Файл: Якушев А.И. Взаимозаменяемость, стандартизация и технические измерения учебник.pdf

работки или о достижении заданного (для годной детали) положе­ ния исполнительных механизмов станка или режущего инстру­ мента, т. е. позволяют управлять точностью технологического процесса. Отличительной особенностью средств активного конт­ роля является наличие обратной связи, позволяющей по резуль­ татам контроля воздействовать на положение исполнительных .ме­ ханизмов стайка (производить нодналадку) и тем предупреждать появление брака.

Такой вид контроля наиболее целесообразно применять на финишных операциях (шлифование, хонингование), где требуется высокая точность обработки. Потери от брака на этих операциях особенно нежелательны —в деталь уже вложено много труда. Актив­ ный контроль широко используют также в непрерывных производ­ ственных процессах, например, при прокатке листов, лент, труб.

При активном контроле повышается точность обработки, предупреждается появление брака и устраняются потери времени на измерение детали, а также на остановку и пуск станков, что со­ кращает в среднем на 20—25% время обработки деталей. Во всех средствах активного и пассивного контроля, независимо от сте­ пени их автоматизации, в качестве измерительных устройств при­ меняют различные датчики, рассматриваемые ниже.

Датчики (преобразователи). По принципу действия датчики делятся на механические, оптические, электрические (электроконтактные, индуктивные, емкостные, фотоэлектрические, механотронные), радиационные, пневматические и др. Наибольшее распро­ странение получили электроконтактные и индуктивные датчики.

Электроконтактные датчики предназначены для автоматиза­ ции контроля линейных размеров деталей в светосигнальных мно­ гомерных приспособлениях, в контрольных автоматах и прибо­ рах активного контроля.

По ГОСТ 3899—68 электроконтактные датчики делятся на два типа: предельные — для контроля предельных размеров де­ талей и амплитудные — для контроля амплитуды (разности между наибольшим и, наименьшим значениями) изменяющегося размера, например, при контроле овальности, биения и других отклоне­ нийформы и взаимного расположения поверхностей.

Г1о назначению различают одно-, двух- и многопредельные электроконтактные датчики соответственно количеству пар кон­ тактов. По конструкции они смогут быть рычажными и безрычажными, бесшкальными и шкальными. Шкальные датчики имеют стрелочный показывающий прибор, по которому можно визуально определять действительный размер детали.

Па рис. 45, а показана схема наиболее распространенного бесшкального двухпредельного рычажного электроконтактного дат­ чика.

В зависимости от размера контролируемой детали 1 измери­ тельный стержень 2 и опирающийся на него рычаг 3 с закреплен­ ным на нем контактом 4 занимают определенное положение:

130

а) если деталь 1 годная, то подвижный контакт 4 находится между двумя неподвижными контактами 5 и 6, не касаясь их (расстояние между контактами 5 и 6 соответствует величине до­ пуска на размер проверяемой детали); при атом горит желтая сигнальная лампочка Г;

б) если размер детали 1 завышен, то контакт 4 касается верх­ него контакта 5, благодаря чему загорается зеленая сигнальная

него контакта 6, благодаря чему загорается красная сигнальная лампочка (—), свидетель­

ляющих втулках корпуса 4 перемещается измерительный стержень 8 со съемным наконечни­

ком 1. Хомутик 3 с прорезью, в которую входит запрессованный в корпус 4 направляющий штифт 15, удерживает стержень 8 от поворота. Гайка 2 микроподачи служит для перемещения стержня при настройке датчика. Измерительное усилие создается пру­ жиной 6. Сверху в отверстие корпуса 4 вставляется индикатор (типа 1МИГ или 1ИГ), который крепится с помощью винта 9. Измерительный наконечник индикатора опирается на верхний торец стержня 8.

Индикатор используют при настройке датчика для внесения поправок на отклонения размеров настроечных образцов от тре­ бующихся предельных размеров детали. На боковой стенке корпуса предусмотрены два резьбовых отверстия для крепления датчика в измерительных устройствах.

Пластмассовая планка 12 с рычагом 10 и настроечными вин­ тами 14 образует узел, собираемый отдельно от датчика. Рычаг 10 подвешен на пружинном кресте и несет два подвижных контакта К1

иК2, расположенных по концам рычага против винтов. 14 с кон­ тактами КЗ и К4. Снаружи на этих винтах закреплены барабаны 11

и13 с ценой деления 0,002 мм, используемые для поднастройки датчика.

Связь рычага 10 с измерительным стержнем 8 осуществляется через хомутик 7, к которому припаяна пластинка из твердого сплава, опирающаяся на корундовый штифт 5, образующий малое плечо рычага 10. Перемещение стержня 8 вызывает угловое от­ клонение рычага и замыкание или размыкание соответствующих контактов, которые соединены с источником тока и усилителем.

Слицевой и задней стороны датчик закрыт прозрачными крышками (из оргстекла).

