Содержание к диссертации
Введение
1. Соврменное состояние и научно-технические проблемы автоматизации операций коррекции заготовок конденсаторов и резонаторов 13
1.1. Обзор работ по вопросам точности и производительности оборудования для коррекции заготовок радиодеталей. 13
1.2. Постановка задач исследований и разработки конструкций автоматов коррекции заготовок конденсаторов и резонаторов по условиям заданной точности 22
Выводы по главе I 24
2. Исследование технологических процессов изготовления заготовок керамических конденсаторов и резонаторов 26
2.1. Конструктивные особенности и требования к заготовкам керамических конденсаторов и резонаторов 26
2.2. Схема формирования потока качества заготовок дисковых керамических конденсаторов по емкости 27
2.3. Математическая модель точности процесса формирования емкости заготовок дисковых керамических конденсаторов 31
2.4. Статистические характеристики основных параметров заготовок конденсаторов 34
2.5. Особенности технологического процесса изготовления заготовок керамических резонаторов 44
2.6. Статистические характеристики распределения резонансной частоты заготовок керамических резонаторов перед коррекцией 49
Выводы по главе 2 50
Теоретические основы проектирования автоматов коррекции заготовок конденсаторов и резонаторов с заданной точностью 52
Выбор схемы обработки и структуры автоматов коррекции заготовок конденсаторов и резонаторов 52
Погрешности автоматической коррекции заготовок конденсаторов и резонаторов 56
Математическая модель точности процесса коррекции заготовок конденсаторов и резонаторов 62
Оптимизация производительности автоматов коррекции при случайных вариациях характеристик заготовок и условий обработки 66
Выводы по главе 3 80
Разработка автоматов коррекции 82
Требования к механизмам подачи автоматов коррекции 82
Синтез механизмов подач автоматов коррекции 87
Конструктивные особенности автоматов коррекции заготовок конденсаторов и резонаторов 91
Выводы по главе 4 94
Экспериментальные исследования точности и производительности автоматов коррекции заготовок конденсаторов и резонаторов 95
Определение фактических погрешностей автоматов коррекции 95
Расчет и экспериментальная проверка величин скоростей съема припуска при коррекции 103
Точность и производительность автоматов коррекции 113
Технике-экономическая эффективность внедрения автоматов коррекции 120
Выводы и рекомендации 126
Литература 129
Приложения 139
- Постановка задач исследований и разработки конструкций автоматов коррекции заготовок конденсаторов и резонаторов по условиям заданной точности
- Схема формирования потока качества заготовок дисковых керамических конденсаторов по емкости
- Математическая модель точности процесса коррекции заготовок конденсаторов и резонаторов
- Конструктивные особенности автоматов коррекции заготовок конденсаторов и резонаторов
Введение к работе
Неуклонное развитие всех отраслей народного хозяйства, намеченное на XI пятилетку решениями ХХУІ съезда КПСС, ставит перед радиодеталестроением задачи увеличения выпуска и повышения качества дискретных элементов, включая керамические конденсаторы и резонаторы.
На современном этапе развития электронной техники потребность в керамических конденсаторах и резонаторах повышенной точности возрастает в связи с непрерывным процессом улучшения качества и повышения технических характеристик бытовой и специальной электронной аппаратуры. При массовом выпуске керамических конденсаторов и резонаторов, достигающем сотни миллионов штук в год, и значительной номенклатуре типономиналов актуальными остаются проблемы снижения затрат на изготовление этих изделий с требуемой точностью.
Особенности технологических процессов изготовления заготовок керамических конденсаторов и резонаторов приводят к значительному разбросу получаемых электрических параметров, а измерены они могут быть только на окончательных операциях. Обеспечение заданной точности заготовок по электрическим параметрам достигается введением операций коррекции, на которых электрические параметры заготовок доводятся до номинальных значений с заданной точностью.
