CC BY
0
УДК 378.147.88
РАЗРАБОТКА АВТОМАТИЗИРОВАННОГО ИСПЫТАТЕЛЬНОГО СТЕНДА
ДЛЯ ВХОДНОГО КОНТРОЛЯ ДАТЧИКОВ ВИБРАЦИИ
*
Е. Е. Едимичева Научные руководители - Г. М. Гринберг, Д. А. Веретнов
Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газеты «Красноярский рабочий», 31
E-mail: edimicheva98@mail.ru
Системы обеспечения качества на каждом из аэрокосмических предприятии имеют свои нюансы. Однако без входного контроля комплектующих изделии не рискует обойтись ни один производитель аэрокосмической техники. В статье описывается разработанный стенд для автоматизированного входного контроля датчиков вибрации.
Ключевые слова: входной контроль, датчики вибрации, автоматизированный испытательный стенд.
РАЗРАБОТКА АВТОМАТИЗИРОВАННОГО ИСПЫТАТЕЛЬНОГО СТЕНДА ДЛЯ ВХОДНОГО КОНТРОЛЯ ДАТЧИКОВ ВИБРАЦИИ
E. E. Edimicheva* Scientific supervisor - G. M. Grinberg, D. A. Veretnov
Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarskii rabochii prospekt, Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation E-mail: edimicheva98@mail.ru
Quality assurance systems at each aerospace enterprise have their own nuances. However, no manufacturer of aerospace equipment is at risk to do without incoming control of components. The article describes a designed bench for automated input control of vibration sensors.
Keywords: input control, vibration sensors, automated test bench.
В настоящее время особую значимость приобрела проблема организации входного контроля качества комплектующих изделий на промышленных предприятиях. Существует тесная взаимосвязь между качеством выпускаемой продукции и качеством используемых в производстве комплектующих изделий [1]. Поэтому на предприятиях ракетно-космической отрасли уделяется особое внимание входному контролю комплектующих изделий, который проводится с целью предотвращения запуска в производство продукции, не соответствующей требованиям конструкторской и нормативно-технической документации, эталонным образцам, договорам на поставку и протоколам разрешения, то есть установленным требованиям.
Согласно РК-11-КТ «Положение о порядке создания, производства и эксплуатации (применения) космических комплексов», комплектующее изделие - изделие организации-поставщика (система, аппаратура, прибор, блок, узел, деталь, ЭРИ, комплектующий элемент), применяемое как составная часть изделия, выпускаемого организацией-изготовителем [2].
Для обеспечения высокого качества выпускаемых изделий важную роль играет совершенствование системы входного контроля комплектующих изделий, которое позволяет
Секция «Инновационные и здоровьесберегающие технологии в современном образовании»
исключить возможности проникновения в производство данных изделий с отступлениями от требований к качеству, которые указаны в договоре.
Совершенствование системы входного контроля осуществляется по следующим направлениям:
1) совершенствование технологии контроля;
2) совершенствование средств контроля;
3) повышение квалификации персонала;
4) совершенствование документального обеспечения системы входного контроля [1].
Инструментом для определения соответствия установленным требованиям поступающих
в производство комплектующих изделий служат различные лабораторные испытательные стенды. Испытательные стенды среди испытательного оборудования для массового стандартного контроля занимают особое место, как наиболее значимые и сложные, с точки зрения решаемых задач. Поэтому работы по совершенствованию системы входного контроля должны в первую очередь проводиться в части совершенствования испытательных стендов и технологии выполнения на этих стендах операций контроля.
Целью нашего исследования является совершенствование используемой в настоящее время системы входного контроля датчиков вибрации по обозначенным выше 1) и 2) направлениям. Для этого мы предлагаем автоматизировать существующий стенд для испытаний датчиков вибрации. Структурная схема этого стенда представлена на рисунке.
Рис. 1. Структурная схема неавтоматизированного испытательного стенда
Испытательный стенд состоит из камертонного вибростенда типа ИС-3200. Принцип действия вибростенда основан на использовании эффекта возбуждения резонансных колебаний камертона переменным магнитным полем с частотой 50 Гц без подмагничивания, создаваемым электромагнитами. Частота колебаний ветвей камертона при этом в два раза выше частоты переменного магнитного поля.
Регулировка амплитуды виброускорения приводится плавно, изменением напряжения на выходе источника питания электромагнитов. В качестве источника питания используется лабораторный автотрансформатор (ЛАТР) - один из видов автотрансформаторов, предназначенных для регулирования переменного напряжения (переменного тока), подаваемого на нагрузку от однофазной или трехфазной сети переменного тока.
Измерение амплитуды колебаний ветвей камертона производятся прецизионной оптической системой - измерительным микроскопом МИР-2, предназначенным для измерения мелких предметов и расстояний между штрихами, точками и т. п. Устанавливаемая на микроскоп отсчетная окулярная шкала с ценой деления 0,1 мм позволяет с высокой точностью определять амплитуду колебаний ветвей камертона.