Погрешность срабатывания электроконтактных датчиков на­

сплава. Чтобы избежать подгорания, на контакты подается ток небольшого напряжения (8—12 В) и малой силы (0,1—0,2 мА). Для усиления сигнала малой мощности, получающегося при замыкании контактов, применяют электронное реле мод. 238 завода «Калибр». Чаще всего электроконтактные датчики ис­ пользуют в многомерных светосигнальных приспособлениях и в контрольно-сортировочных автоматах. В приборах актив­ ного контроля электроконтактные датчики применяют в на­ стоящее время очень редко, так как на контакты попадает влага (вследствие недостаточной герметичности датчиков и обра­ зования в них конденсата), что приводит к ложным срабатыва­ ниям.

Индуктивные датчики делятся на контактные и бесконтактные, безрычажные и рычажные, дифференциальные и недифферен­ циальные, с малым и большим ходом, с питанием током про­ мышленной частоты (50 Гц) и высокочастотные.

Схема контактного безрычажного дифференциального индук­ тивного прибора с малым ходом показана на рис. 46.

Отклонение размеров проверяемых деталей 1 вызывает пере­ мещение измерительного стержня 2, на котором закреплен якорь 4, находящийся в воздушном зазоре между магнитопроводами ин­ дуктивных катушек 3 и 5. В зависимости от положения якоря меняется воздушный зазор у магнитопроводов, в результате чего индуктивное сопротивление одной катушки возрастает, а другой уменьшается. '

132

При этом нарушается равновесие моста, образованного катуш­ ками 3 и 5 и сопротивлениями 6 и 8, который питается от стаби­ лизированного генератора звуковой частоты 7. В результате в диагонали моста возникает ток, направление которого опреде­ ляется отклонением в ту или иную сторону измерительного стержня

в зубомерньтх и некоторых других измерительных устройствах. В последние годы тем же заводом выпускаются транзисторные индуктивные приборы мод. 207, 212 и 214.

Рис. 47. Индуктивный прибор, стрелочное и цифровое отсчетные ус­ тройства

Индуктивные приборы выпускают со стрелочными показываю­ щими устройствами (рис. 47), которые имеют пять регулируемых пределов измерения (± 1 ; 3; 10; 30; 100 мкм) с разной ценой деле­ ния (0,02; 0,05; 0,2; 0,5 и 2 мкм соответственно), а также с цифро­ выми устройствами, имеющими три регулируемых предела изме-

133

рения (dr 10, 100 и 1000 мкм) с разной ценой деления (0,005, 0,05; 0,5 мкм соответственно).

Для того чтобы на точность работы приборов возможно меньше влияли колебания напряжения питающего тока, в электронных блоках предусмотрены довольно сложные и дорогие стабилиза­ торы напряжения. В последнее время появились индуктивные приборы с малогабаритными электронными блоками (110 X 80 X X 36 мм), которые питаются током не от сети, а от батарей (срок работы батареи до 1000 ч), и поэтому их точность не зависит от колебания напряжения в сети. Такие приборы имеют пять пре­ делов измерения (±3 ; 10; 30; 100; 300 мкм) с разной ценой деления (0,1; 0,5; 1; 5 и 10 мкм соответственно).

Описанные устройства успешно применяют в качестве универ­ сальных измерительных приборов (вместо оптиметров и ультраоп­ тиметров) для проверки особо точных деталей, например, концёвых мер длины. Цифровой отсчет в этом случае особенно удобен.

В последние годы в приборах активного контроля применяют главным образом индуктивные датчики. Они совсем вытеснили злектроконтактные датчики из приборов активного контроля (так как индуктивные датчики не имеют в электрической схеме контактов, требующих зачистки, тщательного ухода, и нечувствительны к наличию конденсата) и вытеснили емкостные датчики (так как индуктивные датчики имеют более простую и надежную электро­ схему) .

' На многих заводах они успешно конкурируют с пневматиче­ скими датчиками (особенно в тех случаях, когда воздух в завод­ ской сети плохо очищается и когда пневматические датчики не имеют хороших фильтров и стабилизаторов давления).

Лучшим из отечественных фотоэлектрических датчиков яв­ ляется многопредельный датчик ДФМ, выпускаемый Ленинград­ ским инструментальным заводом на базе оптикатора (см. рис. 28, в).

Многомерные приспособления. Эти приспособления предназна­ чены для проверки нескольких размеров одной детали или одно­ типных деталей в определенном диапазоне размеров. Приспосо­ бления оснащают индикаторами, микрокаторами или другими измерительными головками, по шкалам которых контролер опре­ деляет годность контролируемых деталей. Измерительные головки обязательно должны иметь указатели допусков; контролер не может запомнить показания всех индикаторов — он только выяс­ няет, находятся ли все стрелки в пределах установленных полей допусков или нет. Различают многомерные приспособления для последовательного или одновременного контроля размеров. Кроме того, они делятся на шкальные и светосигнальные.

На рис. 48, а показано шкальное приспособление для после­ довательного контроля диаметров поршней в разных сечениях по их высоте. На каждой позиции по индикаторам контролируется только один размер (поворачивая поршень, можно также оире-

134