение его в ряд заданных позиций.
Время покоя в заданныхпозициях – 10 с.
Станок должен быть запрограммирован на движение между заданными позициями со скоростьюпозиционирования резца:
— скорость вдоль оси X - 500 мм/с.
7.2 Порядок проведенияиспытаний
После закрепленияизмерительного оборудования предварительно запрограммированный станок запускаютна выполнение программы.
В каждом цикле в каждойиз пяти достигнутых позиций производится замер при помощиконтрольно-измерительного средства и заносится в электронный протокол испытания.
Измерения должны бытьсделаны во всех заданных позициях согласно стандартному измерительному циклу(см. рисунок 2). Каждая заданная позиция должна быть достигнута по пять раз вкаждом направлении.
/>
Рисунок 2 – Стандартныйцикл измерений
7.3 Обработка результатов
Для каждой заданнойпозиции Р и для пяти подходов (n=5) вкаждом направлении вычисляют границы отклонений по формулам:
/> и />
/> и /> (2)
Параметры, которые должныбыть определены в цифровой форме в результате проверки линейных осей:
- точностьодностороннего позиционирования осей А и А¯,
рассчитываемые по формулам:
/> ;
/> (3)
— зона нечувствительностиоси В, рассчитываемая по формуле:
/> . (4)
— среднее двустороннеепозиционное отклонение оси М, рассчитываемое по формуле:
/> . (5)
Результаты испытанийфиксируются в протоколе, форма которого приведена в Приложении 1. Присоответствии полученных данных паспортным характеристикам станка, протоколиспытания вкладывается в паспорт станка и сохраняется до следующего испытания.При несоответствии параметров, станок выводят из плана пользования и проводяткалибровку с последующими повторными испытаниями.
При невозможностиустановки приемлемых параметров обработки приглашаются специалисты изаттестационной организации для документального свидетельствования и понижениикласса точности станка.
8 Расчет себестоимостиметодики
Определим среднююежегодичную стоимость испытаний по указанной методике.
Количество станков напредприятии – 10. Каждый год должны проводится испытания всех без исключениястанков с ЧПУ.
Определим стоимостьиспытаний в таблице 1.
Таблица 1 – Определениестоимости испытанийИсточник затрат Затраты План УЕ (руб.) М1
Для проведения испытаний необходим персонал:
— наладчик- программист станков с ЧПУ,
— приглашенный работник фирмы API.
700 р.*3
1000 р.*3 5100 р. М2 Аренда измерительного оборудования 190 000р. 190 000р. М6 Обеспечение теплогазоснабжения 500р*3 1500р. Итого 196 600р
9 Расчет эффективностииспытаний
В рамках проведенияиспытаний необходимо установить точность позиционирования линейной оси до 2000 мм станка с ЧПУ. При попадании установленных значений в интервал, заданный паспортнымихарактеристиками станка – станок признается годным.
Эффективность испытанийрассчитывается по формуле 2:
/> (6)
Эффективность проведениязаводских испытаний на точность позиционирования линейных осей до 2000 мм станка с ЧПУ не ниже 0,95 при значении параметра R0=0,95. Параметрыα и β равны 0,1.
Приложение 1
Форма протокола испытанийна точность позиционирования линейных осей до 2000 мм станка с ЧПУ.
Модельстанка________________
Маркировкастанка_____________________
Дата проведенияиспытания______________
Ответственный________________________
Приглашеннаясторона__________________
Таблица А – Типовыерезультаты проверки№ заданной позиции 1 2 3 4 5 Целевое значение позиции Р мм. Направление подхода ¯ ¯ ¯ ¯ ¯ Позиционные отклонения, мкм Среднее одностороннее позиционное отклонение Среднеквадратическая неопределенность, мкм 2 s, мкм х — 2s, мкм х + 2s, мкм Повторяемость в одном направлении R1, мкм Зона нечувствительности В, мкм Повторяемость в двух направлениях позиционирования R, мкм Среднее двустороннее позиционное отклонение Х, мкм
Заключение о приемлемостиполученных данных:
_____________________________________________________________
Подпись________________________________
Федеральное агентство по образованию
ГОУ ВПОТольяттинский государственный университет
Институтфинансов, экономики и управления
Кафедраменеджмента организации«Согласовано» «Утверждено» Заказчик Зав.кафедрой МО __________Щипанов В.В. __________Искосков М.О. « ___» _________ 201_г. « ___» _________ 201_г.