В условиях массового производства операции коррекции заготовок должны выполняться на автоматическом оборудовании, только при этом условии может быть обеспечена низкая трудоемкость их изготовления.
Создание автоматического оборудования для коррекции заготовок керамических конденсаторов и резонаторов сдерживалось из-за отсутствия теоретических основ проектирования подобного оборудования.
В сравнительно молодой отрасли - радиодеталестроении вопросы точности и производительности автоматической обработки на специальном технологическом оборудовании раскрыты еще недостаточно и требуют как теоретических, так и экспериментальных исследований.
Отсюда возникла актуальная необходимость исследовать особенности процессов формирования качества заготовок керамических конденсаторов и резонаторов и разработать обоснованные рекомендации, позволяющие проектировать автоматы коррекции заготовок - конденсаторов и резонаторов.
При автоматической коррекции точность получения заданных электрических параметров заготовок радиодеталей зависит от таких факторов, как способ обработки, способ установки заготовки в контактном устройстве, быстродействие измерительных и исполнительных устройств, скорость съема припуска параметра. Если в процессе обработки заготовок изменение параметров заготовок происходит в сравнительно короткое время, как например при коррекции, и в течение реального времени запаздывания в срабатывании измерительных и исполнительных устройств продолжается обработка и соответствующее изменение параметра, то на точность обработки будет влиять выбор величины настройки автомата коррекции, до достижения которого ведется обработка. Действие перечисленных факторов приводит к погрешностям установки, температурным, измерения и запаздывания, которые и определяют величину суммарной погрешности.
Для того, чтобы суммарная погрешность обработки не выходила за рамки заданной точности заготовок радиодеталей, необходимы не только соответствующий выбор способа обработки и устройств установки, измерительных и исполнительных устройств, но также расчет допустимой величины скорости съема припуска и величины настройки автомата при коррекции заготовок. В соответствии с этим была сформулирована задача установления зависимости между точностью автоматической коррекции заготовок радиодеталей и составляющими погрешностями с учетом скорости съема припуска при коррекции и величины настройки.
Учитывая, что погрешности, возникающие при коррекции, носят случайный характер, решение поставленной задачи было выполнено с помощью вероятностной математической модели точности автоматической коррекции. В результате решения данной задачи установлены расчетные зависимости для величины допустимой скорости съема припуска при коррекции с заданной точностью, а также для величины настройки автомата коррекции.
Увеличение скорости съема припуска при коррекции заготовок ведет к повышению производительности, но одновременно увеличивает вероятность появления брака. В связи с этим решена важная задача оптимизации производительности, что позволяет рассчитывать скорость съема припуска и величину настройки автомата из условия обеспечения максимальной производительности при ограничениях на допустимые вероятности брака.
Рассчитанная оптимальная скорость съема припуска при коррекции обеспечивает оптимальную производительность. В диссертации рассмотрены условия и требования к конструкции автоматов коррекции, при которых скорость съема припуска в процессе коррекции заготовок конденсаторов и резонаторов остается постоянной и равной оптимальной.
При коррекции заготовок, припуск на обработку которых является случайной величиной со значительным рассеиванием, время коррекции заготовок с минимальными и максимальными припусками существенно отличается. Применительно к этим условиям установлена целесообразность проектирования автоматов коррекции с переменным циклом обработки. При переменном цикле обработки время цикла не является постоянной величиной, а определяется величиной припуска и длительностью обработки, и кинематика автоматов должна обеспечивать переход к обработке следующей заготовки после того, как на предыдущей заготовке снят необходимый припуск.
Цель работы:
Разработка научно-обоснованных методов проектирования автоматов коррекции заготовок конденсаторов и резонаторов, основанных на анализе особенностей технологических процессов их изготовления и расчетах точности и производительности автоматов коррекции.
Основные задачи:
1. Анализ технологических процессов изготовления заготовок керамических конденсаторов и резонаторов, выбор и обоснование параметров заготовок для коррекции.
