Файл: Регулирование качества продукции средствами активного контроля..pdf

Показаное на рис. 100 устройство ОКБ-1516 с электрочувстви­ тельным упором свободно от перечисленных выше недостатков. Уст­ ройство состоит из двух одинаковых по конструкции и принципу действия механизмов подналадки и компенсации, смонтированных на одной плите, которая расположена на заднем торце шлифоваль­ ной бабки станка. При этом оно выполняет следующие команды: по­ дачу штока упора вверх или вниз (в« + » или в«—») на величину подналадочного импульса по команде от измерительного устройст­ ва, управляющего циклом работы станка и расположенного на зад­ нем торце шлифовальной бабки; подачу штока упора вверх на вели­ чину компенсации съема со шлифовального круга при правке по команде от механизма правки круга станка, что обеспечивает авто­ матический выход на заданный размер в первом же цикле обработ­ ки после правки.

жинах каретку 15 вверх до жесткого упора 7. Каретка, поднимаясь вверх, поднимает и шток, связанный с ней в данный момент верх­ ним зажимом 8. Далее шток захватывается нижним зажимом, а электромагнит 14 освобождает верхний зажим и каретка под дейст­ вием собственного веса возвращается в исходное положение. При перемещении шлифовальной бабки вместе с ней перемещается ко­ мандное устройство электрочувствительного упора. Трехплечий ры­ чаг 10 пяткой 9 упирается в неподвижный шток 3 и постепенно, по мере снятия припуска с обрабатываемой детали, поворачивается на крестообразном пружинном шарнире 12. Шток электроконтакт­ ного датчика 11 начинает перемещаться под действием пружины, и контакт между настроечным винтом и коромыслом датчика раз­ рывается. Подается команда на переход с черновой подачи на чисто­ вую. При дальнейшем перемещении трехплечего рычага и соответ­ ственно штока датчика второй контакт датчика замыкается и по­ дается сигнал на прекращение обработки. На командном устрой­ стве предусмотрен прибор 13 для визуального наблюдения за про­ цессом снятия припуска и настройки контактов датчика. При по­ даче команды на подналадку в «—» шток электрочувствительного упора должен опускаться вниз, для чего изменяется последователь­

подачи штока электромагнит освобождает зажим, и каретка воз­ вращается в исходное положение. Величины подналадочного им­ пульса и компенсация съема при правке могут регулироваться со­ ответственно винтами 4 и 6 в пределах от 0,003 до 0,015 мм (подналадочный импульс) и от 0,03 до 0,12 мм (компенсация съема при правке).

253

После использования всего хода стержня электрочувствительно­ го упора подается команда от микропереключателя и оператор дол­ жен возвратить шток в исходное положение.

Комбинированная система активного контроля и регулирования (рис. 101), разработанная в Станкине и примененная на бесцентро- во-шлифовальном станке мод. 3184, работающем методом врезания,

система состоит из подвижного электрочувствительного упора 7, вы-

Рис. 101. Комбинированная двухступенчатая си­ стема с подвижным электроконтактным чувст­ вительным упором к бесцентрово-шлифовально- му станку мод. 3184

полненного в виде электроконтактного датчика, контролирующего положение исполнительного органа 11 и управляющего циклом об­ работки станка и прибора /, который автоматически по результатам измерения деталей, вышедших из зоны обработки, осуществляет подналадку упора 7. При достижении обрабатываемой деталью за­

ет соответствующую команду механизму подналадки 9 для регули­ ровки упора 7. Заданные контрольные пределы разделяют область возможных значений выборочной медианы, по которой производит­ ся подналадка упора 7, на три зоны. Это осуществляется контакта­ ми электроконтактного датчика 1. В зависимости от значения выбо­ рочной медианы на выходе анализатора 3 появляется сигнал, кото­ рый может иметь один из трех уровней: 0; + 1 ; — 1 . Исполнение команды на подналадку электрочувствительного упора 7 осуществ­ ляется реверсивным механизмом подналадки 9 посредством диффе­ ренциального винта 8, который перемещает упор 7 на расстояние

254

комбинированного устройства с пневматическим упором [111]. При­ бор 1, выполненный в виде пневматической измерительной головки с эжекторным соплом, контролирует положение шлифовальной баб-

Рис. 102. Комбинированная двухступенчатая система с электропневматическим чувствительным упором к бесцентрово-шлифовальному станку мод. 3184:

/ — пневматический упор; 2 и 4 — соответственно ПЭКД-2 и ПЭКД-1; 3 — шлифовальная бабка; 5 — статистический анализатор; 6 — прибор; 7 — фильтры со стабилизатором давления;

8 — влагоотделитель

ки 3. Прибор 6 автоматически по результатам измерения деталей, вышедших из зоны обработки, осуществляет одновременно два под­ наладочных перемещения. Сигнал на перемещение пневматического

Величина этих перемещений должна быть одинаковой и пропорцио­

контролируемой деталью и соплами, что приводит к соответственно­ му повышению или понижению давления в измерительной камере

255

пневмоэлектроконтактного датчика (ПЭКД-1) 4. Контакты ПЭКД-1 настроены таким образом, что поле допустимых отклонений контро­ лируемого параметра (медианы) разбивается на три зоны. На вы­ ходе ПЭКД-1 формируется информация о величине отклонения ме­ дианы выборки от заданного номинала и о принадлежности значе­ ний медианы выборки к определенной зоне допустимых отклонений. В зависимости от значения медианы выборки на выходе статистиче­ ского анализатора (CA) 5 появляется сигнал, который может иметь один из трех уровней: 0; + 1 ; — 1 .

