книги из ГПНТБ / Шульц, Е. Ф. Индуктивные приборы контроля размеров в машиностроении
.pdfнечника датчика от загрязнения служит трубка 5 из мас лостойкой резины.
При применении измерительного устройства АНИТИМ3528 рабочий цикл шлифовки состоит из следу ющих этапов.
В деталь одновременно с шлифовальным кругом вво дится измерительное устройство и удерживается в детали с помощью наконечников 3 и 2.
При увеличении диаметра отверстия в процессе шли фовки измерительный наконечник 2 перемещается отно сительно опорных наконечников 3 под действием пружи ны 12, Вместе с наконечником 2 перемещается палец 4, воздействующий на шток индуктивного датчика 7.
Индуктивный датчик подключен к электронному бло ку АНИТИМ357. По достижении окончательного размера шлифуемого отверстия прибор выдает команду на пре кращение цикла шлифовки и отвод шлифовального кру га с измерительным устройством в исходное положение.
Эксплуатация приборов на операциях шлифовки от верстий в деталях подтвердила целесообразность и эф фективность их применения.
ГЛАВА IV
ЭЛЕКТРОННОПРЕОБРАЗУЮЩИЕ БЛОКИ ПРИБОРОВ АКТИВНОГО КОНТРОЛЯ
1. ПРИБОР АНИТИМ357/ДИ-1
Прибор АНИТИМ357/ДИ-1, блок-схема которого показана на рис. 48, предназначен для контроля изделий в процессе наружной шлифовки методом врезания и уп равления процессом обработки по результатам измере ний. В комплект прибора входят два основных узла: дат чик ДИ-1 и электронный преобразующий блок АНИТИМ357, содержащий усилитель, электронное реле ЭР, указатель припуска, командное реле Р и блок пи тания.
В приборе АНИТИМ357/ДИ-1 сравнивается момент совпадения размера изделия с размером эталона, харак теризующийся балансом измерительного моста перемен ного тока, образованного обмотками дифференциального трансформатора и катушками дифференциального дат чика.
Поступающий в электронный блок сигнал, связанный с размером изделия, преобразуется и используется для управления электромеханическим реле, выдающим команды на управление станком. Одновременно сигнал подается на стрелочный указатель, который служит для визуального контроля за ходом обработки.
Схема прибора рис. 49 выполнена на триодах типа
6Н2П и 6Н1П.
При работе тракта визуального наблюдения усилен ный сигнал через конденсатор С/, переменный резистор R4 поступает на сетку лампы Л2а. В рабочем состоянии на анод лампы Л2а подается переменное напряжение.
В катодную цепь лампы Л2а включен указывающий
прибор.
Величина тока, протекающего через прибор, опреде ляется амплитудой сигнала на сетке лампы Л2а, т. е. величиной смещения якоря датчика относительно точки
71
баланса, и током, созданным диодом Д1. Так как токи диода Д1 и лампы Л2а имеют противоположное направ ление, то ток, протекающий через прибор, определяется алгебраической суммой этих токов. В момент баланса
Р и с . 48. С х е м а п р и б о р а А Н И Т И М 3 5 7
моста токи диода Д1 и лампы Л2а равны и, следователь но, ток, протекающий через прибор, равен нулю. При из менении положения якоря датчика относительно точки баланса моста изменяется ток лампы Л2а, что приводит к отклонению стрелки указывающего прибора.
72
Переменный резистор R6 служит для совмещения электрического нуля указывающего прибора с точкой срабатывания первичного реле Р1, переменное сопротив ление R4 — для установки чувствительности указываю щего прибора.
Для получения окончательной команды сигнал изме- - рения после предварительного усиления с делителя на пряжения Rl, R2 подается на сетку лампы Л1б. Снятый
с анода этой лампы сигнал поступает через разделитель ный конденсатор С2 на сетку лампы Л2б — выходной лампы исполнительного тракта, в анод которой включена катушка первичного реле Р1, соединенная с источником переменного напряжения.
При нахождении якоря датчика выше положения ба ланса (размер изделия больше размера эталона) фаза сигнала, поступающего на сетку лампы Л2б, обратна фазе анодного напряжения. Это приводит к тому, что
лампа Л2б оказывается закрытой, и |
через |
катушку |
реле Р1 ток не течет. При перемещении |
якоря |
датчика |
к положению баланса (размера изделия к размеру эта лона) амплитуда уменьшается настолько, что лампа Л2б открывается и реле Р1 срабатывает. Благодаря большо му усилению сигнала, срабатывание реле Р1 происходит практически в точке баланса.
