Файл: Регулирование качества продукции средствами активного контроля..pdf

Представляет интерес разработанная в ОКБ система управляю­ щего контроля к двустороннему торцешлифовальному автомату мод. 3344А-Е.

Система активного контроля состоит из контрольно-подналадоч- ного устройства, предназначенного для измерения высоты колец подшипников после выхода их из зоны шлифования и выдачи команд управляющих размерной настройкой автомата, и устройств для позиционирования шлифовальных кругов, служащих для изме­ рения положения торцов шлифовальных кругов и выдачи команд на остановку осевого перемещения шлифовальных кругов в положении «правка», на остановку осевого перемещения шлифовальных кру­ гов в рабочее положение после правки и на перемещение базового шлифовального круга по мере его износа. Система обеспечивает контроль размеров от 10 до 70 мм с нестабильностью выдачи ко­

рис. 97. Подготовка сжатого воздуха, его осушка, очистка и стаби­ лизация давления производятся с помощью стандартных элементов, предусмотренных в схеме системы. С целью сокращения времени запаздывания выдачи команд пневмоэлектропреобразователя, а также повышения надежности и упрощения конструкции системы пневматическая схема выполнена на элементах УСЭППА (унифици­ рованная система элементов промышленной пневмоавтоматики).

Прошлифованные кольца / непрерывным потоком проходят между базовой плитой 2 и линейным измерительным наконечни­ ком 3. В зависимости от колебания высоты колец изменяется коль­ цевой зазор в шариковом сопле 5, что приводит к изменению давле­ ния в измерительной камере пневмоэлектрического датчика 4. При выходе контролируемого размера за соответствующую контрольную границу в электросхему станка поступают команды «Брак -+-», «Подналадка» или «Брак—». В электросхеме предусмотрена за­ держка сигнала, позволяющая исключать случайные выбросы раз­ меров и подавать команды только при устойчивом выходе размера за установленную границу. Команда на подналадку воспринимает­ ся противобазовым шлифовальным кругом.

Вывод кругов на позицию правки и возвращение их в исходное рабочее положение осуществляется автоматически с помощью пози­ ционеров положения правки и рабочего положения. Для обеспече­ ния высокой точности установки кругов и минимальной затраты времени на их перемещение предусмотрены ускоренная и тонкая подачи. Позиционирование базового и противобазового кругов осу­ ществляется одинаковыми устройствами. Для примера рассмот­ рим работу позиционеров противобазового круга (см. рис. 97).

Круг подается на позицию правки с ускоренной подачей до кон­ такта с рычагом 9 позиционера грубого положения и по мере даль­ нейшего движения зазор между торцами винта настройки 10 и соп-

246

•ла / / увеличивается. При этом давление в измерительных камерах эжекторного сопла 12 элемента сравнения 13 уменьшается и при расстоянии 0,2—0,25 мм до положения правки измерительное дав­ ление становится равным противодавлению в соответствующей ка­ мере элемента сравнения 13. Происходит переброс мембранного уз­ ла, воздушная камера пневмопреобразователя 14 соединяется с ат­ мосферой, замыкается контакт микропереключателя и дается команда на переключение с ускоренного перемещения на тонкое. Остановка круга в положении «Правка» осуществляется с помо­ щью устройства тонкого позиционирования 8 аналогично рассмот­

что позиционеры правки и рабочего положения работают поочеред­ но на одно отсчетное устройство 17. Это достигается с помощью эле­ мента сравнения 16, работающего в качестве сумматора. При ра­ боте позиционеров правки рычаги устройства для позиционирова­ ния круга в рабочем положении занимают определенное заданное положение, определяемое упорными винтами 18. При работе пози­ ционеров рабочего положения круга положение рычагов устройства для позиционирования круга в положении правки определяется упорными винтами 7.

Таким образом обеспечивается постоянное и одинаковое проти­ водавление со стороны неработающих в данный момент позиционе­ ров.

В отличие от контроля положения противобазового круга, кото­ рый осуществляется только в момент подхода его в рабочее положе­ ние, контроль положения торца базового круга производится непре­ рывно путем ощупывания его поверхности измерительным плоским наконечником рычага позиционера рабочего положения.

По мере износа базового круга измерительный зазор между тор­ цами Настроечного винта рычага тонкого позиционирования рабо­ чего положения и соответствующего сопла уменьшается, а измери­ тельное давление повышается. При износе круга выше допустимого предела мембранный узел элемента сравнения перебрасывается и воздух поступает в пневмоэлектропреобразователь, микропереклю­

Нестабильность положения выдачи управляющих сигналов оп­ ределяется по формуле

248

k — коэффициент, учитывающий неравномерность скорости из­ менения контролируемого размера;

At — нестабильность времени запаздывания;

^тах — максимальное время запаздывания выдачи прибором элек­ трической команды из ряда показаний, снятых на стенде.

§ 3 1 . СИСТЕМЫ С ЧУВСТВИТЕЛЬНЫМИ УПОРАМИ

Большинство работающих в настоящее время подналадочных систем имеет одну общую черту: подвод или отвод режущего ин­ струмента на величину требуемой подналадки производится в них перемещением каретки суппорта, шлифовальной бабки или другого; устройства, снабженного режущим инструментом. Во всех этих слу-

7

У У У У У У У У

Рис. 98. Принципиальная схема устройства для испол­ нения команды на подналадку

чаях в подналадочном процессе участвуют относительно тяжелыемассы различных органов станка, перемещающиеся, как правило, в направляющих трения скольжения. Для предупреждения появле­ ния в процессе резания вибраций направляющие плотно затягивают­ ся, создавая значительное сопротивление перемещению подналадоч-/ ных устройств. Отсюда низкая чувствительность подналадочных си­ стем к командным импульсам, подаваемым измерительными уст­ ройствами.