ТЕХНИЧЕСКОЕЗАДАНИЕ
напроектирование установки для проведения заводских аттестационных испытанийстанка с ЧПУ на точность позиционирования линейных осей.
Код ОКП 44 3130Исполнитель(и) Чиркова О.А. /ФИО/
Тольятти 2010 г
Содержание
1 Наименование и область примененияпроектируемого объекта
2 Основание для разработки
3 Цель и технико-экономическоеобоснование разработки
4 Источники разработки
5 Этапы разработки
6 Технические требования к объекту
/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>1 Наименование и областьприменения проектируемого объекта
1.1 Наименованиепроектируемого объекта: испытательный стенд для проведения заводскихаттестационных испытаний резины на надежность в нормальных условиях
Код ОКП 44 3180.
44 0000 Приборы иаппаратура оптические.
44 3000 Приборыоптические общепромышленного, специального и научного применения.
44 3100 Приборыоптические контрольно-измерительные.
44 3180 Приборыконтрольно-измерительные прочие.
1.2. Краткаяхарактеристика области (отрасли) и условий применения:
/>/>/>/>/>/>/>Испытательный стенд может применятьсяв испытательных лабораториях, на производственных предприятиях и предприятияхстанкостроения с целью определения точности позиционирования станка с ЧПУ приработе в нормальных условиях.2 Основание для разработки
Задание на курсовоепроектирование по дисциплине «Методы и средства испытания, измерения иконтроля»./>/>/>/>/>/>/>3 Цель и технико-экономическоеобоснование разработки3.1 Предназначение объектаПроведение заводских аттестационных испытаний наопределение точности позиционирования линейной оси до 2000 мм станка с ЧПУ.
3.2 Наличиеотечественных и зарубежных аналогов
Рассматриваемаяметодика аттестационных испытаний применяется на промышленных предприятиях ипредприятиях станкостроения России. />/>/>/>/>/>/>/>
4 Источникиразработки
/>/>/>/>/>/>/>4.2 ГОСТ Р 12.2.009-99. Станки металлообрабатывающие. Общие требованиябезопасности
4.3 ГОСТ Р 7599-82 Станки металлообрабатывающие. Основные условия, размеры итехнические требования.
4.4 ГОСТ Р 23597-79 — Станки металлорежущие с числовым программным управлением.Обозначение осей координат и направлений движений. Общие положения
4.5 ГОСТ Р ЕН 12840-2006 Безопасность металлообрабатывающих станков. Станкитокарные с ручным управлением, оснащенные и не оснащенные автоматизированнойсистемой управления/>/>/>/>/>/>/>5Технические требования к объекту
5.1 Показатель назначения
Определение положениярезца, перемещающегося по линейной оси станка с ЧПУ.
5.2 Показатели надежности
- Вероятностьбезотказной работы — 0,99.
- Допустимаяпогрешность регистрации удлинения ± 0,2 мкм от измеряемой величины
- Назначенный срокслужбы 5 лет.
- Ремонт следуетпроводить не реже 1 раза в год.
5.3 Требования кперсоналу
Испытания должныпроводить:
— наладчик-программистстанков с ЧПУ,
— приглашенный операторизмерительного комплекса.
При работе на машинезапрещается:
- работатьна неисправной машине;
- работатьна незаземленной машине;
- выниматьиз захватов нагруженный образец;
- производитьчистку и ремонт машины на ходу;
- оставлятьмашину без надзора при включенном электродвигателе.