Для предварительной команды необходимо обеспе чить срабатывание реле Р1 значительно выше точки ба ланса. Это достигается снижением усиления по исполни тельному тракту. При этом напряжение, запирающее лампу Л2б, снижается и лампа открывается при большем сигнале измерительного моста. Уменьшение усиления достигается подключением делителя напряжения, состав ленного цепочкой Rl, R2, R3, которая включается кон тактом реле 1Р1.
Момент выдачи предварительной |
команды устанав |
ливается переменным резистором |
R3. Одновременно |
с коммутацией сопротивления R3 происходит коммута |
|
ция (контактом 2Р1) резистора R5, |
находящегося в се |
точной цепи лампы Л2б. Этим при переходе с команды на команду практически устраняется влияние на визу альный тракт изменения величины сеточной утечки лам пы Л26.
Питание прибор получает от сети переменного тока 220 или 127 В через феррорезонансный стабилизатор напряжения, выполненный на двух раздельных магнит-
73
ных системах: трансформаторе Тр1 и дросселе Др1. Ста билизатор обеспечивает нормальную работу прибора при колебаниях напряжения сети на ±20% .
Техническая |
характеристика |
|
Д и а м е т р |
к о н т р о л и р у е м ы х и з д е л и й в м м . . . |
О т 10 д о 130 |
Ч и с л о к о м а н д ............................................................................... |
2 |
|
С т а т и ч е с к а я п о г р е ш н о с т ь п р и б о р а : |
|
|
а) п о п р е д в а р и т е л ь н о й к о м а н д е в % о т у с т а |
|
|
н о в л е н н о й в е л и ч и н ы } п р и п у с к а , н е б о л е е |
± 1 0 |
|
б ) п о о к о н ч а т е л ь н о й к о м а н д е в м м . . . . |
0 , 0 0 0 5 |
|
П р е д е л ы р е г у л и р о в к и и п р е д в а р и т е л ь н о й к о м а н |
|
|
д ы в м м .......................................................................................... |
О т 0 , 0 2 д о |
|
|
|
0 , 1 5 |
В р е м я п р о г р е в а п р и б о р а в м и н ..................................... |
20 |
|
Н а п р я ж е н и е п и т а н и я ( н о р м а л ь н о е ) в В . . . . |
1 2 7 / 2 2 0 ± 1 5 % |
|
П о т р е б л я е м а я м о щ н о с т ь в В - А ..................................... |
40 |
|
2. УНИВЕРСАЛЬНЫЕ МНОГОКОМАНДНЫЕ |
|
|
ПРИБОРЫ |
|
|
Универсальность приборов активного контроля за кладывается в конструкции и электрической схеме элек тронных блоков. Основными признаками универсально сти являются:
а) возможность подключения измерительных уст ройств, применяемых как при обработке в центрах, так и при бесцентровой шлифовке, т. е. возможность суммиро вания электрических сигналов от двух датчиков, встроен ных в общие или раздельные измерительные устройства;
б) возможность последовательного подключения дат чиков сигналов от ряда (не менее двух) измерительных устройств, обеспечивающих точную обработку несколь ких размеров детали с одной установки.
Следует отметить, что эффективность применения уни версальных приборов достигается в том случае, когда индуктивный датчик конструктивно (с входным устрой ством) выполнен так, что обеспечивается возможность оперативной замены вышедших из строя измерительных устройств в условиях цеха без корректировки электри ческой схемы.
Некоторые универсальные приборы позволяют под ключать фотодатчик или весь блок фотоэлектрического реле, обеспечивающий отключение форсированной пода чи шлифовального круга по искре при автоматическом цикле обработки.
74
Прибор АНИТИМ3540
Индуктивный прибор АНИТИМ3540, блок-схема ко торого показана на рис. 50, является универсальным электроннопреобразующим блоком, предназначенным для комплектования разнообразных средств активного
контроля.
Прибор оснащается индуктивными взаимозаменяе мыми датчиками ДИ, предназначенными для установки в различные контрольно-измерительные устройства, и
Р и с . 50. Б л о к - с х е м а п р и б о р а А Н И Т И М 3 5 4 0
фотодатчиком ФД, реагирующим на искру, возникаю щую в момент касания изделия шлифовальным кругом. При использовании специальных измерительных уст ройств прибор обеспечивает работу с суммированием сигнала от двух индуктивных датчиков, что дает воз можность измерять линейные размеры от нефиксирован ной базы и обрабатывать изделие по сопряженной
детали.
