Контрольные устройства на автоматических линиях

Внедрение активного контроля деталей, обрабатываемых на по­точных и автоматических линиях в механических цехах машино­строительных заводов, повышает качество изготовляемых деталей, снижает трудоемкость и стоимость изготовления деталей, процент брака, освобождает рабочего от необходимости контролировать размеры обрабатываемых деталей и позволяет применять много­станочное обслуживание. Следовательно, повышение производи­тельности труда рабочих станочников зависит от внедрения актив­ного контроля деталей, обрабатываемых на станках. Внедрение активного контроля деталей также повышает точность заданных размеров путем компенсации погрешностей, вызываемых упругими деформациями технологической системы СПИД и износом режу­щего инструмента.

В машиностроении применяют два метода контроля деталей: в процессе обработки — активный и послеоперационный — пассив­ный контроль. Контроль деталей, выполняемый в процессе их об­работки на станке специальными измерительными устройствами, является активным, т. е. контролем, управляющим технологическим процессом обработки деталей. Контроль деталей после их обработ­ки на станке с помощью предельных калибров или контрольных по­луавтоматов и автоматов является пассивным контролем. По назна­чению средства активного контроля делят на четыре группы: 1) устройства, контролирующие размеры детали непосредственно в про­цессе их обработки на станке; 2) подналадчики; 3) блокирующие устройства; 4) измерительные устройства, контролирующие детали перед обработкой.

Устройства, контролирующие размеры деталей и положение ре­жущей кромки инструмента непосредственно в процессе обработки детали и через цепь обратной связи, подают команду на прекраще­ние обработки при достижении заданных размеров деталей.

Подналадчики — это измерительные приборы, которые через цепь обратной связи производят подналадку станка или измери­тельного устройства, управляющего работой станка, когда контро­лируемый размер детали выходит за пределы допуска.

Блокирующие устройства контролируют детали непосредствен­но после их обработки на станке. Если размеры деталей выходят за пределы допуска, то блокировочное устройство подает команду на прекращение обработки деталей на станке или линии

Измерительные устройства, контролирующие детали перед об­работкой на станках-автоматических линий, применяют для пре­дупреждения поломки станка или инструмента при поступлении бра­кованной детали с предыдущей операции или детали, имеющей га­баритные размеры больше допустимых, и т. д.

Принципиальные структурные схе­мы автоматических измерительных систем. Измерительной системой назы­вают совокупность средств измерения, (мер, измерительных приборов) и вспо­могательных устройств, предназначен­ных для выработки сигналов о резуль­татах измерений в форме: удобной для автоматической обработки, пере­дачи и использования в автоматичес­ких системах управления. Автомати­ческие системы в зависимости от вы­полняемой функции разделяют на сис­темы автоматического контроля, авто­матического управления и автоматиче­ского регулирования технологического процесса. Эти системы являются слож­ными устройствами, состоящими из ме­ханических, гидравлических, электри­ческих и других звеньев системы.

Все звенья, входящие в автомати­ческую систему, по выполняемым ими функциям можно разделить на типо­вые функциональные элементы. Тогда системы можно представить в виде функциональных структурных схем (рис.56). Элемент В цепи принимает измерительный сигнал от объекта кон­троля ОК и реагирует на изменение измеряемой величины (рис.56).

Воспринимающими элементами из­ мерительных систем, контролирующих

размеры деталей, являются измерительные стержни, измеритель­ные губки, рычаги и т. д. Задающий элемент 3 служит для уста­новки значения величины, характеризующий управляемый процесс и ее воздействия на управляемый процесс. Задающими элементами автоматических измерительных систем являются регулировочные винты неподвижных контактов преобразователей, определяющие продольные размеры контролируемых деталей.

Элемент сравнения С сравнивает величины воздействия, полу­ченные от воспринимающего и задающего элементов, и передает сигнал на преобразующий элемент. Преобразующий элемент П осуществляет преобразование воздействия (сигнала), полученного от элемента сравнения, из одного вида энергии в другой и передает его на измерительный Из и исполнительный И элементы. Преобра­зующим элементом системы является электрическая цепь датчика, подающая сигнал о достижении обрабатываемой деталью заданного размера. Измерительный элемент воспринимает преобразованные воздействия контролируемого объекта и фиксирует числовые зна­чения изменений контролируемой величины на регистрирующем или цифровом отсчетном устройстве. Исполнительный элемент воздей­ствует на рабочие органы управляемого объекта, осуществляя ко­нечное преобразование энергии, получаемой от преобразующего элемента. Например, электромагнит преобразует электрическую энергию в механическую и переключает золотники гидравлической системы, управляющей рабочим органом станка РОС (рис. 56,6).

Автоматические средства пассивного контроля подразделяют на контрольные автоматы, производящие автоматический контроль и сортировку деталей на годные и брак, и контрольно-сортировоч­ные автоматы, которые сортируют обрабатываемые детали на год­ные и брак, а также производят сортировку годных деталей по раз­мерам на несколько групп.

На рис. 56, а показана функциональная структурная схема конт­рольного и контрольно-сортировочного автомата без обратной связи. Обратной связью называется дополнительная связь, направленная от выхода к входу процесса.

Системы активного автоматического контроля в процессе обра­ботки детали управляют технологическим процессом. Они контро­лируют размер обрабатываемой детали и в зависимости от его ве­личины путем передачи воздействий от исполнительного элемента на рабочий орган станка переключают режимы резания или пре­кращают обработку детали. Функциональная структурная схема системы активного контроля в процессе обработки детали имеет разомкнутую цепь воздействия (рис. 56,6), так как регулирование системы на заданный размер детали производится наладчиком. Рабочий орган станка РОС работает от внешних воздействий программного устройства Пр.

Система активного контроля деталей с автоматической подналадкой станка (рис.56, в) сама производит регулирование процес­са обработки деталей.

Контролируя заданный размер обрабатываемых деталей в за­висимости от его величины при необходимости путем передачи воз­действий от исполнительного элемента на корректирующий блок КБ производится подналадка станка для получения заданного раз­мера обрабатываемых деталей. Функциональная структурная схема такой системы имеет замкнутую цепь воздействий с обратной связью и является схемой простой системы автоматического регули­рования процесса по отклонению размера обрабатываемых деталей (рис. 56, в). Выходная (регулируемая) величина воздействует

на воспринимающий элемент В, передающий ее на элемент сравне­ния С, где она сравнивается С заданной величиной х₀ и определя­ется величина отклонения . Последняя через преобразователь П и исполнительный элемент И передается на вход процесса, где в корректирующем блоке КБ производится сложение или вычитание величины , заданной программой на входе, с величиной отклонения . Регулирующая величина (подналадочный импульс) подается на рабочий орган станка.