На рис. 98 приведена простейшая принципиальная схема испол­ нительного механизма станка для осуществления команды на под­ наладку. Электромагнит 4, получая команду от измерительного уст­ ройства прибора, перемещает на один зуб храповое колесо 5, жестко

249

связанное с червяком 3, и далее движение передается ходовому винту 2, который и перемещает бабку ведущего круга /. Недостат­ ком такой схемы является достаточно длинная кинематическая цепь передачи подналадочного перемещения. Деформации этой цепи мо­ гут не привести в движение достаточно массивную бабку станка, а при повторных командах переместить бабку на большую величину за счет накопления сил упругих деформаций. Поэтому особенно в тя­ желых станках целесообразно применять схему, в которой перемеще­ ние бабки продолжается до получения ответного сигнала об испол­ нении подналадочной команды.

Экспериментальное определение величины фактической подачи бабки станка показало, что даже при наличии роликовых направ­ ляющих бабки команды измерительного устройства выполняются неудовлетворительно. При сообщении подналадочного импульса массивным исполнительным органам станка часто наблюдается не­ равномерность движения, которая характеризуется периодически чередующимися срывами и остановками. Такое скачкообразное дви­ жение характерно для финишных станков, на которых необходимо обеспечивать перемещения со скоростями порядка нескольких мил-

.лиметров в минуту и ниже. При этом величина скачка зачастую бы­ вает больше, чем величина импульса подналадки.

В связи с указанными недостатками существующих систем под- 'наладки станков представляют интерес появляющиеся в последнее время комбинированные (двухступенчатые) системы с регулируемы­ ми чувствительными упорами. Сущность такого метода подналадки ^состоит в том, что рабочий орган останавливается в момент замы­ кания электрических контактов чувствительного упора, момент же замыкания контактов регулируется перемещением самого упора по команде измерительного устройства. Таким образом, осуществление процесса подналадки существенно изменяется. Всю основную рабо­ ту по подналадке станка осуществляет комбинированная система, состоящая из измерительного устройства (подналадчика), счетнорешающего устройства (анализатора) и самого чувствительного упора. Рабочие органы станка при применении подобной системы остаются без изменений, т. е. такими, какими они были до присоеди­ нения системы.

Измерительное устройство может измерять деталь в процессе об­ работки или непосредственно после обработки и сообщает резуль­ таты измерения счетно-решающему устройству. Последнее опреде­ ляет отклонение действительного размера детали от номинального, сравнивает и усредняет эти результаты с результатами предыдущих измерений или проводит какие-либо другие предписанные ему ма­ нипуляции и подает команду чувствительному упору. Чувствитель­ ный упор перемещается по сигналу счетно-решающего устройства на нужную величину и в нужном направлении и тем самым коррек­ тирует момент выключения подачи рабочего органа станка по ре­ зультатам измерения обрабатываемых деталей. В качестве регули­ руемого чувствительного упора может быть использован электро-

250

контактный или пневмоэлектроконтактный датчик. Использование последнего особенно удобно, так как его чувствительность значи­ тельно увеличивается с уменьшением измеряемого зазора, т. е. с приближением момента окончания обработки детали.

Основное преимущество рассмотренного метода регулирования заключается в том, что подналадочный импульс сообщается не мас­ сивной бабке, а легкому подвижному упору, чувствительность пере­ мещения которого значительно выше чувствительности механизма подачи исполнительных органов станка. Комбинированные системы,, основанные на применении чувствительных упоров, можно исполь­ зовать при любых технологических операциях, осуществляемых ме­ тодом врезания (шлифование, точение и т. д.).

В автоматических линиях в последнее время стали применяться двухступенчатые системы регулирования в виде подналадчика и электрочувствительного упора, управляющего циклом обработки станка по результатам измерения положения бабки круга. Так, на­ пример, в бесцентрошлифовальных станках мод. 6С136 завода «Мосстанколиния», установленных в автоматических линиях для шлифования «на проход» колец карданных подшипников, примене­ на система с электрочувствительным упором (рис. 99).

Вышедшие из зоны обработки детали поступают на измеритель­ ную позицию, где контролируются прибором-подналадчиком 10. Электромагнит 2, получая команду на подналадку от прибора 10, перемещает храповое колесо 4 на один зуб, а вместе с ним и кула­ чок 3, который приподнимает электроконтактный датчик /. В ре­ зультате электронное реле срабатывает и включает цепь питания электродвигателя 6. Двигатель через зубчатую передачу 7 и микро­ винт 5 осуществляет относительно качающейся опоры 9 поворот бабки круга 8 до тех пор, пока электронное реле датчика 1 не ра­ зорвет цепь питания двигателя. Это произойдет при перемещении круга на величину, соответствующую подъему датчика 1 кулачком 3 при повороте храпового колеса 4 на один зуб, т. е. на заданную ве­ личину подналадочного перемещения круга.

Однако эта конструкция обладает значительными недостатками, заключающимися в том, что при длительной работе механизма точ­ ность срабатывания микровинта и храпового механизма нарушает­ ся, что вызывает повышенный разброс в отработке подналадочных перемещений. Кроме того, существенным недостатком данной конст­ рукции является невозможность с высокой точностью осуществлять подналадочные импульсы в двух противоположных направлениях. Это объясняется наличием люфтов в паре «винт—гайка». При рабо­ те на шлифовальных станках-автоматах приходится подавать шли­ фовальный круг малыми импульсами как на изделие, так и от не­ го, потому что при разогреве станка вследствие тепловых деформа­ ций имеет место перемещение шлифовального круга на изделие. Уменьшение размера обрабатываемых изделий может возникнуть и под влиянием целого ряда других причин, как, например, умень­ шение входящего размера заготовок.

251