2. Выбор схем обработки заготовок и структуры автоматов коррекции.
3. Построение математической модели точности автоматической коррекции.
4. Оптимизация производительности автоматов коррекции с переменным циклом обработки при заданных ограничениях на брак.
5. Использование разработанных рекомендаций для создания автоматов коррекции.
6. Экспериментальное исследование точности и производительности автоматов коррекции.
Основные научные результаты диссертации: I. Получены аналитические выражения для расчета статистических характеристик распределения емкости заготовок дисковых керамических конденсаторов при их массовом производстве в зависимости от точности получения толщины заготовок, площади перекрытия электродов и диэлектрической проницаемости керамического материала. Обоснованы способы коррекции емкости уменьшением обкладки электрода с одной стороны заготовки конденсатора, и резонансной частоты - уменьшением диаметра заготовки резонатора.
2. Для выбранных двух схем коррекции: с вращающейся заготовкой при обработке конденсаторов и неподвижной заготовкой при обработке резонаторов определены погрешности, влияющие на точность коррекции.
3. Установлены аналитические зависимости скорости съема припуска при автоматической коррекции от заданной точности и характеристик погрешностей автоматов коррекции. Сформулированы требования к автоматам коррекции для обеспечения постоянной скорости съема припуска при коррекции.
4. Решена задача оптимизации производительности автоматов коррекции с переменным циклом работы при наложенных ограничениях на вероятности исправимого и неисправимого брака. Получены аналитические выражения оптимальной скорости съема припуска и величины настройки автоматов при коррекции.
фактические результаты выполненной работы заключаются в создании впервые в нашей стране двух типов автоматов коррекции заготовок конденсаторов и резонаторов.
На конструкции автоматов коррекции заготовок конденсаторов и резонаторов получены два авторских свидетельства на изобретения. В производство внедрены две серии автоматов коррекции заготовок конденсаторов и резонаторов общим количеством - 8 штук. Для автоматизации процесса коррекции других типов радиодеталей: трубчатых конденсаторов KI0-38, резисторов МОН, резисторов СЗ-4 разработаны под руководством и личным участием автора и внедрены в производство - 30 автоматов.
Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав и заключения.
В первой главе на основе обзора литературы рассматривается современное состояние вопросов точности и производительности автоматической коррекции радиодеталей.
Отмечены достигнутые успехи при автоматизации производства керамических трубчатых резисторов типа МЛТ. В то же время вопросам точности и производительности автоматической обработки с учетом специфики свойств и требований к радиодеталям посвящено сравнительно малое количество работ. Это сдерживает разработку и внедрение в производство точного автоматического оборудования.
Рассмотрена целесообразность подхода к проблемам точности и производительности в радиодеталестроении с общих позиций теорий точности и производительности, разработанных в отраслях металлообработки и приборостроения. На основе анализа направлений по повышению точности и производительности в машиностроении сформулированы основные этапы исследований точности и производительности при обработке радиодеталей и требования к проектируемому автоматическому оборудованию для выполнения операций коррекции заготовок радиодеталей. Актуальность поставленных задач обосновывается непрерывным повышением требований к точности радиодеталей при одновременном снижении трудоемкости их изготовления.
Во второй главе описаны конструктивные особенности заготовок керамических конденсаторов и резонаторов и предъявляемые к ним требования по точности электрических параметров.
Вязкость заготовок конденсаторов рассмотрена как функция случайных некоррелированных аргументов: толщины h , диэлектрической проницаемости Є , площади перекрытия электродов F .
Построена математическая модель емкости заготовок конденсаторов, позволяющая оценивать влияние распределения случайных величин h , Є и F на математическое ожидание и дисперсию емкости заготовок.
Проведены статистические исследования технологических процессов и потоков формирования качества при изготовлении заготовок.
Исследованы характеристики распределения емкости заготовок конденсаторов и резонансной частоты заготовок резонаторов перед коррекцией.
