§ 23. Автоматический контроль линейных размеров

Для автоматического контроля линейных размеров изделий из древесины и древесных материалов используют различные устрой­ства, основанные на контактном и бесконтактном методах измере­ния.

Автоматические контрольные устройства, основанные на кон­тактном методе измерения, получили широкое распро­странение в деревообработке. Принцип действия этих устройств основан на непосредственном непрерывном контакте роликовых или линейных щупов с поверхностью контролируемой детали. Откло­нение контролируемого размера от номинального вызывает пере­мещение измерительного щупа, которое преобразуется в электри­ческую или другую физическую величину.

На рис. 43, а приведена схема измерителя толщины ленты шпона ИТ-Ш. Датчик выполнен в виде свободно вращающегося ролика 1, который связан со штоком 2 и снабжен очищающим устройством 7. Шток имеет опорную площадку для сердечника 4 дифференциально-трансформаторного датчика. Пружина 3 создает необходимое уси­лие прижима ролика. В исходном положении ролик 1 находится в контакте с опорным базовым роликом 8, связанным с подающим конвейером. Измерение производят относительно поверхности опор­ного ролика 8.

В момент подачи ленты шпона 6 в зону измерения ролик 1 пе­ремещается вверх на величину толщины ленты шпона; также пе­ремещается шток 2 и через опорную площадку воздействует на сердечник дифференциально-трансформаторного датчика. На вы­ходе датчика появляется напряжение, которое поступает на вто­ричный прибор 5, который фиксирует измеряемую толщину ленты шпона.

В автоматических устройствах, основанных на бескон­тактном методе измерения, происходит преобразование размеров деталей в некоторую физическую величину, которая за­тем преобразуется в электрический сигнал.

На рис. 43, б приведена блок-схема оптического измерителя линейных размеров деталей. Изображение контролируемой де­тали 1 проектируется на экран передающей телевизионной трубки 3 с помощью оптической системы 2. Отклоняющее устройство 4 уп­равляет перемещением развертывающего электронного луча по оп­ределенной программе. Луч пересекает тень детали в заданных се­чениях АВ, СД и ЕК- При входе луча в тень (точки Л, С) на выходе трубки вырабатываются импульсы, поступающие через усили­тель 5 в логическое устройство 7, открывающее канал для прохода импульсов генератора 6 в один из счетчиков 8. Число счетчиков 1, 2, 3, . . . , N соответствует числу контролируемых размеров де­тали. Второй импульс вырабатывается на выходе трубки при вы­ходе сканирующего луча из тени (точки В, Д и К). Под действием этого импульса логическое устройство 7 запирает канал^ прихода импульсов в соответствующий счетчик. Таким образом, в счетчиках 8 набирается число импульсов, пропорциональное размерам де­тали в соответствующих сечениях, например в счетчике / пропор­ционально размеру в сечении АВ и т. д. Информация о набранных числах поступает в логический блок 10, который сравнивает их с заданными размерами детали и выдает сигнал управления на оста­нов станка и удаление детали. Результаты контроля выдаются на

Рис. 43. Автоматическая система контроля линейных размеров:

а — измеритель толщины шпона; б — оптический измеритель размеров; в — измеритель

толщины изделий; г — схема расположения оптических преобразователей

сигнальное табло 9. Блок развертки осуществляет синхрониза­цию хода электронного луча трубки 3 и логического блока 8 уст­ройства 7.

На рис. 43, в представлена схема лазерного измерителя тол­щины щитовых деталей мебели. Основными элементами этого из­мерителя являются гелий-неоновый лазер 1, оптический преобра­зователь 2 и микроЭВМ 4.

Луч лазера 1 создает на поверхности детали 5 световое пятно. Положение этого пятна (точка а) зависит от толщины детали. Если толщина детали меняется, положение светового пятна также ме­няется — оно перемещается из точки а в точки b или с. Положение светового пятна на поверхности детали проектируется через опти­ческую систему на экран 3 матричного анализатора оптического преобразователя 2. На этом экране площадью несколько квадрат­ных сантиметров расположены несколько тысяч светочувствитель­ных элементов.

Световое пятно засвечивает только часть этих элементов. МикроЭВМ по определенной программе опрашивает каждый све­точувствительный элемент, измеряет его освещенность и опреде­ляет координаты светового пятна, т. е. толщину детали. Конструк­тивно лазер и оптический преобразователь объединены в единый корпус, который расположен над поверхностью детали на расстоя­нии 300 мм.

Для исключения влияния погрешностей, возникающих при движении детали, на точность измерения лазерный измеритель тол­щины часто выполняют по дифференциальной схеме. В таком уст­ройстве (рис. 43, г) лазеры и оптические преобразователи ОП₁ и ОП₂ расположены по обе стороны контролируемой детали. Микро­ЭВМ определяет координаты световых пятен на обеих поверх­ностях детали, т. е. толщину изделия. Здесь на точность не влияют погрешности, вносимые вертикальным перемещением детали при ее движении в технологическом потоке.

Такой измеритель толщины щитовых деталей имеет диапазон измеряемых толщин 15,5 ±55,5 мм. Погрешность измерения, ± 5 мкм.