Прибор позволяет последовательно подключать четыре измерительных устройства и, таким образом, осуществляет контроль четырех шеек, обрабатываемых с одной установки. Кроме стрелочного указателя при пуска, прибор имеет оригинальное сигнальное устрой ство, обеспечивающее четкую сигнализацию хода про
75
цесса обработки детали. Прибор снабжен точной элек трической настройкой на размер эталонной детали, что повышает точность контроля.
Конструктивно прибор выполнен из блоков усили теля, питания и фотореле, состоящего из фотодатчика ФД, усилителя, электронного ЭР и командного Р реле.
Элементы электрической схемы прибора распола гаются внутри кожуха блока усилителя, надежно герме тизированного специальными резиновыми кольцами. На передней панели блока находится указатель при пуска, элемент сигнализации о процессе обработки, переключатель работы датчиков, ручки точной электри ческой настройки датчиков, переключатель шкалы. Схема монтируется на горизонтальном шасси, субпане ли и задней стенке кожуха. Такая конструкция, не имеющая разъемных соединений внутри блока, легко доступна для осмотра и ремонта. На задней панели блока расположены колодки разъемов для подключения входных устройств и колодка разъема соединяющего кабеля с блоком питания.
В блоке питания расположены командные реле, элементы феррорезонансного стабилизатора, выпрями тели.
Схема прибора содержит четыре индуктивных дат чика, включенных в мосты переменного тока, конструк тивно выполненные в виде самостоятельных блоков — входных устройств. Элементы регулировки амплитуды и фазы напряжения моста, имеющиеся в каждом входном устройстве, позволяют заранее скорректировать ампли тудно-фазовые характеристики датчиков и сделать их идентичными в некотором диапазоне перемещений изме рительных штоков датчиков, что дает возможность осуществить суммирование и замену неисправных изме рительных устройств без дополнительной сложной на стройки измерительного моста переменного тока.
Род работы датчиков выбирается переключателем датчиков. В первом положении переключателя последо вательное подключение четырех измерительных уст ройств осуществляется станком автоматически; во втором и третьем положении переключателя обеспечи вается работа с суммированием соответственно одной и двух пар датчиков. Усилитель напряжения, выполнен ный на двойном триоде 6Н2П и половине триода 6НЗП, обеспечивает коэффициент усиления 150 при глубине
76
обратной связи 20 дБ. Обратная связь получается за счет общего для входного и выходного триодов сопро тивления катодной нагрузки. Путем изменения глубины обратной связи коэффициент усиления можно устанав ливать в пределах от 120 до 500. Катодный повторитель благодаря своему низкому выходному сопротивлению уменьшает взаимное влияние настройки команд.
В качестве усилителей напряжения трактов команд применяются триоды 6Н2П. В катод триода, работаю щего в тракте окончательной команды, подается напря жение компенсации, позволяющее получить в анодной цепи нулевой сигнал при некотором напряжении на сетке триода. С выхода усилителей напряжение подает ся на сетки выходных триодов 6Н6П, которые работают в схемах электронных фазочувствительных реле ЭР, выдающих команды приводу станка на управление про цессом шлифовки. Настройка команд на необходимый размер осуществляется переменными резисторами. О выданной команде и текущей ступени обработки сигна лизирует последовательное зажигание сигнальных ламп.
Каскад указателя выполнен на триоде по схеме катодного повторителя. Включение трансформатора в катод позволило добиться высокой стабильности и ли нейности шкалы указателя. Переменное напряжение сигнала измерения со вторичной обмотки трансформа тора выпрямляется фазовым детектором и подается на указывающий прибор, фазовый детектор выполнен по кольцевой схеме на диодах с температурной компенса цией.
Для уменьшения электрических наводок на измери тельные цепи и упрощения монтажной схемы из элек
тронного |
блока в блок питания |
вынесены исполнитель |
||
ные реле, |
а в электронный |
блок введен трансформатор |
||
опорных |
напряжений и напряжения |
питания датчиков, |
||
напряжение на первичную |
обмотку |
которого подается |
||
от цепи |
питания накала |
ламп |
и |
устанавливается с |
помощью переменного проволочного сопротивления для всех блоков одинаковым 5,5 В.
Блок питания подключается только к сети перемен ного тока с напряжением 127 В. При изменении напря жения сети на ±15% , выходные напряжения на вторичных обмотках трансформатора изменяются не более чем на 1,5%, а содержание гармоник не превы шает 15%.