В третьей главе проведен анализ конструктивных особенностей двух выбранных схем автоматов для коррекции заготовок конденсаторов и резонаторов и возникающих погрешностей, влияющих на точность автоматической коррекции.
Построена математическая модель процесса коррекции заготовок конденсаторов и резонаторов по электрическим параметрам. Выявлено влияние величины скорости съема припуска при коррекции на точность коррекции. Получены аналитические выражения скорости съема припуска в зависимости от требуемой точности и характеристик погрешностей, возникающих при коррекции. Обоснована целесообразность коррекции с постоянной скоростью съема припуска применительно к высокопроизводительным автоматам коррекции. Для обеспечения постоянной скорости съема припуска по емкости или резонансной частоте при коррекции выведены аналитические выражения законов движения инструмента. Для получения малых подач инструмента при коррекции заготовок резонаторов спроектирован дифференциальный кулачковый механизм и проведен анализ его кинематики.
В четвертой главе рассмотрена задача оптимизации производительности автоматов коррекции при случайных вариациях характеристик заготовок и условий обработки. При переменном цикле обработки, когда время цикла не является постоянной величиной, цикловая производительность рассчитывается вероятностным методом. В условиях заданных ограничений на вероятности исправимого и неисправимого брака максимальная производительность определяется при оптимальных значениях скорости съема припуска при коррекции и величины настроечного значения параметра, до которого ведется коррекция.
Исследованы зависимости оптимальной производительности, скорости съема припуска и настроечного значения параметра от времени запаздывания в срабатывании исполнительных механизмов при различных допустимых значениях вероятностей брака.
В пятой главе приводятся результаты экспериментальной проверки разработанной методики расчета точности и производительности автоматов коррекции заготовок конденсаторов и резонаторов.
Экспериментальные исследования проводились на опытных образцах автоматов коррекции. Результаты экспериментов согласуются с теоретическими расчетами, что подтверждает применимость разработанной методики расчета точности и производительности для проектирования аналогичного оборудования для коррекции радиодеталей других типов.
Экспериментальная проверка автоматов коррекции с переменным циклом показала повышение производительности этих автоматов в сравнении с автоматами с постоянным циклом при обработке заготовок со значительным рассеиванием величины припуска на обработку. В главе приведены технико-экономические показатели внедрения в производство серийного оборудования для коррекции заготовок радиодеталей и изложены перспективы создания новых автоматов коррекции для монолитных керамических конденсаторов и высоковольтных конденсаторов постоянной емкости.
В разделе "Выводы и рекомендации" изложены основные резуль ІЗ таты выполненной работы.
Постановка задач исследований и разработки конструкций автоматов коррекции заготовок конденсаторов и резонаторов по условиям заданной точности
Основные задачи исследований и разработок и ожидаемые результаты: 1. Исследование техпроцессов изготовления заготовок керамических конденсаторов и резонаторов. При этом должны быть исследованы потоки формирования качества заготовок, рассмотрены возможности повышения качества заготовок на начальных операциях, обоснована необходимость введения операции коррекции, установлены законы распределения параметров заготовок до коррекции и выбраны способы коррекции заготовок. 2. Построение математической модели точности автоматической коррекции заготовок. Суммарная погрешность параметров заготовок при коррекции может быть установлена, если известны составляющие погрешности отдельных факторов, действующих в системе. Поэтому необходимо прежде всего выбрать рациональную структуру автоматов и схем обработки заготовок при коррекции, установить действующие факторы и определить характеристики распределения погрешностей параметров заготовок от каждого из факторов. 