Работа на машинеразрешается в спецодежде, не имеющей развивающихся концов: пояса, шарфа,галстука. Волосы работающего должны быть убраны в прическу без развивающихсяпрядей.
При обнаружении любойнеисправности машину необходимо отключить, о неполадках сообщить вобслуживающий центр API.
6.5 Требования к рабочемуместу оператора
Рабочее место операторадолжно соответствовать ГОСТ 26387-84 Система «человек-машина». Термины иопределения и ГОСТ 12.2.032-78 (2001) ССБТ. Рабочее место при выполнении работсидя. Общие эргономические требования, ГОСТ 22269-76 Система «Человек-машина».Рабочее место оператора. Взаимное расположение элементов рабочего места. Общиеэргономические требования.
6.6 Показателиэкономичности
Стоимость испытательногостенда не должна превышать 5 млн. рублей. Для испытательного стендаэнергопотребление не должно превышать 220 В.
6.7 Требования кбезопасности
6.7.1 Электробезопасность
ГОСТ 12.2.007.0–75Изделия электротехнические. Общие требования безопасности, ГОСТ 12.1.030-81Электробезопасность. Защитное заземление. Зануление.
6.7.2 Пожарнаябезопасность
Испытательный стенддолжен соответствовать требованиям ГОСТ 12.1.004—91 Пожарная БезопасностьОбщие требования; ГОСТ Р 51838-2001 Безопасность машин Электрооборудованиепроизводственных машин Методы испытаний.
6.8 Показателиэкологичности
Испытательный стенд ненаносит вреда окружающей среде.
6.9 Показателиэргономичности
Испытательный стенддолжен соответствовать формам отображения информации на средствах управлениясогласно ГОСТ 22269-76 Система «Человек-машина». Рабочее место оператора.Взаимное расположение элементов рабочего места. Общие эргономические требованияи ГОСТ 22902-78 Система «человек-машина». Отсчетные устройства индикатороввизуальных. Общие эргономические требования.
Описание техническогостенда1 Наименование и область применения проектируемогообъекта
1.1 Наименованиепроектируемого объекта: испытательный стенд для проведения заводскихаттестационных испытаний резины на надежность в нормальных условиях
Код ОКП 44 3180.
44 0000 Приборы иаппаратура оптические.
44 3000 Приборыоптические общепромышленного, специального и научного применения.
44 3100 Приборыоптические контрольно-измерительные.
44 3180 Приборыконтрольно-измерительные прочие.
1.2. Краткаяхарактеристика области (отрасли) и условий применения:
Испытательный стенд можетприменяться в испытательных лабораториях, на производственных предприятиях ипредприятиях станкостроения с целью определения точности позиционированиястанка с ЧПУ при работе в нормальных условиях.2 Основание для разработки
Задание на курсовоепроектирование по дисциплине «Методы и средства испытания, измерения иконтроля».3 Цель и технико-экономическоеобоснование разработки3.1 Предназначение объектаПроведение заводских аттестационных испытаний наопределение точности позиционирования линейной оси до 2000 мм станка с ЧПУ.
3.2 Наличиеотечественных и зарубежных аналогов
Рассматриваемаяметодика аттестационных испытаний применяется на промышленных предприятиях ипредприятиях станкостроения России.
3.3 Предполагаемаяпотребность в данных объектах у потребителей
Лазерная измерительнаясистема XD3 является незаменимым инструментом при решении задач связанных сконтролем геометрической точности различных типов станков. Высокая точность,многофункциональность, возможность провести измерения всех погрешностейпозиционирования за минимальное время (3-4 часа вместо нескольких дней)отличает эту систему от других аналогов.
Система делаетвозможным одновременно измерять несколько параметров и позволяет получитьистинную картину погрешностей по всем осям, что невозможно для монопараметрическихсистем.