П
Техническая характеристика
Ч и с л о к о м а н д .................................................................................... |
|
|
|
5 |
|
П р е д е л ь н а я с т а т и ч е с к а я п о г р е ш н о с т ь и з м е р е н и я : |
|
||||
а) п о п р е д в а р и т е л ь н ы м к о м а н д а м о т к о н т р о |
|
||||
л и р у е м о г о к о м а н д о й п р и п у с к а в % . . . |
. |
± 5 |
|||
б ) п о о к о н ч а т е л ь н о й к о м а н д е в м м : |
|
|
|||
при |
р а б о т е с с у м м и р о в а н и е м ............................... |
|
± 0 , 0 0 0 5 |
||
п р и р а з д е л ь н о й р а б о т е д а т ч и к о в ..................... |
± 0 , 0 0 0 2 5 |
||||
Д о п у с к а е м а я н е с и м м е т р и я |
п е р е м е щ е н и я як о р е й |
|
|||
д а т ч и к о в |
при р а б о т е с |
с у м м и р о в а н и е м в м м |
. |
± 0 , 0 5 |
|
П р е д е л ы |
р е г у л и р о в к и |
п р е д в а р и т е л ь н ы х к о м а н д |
|
||
в м м : |
|
|
|
|
|
а) в т о р о й .................................................................................... |
|
|
|
0_,3— 0 ,1 |
|
б ) т р е т ь е й .................................................................................... |
|
|
|
0 , 1 — 0 , 0 3 |
|
в ) ч е т в е р т о й ...................................................................................... |
|
|
|
0 , 0 3 — 0 ,0 1 |
|
Ш к а л ы у к а з а т е л я п р и п у с к а в м м ..................................... |
|
0 , 5 и 0 , 0 5 |
|||
Н а п р я ж е н и е п и т а н и я в В .......................................................... |
|
|
1 2 7 ± 1 5 % |
||
П о т р е б л я е м а я м о щ н о с т ь |
в В |
А .......................................... |
|
120 |
|
Прибор АНИТИМ3545
Универсальный транзисторный прибор АНИТИМ3545, блок-схема которого представлена на рис. 51, предназна чен для комплектования систем автоматического контро ля при шлифовке валов, отверстий, в том числе и при бес центровой, и шлифовке по сопряженной детали на стан ках, работающих на полуавтоматическом цикле, и стан ках с ручным управлением. Прибор оснащен двумя индуктивными датчиками, встраиваемыми в различные измерительные устройства, и фотодатчиком, отключаю щим форсированную подачу подвода шлифовального камня по искре. На управление станком прибор может выдать от 2 до 5 команд, без переналадки контролиро вать последовательно два различных размера (две шей ки). Команды не связаны между собой, поэтому при не обходимости часть предварительных команд (или все) могут быть отключены.
Отличительная особенность прибора заключается в том, что на его измерительные схемы поступает ток с частотой около 1500 Гц от собственного высокостабиль ного RC-генератора, который описан в гл. I. Это позво ляет, во-первых, значительно снизить предельную ста тическую погрешность прибора; во-вторых, сделать прибор малочувствительным к переменным электриче ским и магнитным полям частоты от 0 до 200 Гц. Все узлы электронного блока выполнены на полупроводни ковых элементах, что обеспечило уменьшение габарит-
78
ных размеров, массы и снижение потребляемой прибо ром мощности в 3—4 раза по сравнению с аналогичны ми блоками, выполненными на электронных лампах.
Схема прибора содержит два индуктивных датчика, включенных в мосты переменного тока, конструктивно выполненные в виде отдельных блоков — входных устройств.
Элементы регулировки амплитуды и фазы напряже ния питания мостов, расположенные на панели элек-
Р и с . 51. Б л о к - с х е м а п р и б о р а А Н И Т И М 3 5 4 5
тронного блока, и балансировочные резисторы, располо женные каждый в своем входном устройстве, позволяют скорректировать амплитудно-фазовые характеристики датчиков и сделать их идентичными в некотором диапазоне перемещений измерительных штоков датчи ков, а это дает возможность суммировать электрические сигналы. Кроме того, возможность использования ука зателя прибора в качестве индикатора нулевой фазы и чувствительности датчиков, позволяет произвести настройку измерительного устройства (при смене дат чиков) в производственных условиях без применения электронных измерительных средств.
Род работы датчиков устанавливается переключа телем датчиков; в левом положении подключен датчик ДИь в правом — датчик ДИ2, в среднем положении
79