3. Разработка методики расчета точности и производительно сти автоматической коррекции заготовок. Параметры допустимых режимов обработки заготовок при коррекции должны быть выражены в виде функциональных зависимостей от характеристик всех факторов и требуемой точности заготовок. Это позволит найти допустимую по условиям требуемой точности величину скорости съема припуска и величину настройки автомата коррекции, до достижения которой ведется коррекция. Необходимость определения величины настройки автомата обусловлена наличием запаздывания в срабатывании измерительных и исполнительных устройств автомата, что при значительных скоростях съема припуска при коррекции вызывает существенные погрешности. Величины скорости съема припуска и настройки автоматов являются главными факторами, определяющими производительность автоматов коррекции при допустимых вероятностях брака. 4. Оптимизация производительности автоматов коррекции при случайных вариациях характеристик заготовок и условий обработки. При коррекции заготовок, припуск на обработку которых является случайной величиной, время цикла обработки заготовки также будет величиной случайной. Применительно к этим условиям целесообразно рассмотреть проектирование автоматов с переменным циклом обработки и получить аналитические зависимости оптимальной производительности автоматов с переменным циклом обработки по условиям обработки и требуемой точности заготовок. 5. Разработка и экспериментальная проверка в производственных условиях точности и производительности оборудования, созданного на основе разработанных рекомендаций по расчету точности и производительности. 1. В настоящее время создано автоматическое оборудование и опубликовано значительное количество работ, относящихся к коррек ции цилиндрических керамических резисторов методом нарезания винтовой канавки на поверхности резисторов. Точность коррекции рассматривается как функция параметров винтовой канавки: шага, ширины и длины, а производительность определяется временем нарезания канавки и необходимыми холостыми ходами. По вопросам точности и производительности коррекции заготовок конденсаторов и резонаторов фактически нет опубликованных работ. 2. Выполненные разработки и полученные рекомендации для коррекции резисторов не могут быть применены для коррекции заготовок керамических дисковых конденсаторов и резонаторов из-за специфических конструктивных особенностей этих массовых изделий, в связи с чем требуются самостоятельные исследования точности и производительности автоматической коррекции заготовок конденсаторов и резонаторов. 3. Актуальность проведения данных исследований подтверждается растущей потребностью народного хозяйства в повышении точности выпускаемых радиодеталей и необходимостью создания производительного автоматического оборудования для коррекции заготовок керамических конденсаторов и резонаторов на основе научно-обоснованных рекомендаций. 4. В качестве основного метода исследований и разработок точности и производительности принят теоретико-вероятностный метод, развитый отечественной наукой в отраслях металлообработки и приборостроения. 5. Постановка задач исследований и разработок по теме предусматривает проведение комплекса работ от разработки методики расчета точности и производительности при автоматической коррекции до исследований точности и производительности разработанных и изготовленных автоматов коррекции заготовок керамических дисковых конденсаторов и резонаторов.
Схема формирования потока качества заготовок дисковых керамических конденсаторов по емкости
Технологический процесс изготовления заготовок керамических резонаторов с заданными пьезоэлектрическими свойствами имеет специфические особенности и может быть представлен в виде трех взаимосвязанных процессов: синтеза материалов, спекания керамики и получения пьезокерамики /10,27/. Исходными сырьевыми материалами для изготовления заготовок резонаторов являются углекислый барий ВаС03, пятиокись ниобия N6205, окись свинца Р60 .
Компоненты смешивают с определенным % соотношением, с учетом их влажности, мелют в шаровой мельнице в течение 30...45 часов с добавлением воды. Приготовленный шликер сушат на фильтровальной бумаге при температуре 90...120С до влажности 0,5... 1,0$. Высушенная шихта протирается через сито, прессуется в брикеты под давлением 80...90 кг/см2, высушивается на воздухе 10... 12 часов, обжигается в виде брикетов в туннельных электропечах при температуре 1060 + 20С в течение 40 мин. Режим обжига спе-ков уточняется по пробникам. Контроль каческва спекания определяют количеством "свободных окислов" ВаО и РвО, которое не должно превышать: ВаО - 0,5$, РвО - 0,1$. Отклонения от заданного состава отрицательно сказываются на диэлектрической проницаемости, диэлектрических потерях и частотных характеристиках.