4 Источникиразработки
ГОСТР 12.2.009-99. Станки металлообрабатывающие. Общие требования безопасности
ГОСТ Р 7599-82 Станки металлообрабатывающие. Основныеусловия, размеры и технические требования.
ГОСТ Р 23597-79 — Станки металлорежущие с числовымпрограммным управлением. Обозначение осей координат и направлений движений.Общие положения
ГОСТ Р ЕН 12840-2006 Безопасность металлообрабатывающихстанков. Станки токарные с ручным управлением, оснащенные и не оснащенныеавтоматизированной системой управления5 Технические характеристики
Техническиехарактеристики интерферометра API XD3:
Линейноепозиционирование, ppm – 0,2
Максимальная дальность, м– 40
Погрешность при измеренииотклонения от прямолинейности, мкм – 0,2
Диапазон измеренияотклонения от прямолинейности, мкм — ±300
Наличие выходов – USB-порт для подключения к компьютеру.
6 Устройство измерительногооборудования
Средство измерения,выбранное в соответствии с техническим заданием имеет схему работы,представленную на рисунке 3.
/>
Рисунок 3 – Измерительныйприбор – интерферометр Кёстерса
Свет от источника 1 ввиде параллельного пучка лучей зеркалом 2 направляется на полупрозрачнуюстеклянную разделяющую пластину 3. Часть света, отражённая пластиной, падает нарезец 4. Передняя поверхность резца А — свободная. После отражения отплоскостей А и В свет проходит пластину 3 и зеркалом 5 направляется взрительную трубу Т. Часть света от зеркала 2, прошедшая пластину 3, зеркалом 6направляется на зеркало 7, жестко связанное с фотоэлектрическим микроскопом 8.Последний может перемещаться вдоль стола 9 с уложенной на нём штриховой мерой10. Отражённый зеркалом 7 свет возвращается к зеркалу 6 и направляется напластину. Свет, отражённый последней, зеркалом 5 также направляется взрительную трубу Т. Положение стола фиксируется интерференционным индикатором11, представляющим интерферометр Майкельсона, одно из зеркал которого жесткосвязано со столом. При сравнении эталонной, концевой и измеряемой штриховой мерположением нулевого штриха штриховой меры фиксируется под микроскопом, аперемещением каретки с концевой мерой добиваются равенства длин путей обоихпучков лучей, образовавшихся при отражении света от поверхности А меры изеркала 7. Затем перемещением зеркала 7 и микроскопа 8 добиваются равенствадлин путей обоих пучков лучей, образовавшихся при отражении света от зеркала 7и поверхности В меры. Необходимое для этого перемещение зеркала 7 и микроскопа8, очевидно равно расстоянию до резца.
Все действия поопределению конечного значения производятся при помощи компьютерногооборудования, и пользователь получает на экране конкретные значения расстояния.
Общий вид измерительногооборудования представлен на рисунке 4.
/>
Рисунок 4 – Общий видизмерительного оборудования
Все действия поопределению конечного значения производятся при помощи компьютерногооборудования. и пользователь получает на экране конкретные значения расстояния.
7 Прядок работы сизмерительным оборудованием
- установитьизмерительный комплекс API XD3 на устойчивуюпанель и отстроить для начала работы (производится сотрудником приглашаемойорганизации-арендатора измерительного комплекса),
- после закрепленияизмерительного оборудования предварительно запрограммированный станок запускаютна выполнение программы,
- в каждом изциклов в каждой из пяти позиций производится замер положения резца,
- данныеавтоматически заносятся в электронный протокол испытания,
- после окончанияиспытания измерительный прибор отключается и демонтируется.
8 Требования к персоналу
Испытания должныпроводить:
— наладчик-программистстанков с ЧПУ,
— приглашенный операторизмерительного комплекса.
При работе на машинезапрещается:
- работатьна неисправной машине;
- работатьна незаземленной машине;
- выниматьиз захватов нагруженный образец;
- производитьчистку и ремонт машины на ходу;
- оставлятьмашину без надзора при включенном электродвигателе.