Измерение выходного сигнала датчика вибрации производятся милливольтметром В 3-38.
Для достижения поставленной цели совершенствование используемой в настоящее время системы входного контроля датчиков вибрации нами разработан автоматизированный стенд, структурная схема которого представлена на рисунке 2.
Испытательный стенд построен на базе камертонного вибростенда типа ИС-3200. Электрическое питание вибростенда осуществляется от управляемого источника
переменного тока АКПП-1202/2, имеющего широкий диапазон установки выходных параметров (напряжение, частота, фазовый угол).
Рис. 2. Структурная схема автоматизированного испытательного стенда
Вместо милливольтметра В3-38 используется цифровой измерительный прибор -вольтметр В7-78/1, обладающий большей точностью и имеющий цифровой выход.
Для измерения амплитуду колебаний ветвей камертона использован цифровой виброметр Экофизика-110 АВ.
Управление работой стенда осуществляет устройство управления, в основе которого использована микроконтроллерная платформа Агёшпо. Платформа Агёшпо в качестве аппаратно-вычислительной части стенда была выбрана потому, что она широко применяется для создания электронных устройств с возможностью приема сигналов от различных цифровых и аналоговых датчиков, которые могут быть подключены к нему, а также для управления различными исполнительными устройствами.
Агёшпо — это электронный конструктор и удобная платформа быстрой разработки электронных устройств для новичков и профессионалов. Платформа пользуется огромной популярностью во всем мире благодаря удобству и простоте языка программирования, а также открытой архитектуре и программному коду [3].
Агёшпо может использоваться как для создания автономных интерактивных объектов, так и подключаться к программному обеспечению, выполняемому на персональном компьютере.
Выполнение испытательного стенда по разработанной схеме позволило с помощью программно-аппаратных комплекса, построенного на программируемом микроконтроллере Агёшпо, автоматизировать весь процесс испытаний вибрационных датчиков. В результате удалось существенно повысить точность и сократить время контрольных испытаний датчиков вибрации, что показано в таблице.
Сравнение трудоемкости технологий
Существующий испытательный стенд Время, мин Автоматизированный испытательный стенд Время, мин
Внешний осмотр датчика вибрации, проверка формуляров 5 Внешний осмотр датчика вибрации, проверка формуляров 5
Проверка сопротивления изоляции, сопротивления электрических цепей, емкости датчика вибрации 10 Проверка сопротивления изоляции, сопротивления электрических цепей, емкости датчика вибрации 10
Проверка работоспособности датчика 5 Проверка работоспособности датчика 5
Сборка стенда для испытаний (подготовка стенда к испытаниям) 15 Сборка стенда для испытаний (подготовка стенда к испытаниям) 15
Секция «Инновационные и здороввесверегающие технологии в современном образовании»
Продолжение таблицы
Существующий испытательный стенд Время, мин Автоматизированный испытательный стенд Время, мин
Установить амплитуду виброускорения плавным поворотом ползункового регулятора автотрансформатора ЛАТР-2, фиксирую размах колебаний ветви камертона с помощью микроскопа МИР-2 10 Запуск и выполнение программы испытаний датчика 2
Занесение показаний приборов в специальный журнал установленной формы и их обработка 5 Регистрация полученных результатов в базе данных компьютера и их обработка 2
Занесение полученных данных в формуляр на испытуемый датчик 5 Автоматизированное заполнение формуляра на испытуемый датчик и вывод его на печать 2
Упаковка и дальнейшая отправка 5 Упаковка и дальнейшая отправка 5
ИТОГО 60 ИТОГО 46
Таким образом, предлагаемый испытательный стенд позволяет упростить процесс проверки вибрационных датчиков и уменьшить время испытаний на 14 минут. Причем в процессе проверки задействован один испытатель вместо двух в существующем варианте. Предлагаемый стенд обладает более высокой точностью получаемых результатов, так как точность испытательной информации не зависит от психических и физиологических особенностей испытателя.
Библиографические ссылки
1. Пегачева И. Входной контроль качества на предприятии ракетно-космической отрасли [Электронный ресурс] / URL: http://www.ria-stk.ru/stq/adetail.php?ID=86168 (дата обращения 07.05.2020 г.).
2. Положение о порядке создания, производства и эксплуатации (применения) ракетных и космических комплексов (Положение РК-11), введённое в действие приказом Роскосмоса от 22.12.11 №232 ДСП.
3. Arduino.ru. Официальный сайт компании Arduino [Электронный ресурс] / URL: http://arduino.ru/ (дата обращения 04.05.2020 г.).
© Едимичева Е. Е., 2020