Далее спеки дробятся, мелются в фарфоровых барабанах до получения нужной тонины помола, высушиваются при температуре НО ± 5С и перемешиваются с раствором каучука в смеси бензина с ацетоном для приготовления литьевого шликера. Смешивание производится в течение 2...3 часов. Затем керамический шликер выливается на движущуюся полиэтиленовую подложку, при этом образуется керамическая пленка толщиной 0,08...0,15 мм. Еленка набирается в пакеты толщиной 1,1...1,25 мм для тонких заготовок и 2,3...3,0 мм для толстых заготовок. Пакеты прокатывают несколько раз на вальцах до толщины 0,42...0,44 мм для тонких заготовок и 1,07...1,10 мм для толстых. Из пленки прессуют заготовки диаметром от 6,8 мм до 7,4 мм, конкретный диаметр заготовок в данной партии определяют с помощью пробников. б). Спекание керамики. Спекание отпрессованной керамики производят при температуре 1240 + 30С в течение 30 минут. Качетво обжига определяется с помощью пробников измерением электрических характеристик. Толщина резонаторов после спекания должна быть 0,8 мм. Металлизацию заготовок резонаторов производят точно так же, как заготовок конденсаторов. в). Получение пьезокерамики. Если у всех видов керамики основные свойства формируются в процессе обжига, пъезокерамические материалы в процессе обжига не приобретают пьезоэлектрических свойств. Пьезоэлектрические свойства керамике придают поляризацией постоянным напряжением. Для определенного вида материалов установлены /27/ напряженность поляризующего поля, температура и длительность воздействия этих факторов на заготовки. Под воздействием внешнего электрического поля происходит переориентация поляризации в доменах, что приводит к появлению общей результирующей поляризации, сохраняющейся в керамике после прекращения воздействия поля. Режимы поляризации уточняют для каждой партии материалов с помощью пробников. После операции поляризации производят сортировку резонаторов по электрическим параметрам. При этом частота резонанса должна иметь следующее значение: На рис.2.9 приведена укрупненная схема технологического процесса изготовления заготовок керамических резонаторов, совмещенная со схемой формирования потока качества. Толщина h и диаметр d заготовок формируются окончательно на операции спекания керамики, а резонансная частота заготовок J-p на операции поляризации керамики. многочисленные, не поддающиеся контролю факторы, действующие при изготовлении заготовок керамических резонаторов, приводят, как и в случае керамических конденсаторов, к значительному рассеянию параметров заготовок керамических резонаторов. Численные значения величин диаметров заготовок и резонансных частот d и fp У исследуемых партий приведены в табл. ПІ.ІІ и табл. ПІ.І2 приложений, диаметр заготовок резонаторов находится в интервале от 6,09 мм до 6,37 мм, резонансная частота в интервале от 445 кГц до 470 кГц. В связи с большим рассеиванием величины резонансной частоты заготовок керамических резонаторов в производственных условиях стремятся получить резонансную частоту заготовок резонаторов близкую к номинальной со стороны меньших значений.
Математическая модель точности процесса коррекции заготовок конденсаторов и резонаторов
Рассмотрим схему образования погрешностей автоматической коррекции заготовок конденсаторов и резонаторов (рис.3.3).
Заготовка имеет до коррекции значение корректируемого параметра - П нлч. . Величина П нлч. , как было установлено в гл. 2 является случайной с соответствующими характеристиками: математическим ожиданием.
При загрузке заготовок в контактное устройство и измерении параметров заготовок вследствие неидеальности конструкции контактного устройства и свойств заготовок может возникнуть погрешность установки - и УСТ.
Обозначим текущее значение корректируемого параметра заготовок - ПВ процессе коррекции при воздействии инструмента на заготовки происходит изменение температуры заготовок. Если корректируемый параметр зависит от изменения температуры, то для таких заготовок необходимо учитывать температурную погрешность - От .