Работа на машинеразрешается в спецодежде, не имеющей развивающихся концов: пояса, шарфа,галстука. Волосы работающего должны быть убраны в прическу без развивающихсяпрядей.
При обнаружении любойнеисправности машину необходимо отключить, о неполадках сообщить вобслуживающий центр API.
9 Технические требования
При выборе измерительногосредства выполнены все технические требования, указанные в техническом задании.
10 Экономическиепоказатели
Стоимость арендыизмерительного средства – 65 000 в день. Общие затраты за 3 дня испытанийв год – 195 000.
Заключение
При выполнении даннаякурсовая работа была разработана методика проведения испытаний, изученаоптическая схемы работы интерферометра Кёстерса, разработаны ТЗ на методику ииспытательный стенд.
В дальнейшем можетвозникнуть необходимость изменения конфигурации схемы проведения испытаний,которая связана с постоянным усовершенствованием моделей станков с ЧПУ,изменением их технических и программных характеристик.
Данная методика испытанийиспользуется на предприятиях станкостроения РФ.
Эффективность даннойпредлагаемой методики с точки зрения принятия решения о годности испытуемогообъекта составляет 0,97.
Как было определено выше:
- вероятностьпринятия в качестве бракованной годной продукции (ошибка первого рода),α=0,1;
- вероятностьпринятия в качестве годной продукции бракованной (ошибка второго рода),β=0,1;
- вероятность того,что контролируемый параметр находится в допуске, R0=0,8.
Следовательно:
Эффективность =0,72/(0,72+0,02) = 0,97.
Список используемыхисточников
1. Интернет-ресурсhttp://grnti.ru/?p1=31&p2=25&p3=15 — Классификатор
2. ГОСТ27.410 – Методы контроля показателей надежности и планы контрольных испытанийна надежность
3. ГОСТ25359-82 Изделия электронной техники. Общие требования по надежности и методыиспытаний.
4. ГОСТ25868-91 Оборудование периферийное систем обработки информации. Термины и определения.
5. ГОСТ12.2.032-78 (2001) ССБТ. Рабочее место при выполнении работ сидя. Общиеэргономические требования.
6. ГОСТ12.2.007.0–75 Изделия электротехнические. Общие требования безопасности.
7. ГОСТ12.1.019-79 ССБТ Электробезопасность. Общие требования и номенклатура видовзащиты.
8. ГОСТ12.1.030-81 Электробезопасность. Защитное заземление. Зануление.
9. ГОСТ26387-84 Система «человек-машина». Термины и определения и ГОСТ 12.2.032-78(2001) ССБТ. Рабочее место при выполнении работ сидя. Общие эргономическиетребования.
10. ГОСТ22269-76 Система «человек-машина». Рабочее место оператора. Взаимноерасположение элементов рабочего места. Общие эргономические требования.
11. ГОСТ22902-78 Система «человек-машина». Отсчетные устройства индикаторов визуальных.Общие эргономические требования.
12. ГОСТ2.729-68 Единая система конструкторской документации. Обозначения условныеграфические в схемах. Приборы электроизмерительные.
13. ГОСТ2.721-74 Единая система конструкторской документации. Обозначения условныеграфические в схемах. Обозначения общего применения.
14. ГОСТ2.702-75 Единая система конструкторской документации. Правила выполненияэлектрических схем.
15. ГОСТ Р 12.2.009-99. Станки металлообрабатывающие. Общие требованиябезопасности
16. ГОСТ Р 7599-82 Станки металлообрабатывающие. Основные условия, размеры итехнические требования.
17. ГОСТ Р 23597-79 — Станки металлорежущие с числовым программнымуправлением. Обозначение осей координат и направлений движений. Общие положения
18. ГОСТ Р ЕН 12840-2006 Безопасность металлообрабатывающих станков. Станкитокарные с ручным управлением, оснащенные и не оснащенные автоматизированнойсистемой управления