Лекция 6

6.1 Контрольные автоматы

Контрольные автоматы представляют собой одну из основных составляющих средств измерений в системе контроля и управления качеством продукции в автоматизированном производстве.

В условиях массового производства, при котором большинство деталей изготавливается на автоматических линиях при возрастающих требованиях к точности обработки деталей, система контроля и управления качеством продукции во многом определяет эффективность использования оборудования и себестоимость выпускаемых изделий.

Под контролем качества продукции понимается проверка соответствия показателей качества продукции установленным требованиям. Это в равной мере относится, как к готовым изделиям, так и к заготовкам, поступающим на линию, а также к деталям, обрабатываемым на каждой операции технологического процесса.

Принято считать, что установленные показатели качества продукции достаточно полно удовлетворяют ее назначению и при разработке системы контроля не подвергаются анализу.

Тем не менее, от того насколько заданные показатели качества отвечают назначению продукции, во многом зависит обеспечение установленного уровня качества продукции и эффективность системы контроля при эксплуатации.

Под управлением качеством продукции понимают установление, обеспечение и поддержание необходимого уровня качества продукции при ее разработке, производстве и эксплуатации или потреблении, осуществляемые путем систематического контроля качества и целенаправленного на условия и факторы, влияющие на качество продукции.

Система контроля качества обработки продукции на автоматических линиях учитывает только положения, связанные с изготовлением продукции, и не охватывает вопросы транспортирования, хранения и эксплуатации готовой продукции.

Таким образом, под системой контроля и управления качеством продукции, представленной в виде контрольного автомата, понимают совокупность контрольных операций, измерительных средств и форм их эксплуатации, предназначенных для обеспечения и поддержания заданного и проверки фактического уровня качества продукции на всех этапах их изготовления.

6.2 Типовые узлы контрольных автоматов

Преобразователи линейных перемещений. Главное звено измерительных станций На контрольных автоматах в том или ином сочетании контролируются наружные и внутренние диаметры, длины, отклонения от округлости и цилиндричности, взаимное расположение поверхностей и другие параметры.

Выбор того или иного типа преобразователя определяется требуемыми точностью и производительностью контроля с учетом числа контролируемых параметров и для автоматов специального назначения эксплуатационными условиями потребителя автоматов.

Измерительная информация от первичного преобразователя поступает на вторичный преобразователь, обеспечивающий переработку этой информации к виду, удобному для передачи в схему управления или для вывода ее на шкалу прибора контрольного устройства. Вторичные преобразователи размещают как на станции, так и вне ее в удобном для обслуживания месте.

Первичные преобразователи. В контрольных автоматах применяют первичные преобразователи как бесконтактные, так и контактные. Из бесконтактных преобразователей наибольшее применение получили пневматические преобразователи с круглыми и щелевыми соплами. Параметры круглых и щелевых сопл зависят в основном от диапазона измерений и вида вторичных преобразователей.

Пневматические бесконтактные преобразователи обеспечивают получение информации от объекта контроля без искажения в пределах своих амплитудно-частотных характеристик.

В системах автоматического контроля линейных размеров широкое применение получили контактные методы измерения.

Первичные контактные преобразователи непосредственно соприкасаются с объектом контроля. Их пневматические варианты конструктивно унифицированы.

Вторичные преобразователи. В контактных автоматах в качестве вторичных преобразователей наибольшее применение получили электроконтактные и пневмоэлектроконтактные сильфонные преобразователи.

Электроконтактные используются там, где могут обеспечить требуемую точность контроля. В этом случае им следует отдать предпочтение перед другими видами вторичных преобразователей, поскольку электросхемы с такими преобразователями проще и обслуживание контрольных автоматов при их эксплуатации дешевле.

Пневмоэлектроконтактные преобразователи позволяют использовать все преимущества пневматического метода: высокую точность контроля, возможность измерения в труднодоступных местах и отверстий небольших размеров. Основным недостатком пневматического метода измерения следует считать его относительную инерционность. Если не применять специальные схемные и конструктивные меры в этих преобразователях, время на получение информации при этом методе контроля составляет 1,5-2с.

Кроме рассмотренных конструкций получили распространение в качестве вторичных преобразователей также электронные и пневмоэлектронные преобразователи.

Командные устройства. Командные устройства совместно с измерительными преобразователями служат для преобразования измерительных импульсов в электрические управляющие сигналы. В основном их применяют для обнаружения поломок стержневого инструмента и для контроля правильности прилегания базовых поверхностей обрабатываемых деталей к базам станка перед обработкой.

Электромеханические командоаппараты. Командоаппарат представляет собой электромеханический узел, предназначенный для согласования работы электрооборудования контрольно-измерительного устройства с его механизмами. Он состоит из распределительного вала с кулачками и электрических переключающих устройств.

Вращение передается от распределительного вала контрольного автомата, либо от индивидуального электродвигателя.

Командоаппараты бывают:

• контактный;

• бесконтактный.

Запоминающие устройства. В контрольных и сортировочных автоматах процессы контроля могут происходить либо одновременно, либо со сдвигом по времени. В автоматах первого вида применяют измерительные органы непосредственного действия, которые осуществляют и контроль и сортировку. Эти автоматы просты по конструкции, но при современных требованиях к точности и производительности они широко не применяются. В автоматах второго вида применяются специальные запоминающие устройства, способные получить и запомнить информацию о результатах контроля и передать ее на сортировочное устройство в нужный момент. Такие автоматы обеспечивают высокую точность и производительность контроля и сортировки сложных изделий.

В зависимости от схемы применяют долецикловые, либо многоцикловые запоминающие устройства. Первые применяют в автоматах, где исполнительные органы размещаются непосредственно после измерительной станции и где достаточно сохранить информацию только в течение части цикла, необходимой для срабатывания исполнительных органов.

К моменту окончания контроля следующего изделия запоминающее устройство должно быть свободно для получения новой информации.

В тех случаях, когда исполнительные органы удалены от измерительной станции, например в многопозиционных контрольных автоматах, информация сохраняется в течение некоторого числа циклов, необходимого для продвижения проконтролированного изделия от измерительной станции до исполнительных органов. Применяются многоцикловые запоминающие устройства.

По конструктивному оформлению запоминающие устройства могут быть либо встроенными в автомат, либо выполненными в виде самостоятельных блоков. По принципу действия запоминающие устройства можно разделить на механические, электромеханические, электромагнитные, электронные и пневматические.