При измерении корректируемого параметра заготовок из-за погрешностей измерительных приборов возникает погрешность измерения - 6 из/и. » которая отражает уровень примененных технических средств для измерения.
Коррекция ведется до установленного настроечного значения параметра заготовок - П , при достижении которого подается команда на прекращение коррекции. Однако, из-за инерционности измерительных и исполнительных механизмов коррекция продолжается в течение времени запаздывания в срабатывании измерительных и исполнительных механизмов - І3АП. В течение этого времени продолжается изменение параметра, что приводит к погрешности обработки из-за запаздывания Таким образом, при автоматической коррекции керамических заготовок конденсаторов и резонаторов необходимо учитывать возможность появления погрешностей: установки О уст. , температурной бт.» измерения би$/и. , запаздывания бзлп. а). Погрешность установки б УСТ. может быть выявлена экспериментальным путем при загрузке одной и той же заготовки в контактное устройство и измерении при этом электрических параметров заготовки. Экспериментальная проверка погрешности установки выбранного контакного устройства для заготовок конденсаторов показала, что 6УСТ. = 0. В отличие от заготовок керамических конденсаторов при измерении частоты заготовок резонаторов погрешность установки оказалась весьма существенной. Один и тот же резонатор в зависимости от его положения по отношению к точкам контактирования в контактном устройстве (рис. 3.2) показал разную резонансную частоту. Гистограмма распределения значений частоты резонатора представлена на рис.3.4. Резонансная частота заготовки была равна 451,46 кіц, в то же время при измерениях в различных положениях в контактном устройстве получены значения частоты от 451,10 кГц до 451,87 кГц. Поскольку погрешность установки оказалась недопустимо большой (+0,4 кГц), была выявлена необходимость усовершенствовать механизм загрузки, введя в него дополнительное устройство, центрирующее заготовки резонаторов. Отметим, что погрешность установки для заготовок резонаторов является центрированной случайной величиной. б). Погрешность измерения Оиш. Для приборов контроля емкости в соответствии с ІШТ 2I3I5.I-75 не должна превышать ±(0,00330, -Сф + 6) или (0,33а2 + 6) /82/, где а,- допускаемое отклонение или минимальная норма в %; а2- допустимое отклонение или минимальная норма на измерение емкости в результате воздействия на конденсатор различных факторов, пФ; 6 - постоянная составляющая, равная 0,05 пФ при измерениях на частотах от 100 кГц до І міц, 0,2 пФ при измерениях на частотах 1-Ю кГц и 30 пФ при измерениях на частотах 50-10 Гц; Сер- измеряемое значение емкости, пФ. Для приборов контроля резонансной частоты заготовок резонаторов погрешность измерения не должна быть более +0,2 кГц, в соответствии с требованиями нормативной технологической документации. Уточненные значения погрешностей измерения, которые также являются центрированными случайными величинами, устанавливаются при экспериментальной проверке опытных образцов автоматов, в). Температурная погрешность б т. Анализ характеристик заготовок резонаторов показал, что не происходит изменения резонансной частоты заготовок при их нагреве до максимальной температуры коррекции 140?..150С. Следовательно, для заготовок резонаторов температурная погрешность при коррекции отсутствует. Для заготовок керамических конденсаторов влияние температуры заготовок на их емкость является существенным и регламентировано ГОСТ 7159-69 /28/. Зависимость относительного изменения емкости заготовок керамических конденсаторов от температуры заготовок для материалов М75, М47 и MI300 представлены на рис.3.5. В качестве показателя изменения емкости заготовок конденсаторов принято относительное изменение емкости в процентах, т.е.
Конструктивные особенности автоматов коррекции заготовок конденсаторов и резонаторов
Из него заготовка забирается сходящимися контактами и зажимается ими. Включается дифференциальный кулачковый механизм и алмазный круг, который до этого совершал вращательное движение вокруг заготовки с некоторым зазором, начинает приближаться к заготовке. Изменение резонансной частоты контролируется прибором.
При достижении настроечного значения [ подается команда на прекращение коррекции - срабатывает электромагнит, размыкающий муфту дифференциального кулачкового механизма. При этом кулачок возвращается в исходное положение, алмазный круг отходит от заготовки, разжимаются контакты, заготовка сбрасывается, а контактное устройство забирает следующую заготовку на коррекцию. Автомат работает с переменным циклом: как только закончена коррекция предыдущей заготовки, начинается без паузы коррекция следующей, время коррекции может колебаться от 0,3 до 5 сек. 1. Получены аналитические выражения для перемещения заготовки при коррекции конденсаторов и перемещения инструмента при коррекции резонаторов, обеспечивающие постоянную скорость изменения емкости и резонансной частоты при коррекции. 2. Разработан дифференциальный кулачковый механизм для осуществления малых подач алмазного крута при его планетарном движении вокруг заготовки резонаторов. Предложен метод расчета дифференциального кулачкового механизма на основе относительного движения, это позволило расчет дифференциального кулачкового механизма свести к расчету обычного кулачкового механизма известными методами. 3. Сконструированы и изготовлены опытные и промышленные об разцы автоматов коррекции заготовок конденсаторов и резонаторов. При разработке автоматов коррекции заготовок конденсаторов и резонаторов предварительная оценка точности и производительности автоматов производилась на стадии технического проектирования и макетирования. Исходя из требований заданной точности на этой стадии были выбраны и спроектированы измерительные устройства и основные механизмы, предварительно были определены погрешности, оптимальная скорость съема припуска и производительность. Оптимальная скорость съема припуска определялась с учетом максимальной производительности при заданных значениях допустимого количества исправимого и неисправимого брака, а также с учетом отсутствия механических повреждений керамических заготовок конденсаторов и резонаторов при коррекции. Окончательная проверка точности и производительности разработанных автоматов коррекции произведена на опытных образцах автоматов. По результатам производственных испытаний автоматов численные характеристики погрешностей, точности и производительности были занесены в паспорта автоматов для периодической метрологической аттестации автоматов в течение их эксплуатации. Погрешность измерения емкости и резонансной частоты определялась с помощью специальных схем и устройств. В связи с отсутствием универсальных приборов, контролирующих изменяющуюся при коррекции емкость конденсаторов или частоту резонаторов при создании автоматов были разработаны специальные приборы. Это потребовало проверки их фактической точности.
Для автомата коррекции заготовок конденсаторов определение погрешности измерения производилось с помощью эталонного магазина емкостей типа "Ульрих". Эталонный магазин емкостей подключался на вход измерительного блока.
Проверка погрешности измерения велась в интервалах емкостей от 4 пФ до 100 пФ через 2 пФ. Эталонным магазином емкостей устанавливалось проверяемое значение емкости. Уменьшая емкость под-строечного конденсатора, определяли порог срабатывания канала "годные" по загоранию лампочки индикатора.
В результате многократного повторения измерений были установлены погрешности измерения при коррекции емкости конденсаторов. На рис.5.1.а. представлена гистограмма распределения погрешности измерения автомата коррекции заготовок конденсаторов при Сном = 18 пФ. Характеристики распределения: Погрешности измерения для других номинальных значений емкости в диапазоне от 4 пФ до 100 пФ представлены в табл.5.1. Проверка погрешности измерения автоматов коррекции заготовок резонаторов производилась с помощью эталонного резонатора, имеющего резонансную частоту в пределах 463 кіц ... 465 кГц, подключенного на вход измерительного блока.
Изменяя частоту генератора ГСС-6А с помощью частотомера 43-33, определяли частоту генератора. Затем устанавливали на генераторе частоту на 5 кіц выше найденной и уменьшая частоту генератора определялив "моментзагорания лампочки индикатора частоту с помощью частотомера.