Сигнал на подналадку прибора 1, выполняющего роль пневма­ тического упора, и шлифовальной бабки по принятому алгоритму

системы подается в том случае, если значение — из N деталей в вы­ борке выходит за заданные контрольные границы. При достаточно высокой точности перестановки пневматического упора, объясняю­ щейся небольшой его массой (не более 0,5 кг), точность перестанов­ ки шлифовальной бабки, имеющей большую массу (порядка 1000—2500 кг), относительно низка. Корректировка перемещения шлифовальной бабки осуществляется контактами (ПЭКД-2) 2, на­ строенными таким образом, чтобы при точном перемещении испол­ нительного органа станка между ним и соплом измерительной го­ ловки упора / сохранялся первоначальный зазор Z2 . Это соответст­ вует разомкнутому положению контактов ПЭКД-2. В случае не­ точного перемещения шлифовальной бабки зазор Z2 изменяется, вы­ зывая изменение давления в камере ПЭКД-2. Происходит замыка­ ние правого или левого контакта, и через обратную связь / / / осуще­ ствляется корректировка шлифовальной бабки до тех пор, пока кон­ такт не разомкнётся, т. е. не установится зазор Z%.

Очевидно, осуществить полную корректировку положения шлифо­ вальной бабки не удастся, так как практически невозможно добить­ ся точного установления зазора Z 2 из-за инерционности пневмосистемы. Однако подбором соответствующих диаметров сопел и питаю­ щего давления можно определить оптимальный зазор Z o n T , соответ­ ствующий наименьшей погрешности перестановки исполнительного органа станка.

Следует отметить, что описанная выше подналадочная система может применяться не только при обработке «на проход», но и при обработке методом врезания. Для этого необходимо исключить об­ ратную связь I I , а контакты ПЭКД-2 включить в цепь управления станком.

В промышленности начинают находить применение шлифоваль­ ные станки, в которых небольшие перемещения шлифовальной баб­ ки в обе стороны осуществляются магнитострикционными механиз­ мами подач. Однако эти механизмы обладают существенными не­ достатками, не позволяющими применять их на шлифовальных стан­ ках с большой шириной круга и, следовательно, с большими нагруз­ ками на механизм подачи шлифовальной бабки. Эти недостатки за­ ключаются в том, что мощные силовые механизмы перехвата маг-

256

нитострикционного стержня не позволяют осуществлять его зажим без смещения стержня, в результате чего нарушается точность ра­ боты механизма. Кроме того, зажимы силовых магнитострикционных устройств выполняются в виде деформируемых элементов. При этом между магнитострикционным элементом и зажимом имеется зазор, который может выбираться в любую сторону, что наряду с деформацией зажима неизбежно приводит к появлению погрешно­

В последнее время стали появляться системы с электрочувстви­ тельными упорами, которые свободны от перечисленных выше не­ достатков. На рис. 103 показана комбинированная система для ав­ томатической подналадки бесцентрово-шлифовального станка фир­ мы «Форстер» [172], которая основана на использовании явления температурного удлинения металлического стержня, подвергаемого нагреву с помощью индуктора. Последний связан с пневматическим измерительным прибором, контролирующим размеры обработан­ ных на станке деталей. При грубых перемещениях бабка приводится в движение обычным ходовым винтом, а для тонкой подачи имеются два стержня, закрепленные на бабке параллельно друг другу и про­ ходящие через индукторы, а также установленные на станине за­ жимы.

Когда нужно переместить бабку на очень малую величину, за­ жим фиксирует один из стержней, а индуктор нагревает его. По до­ стижении температуры порядка 100° С этот стержень освобождает­ ся от зажима и охлаждается. Тем временем работает второй. Под­ держивая температуру одного из стержней на уровне несколько бо­ лее высоком, чем температура окружающей среды, можно путем охлаждения стержня перемещать бабку от детали, так что система может работать в обе стороны. Устройство отличается большой же­ сткостью, а поскольку скорости перемещения очень малы, то трения движения практически не возникает и коэффициент трения остается постоянным. В результате можно перемещать установленную на на­ правляющих скольжения шлифовальную бабку весом 1,2 т с дис­ кретностью 0,2 мкм без скачков.

Недостатком известных систем для подналадки шлифовальных станков, осуществляющих управление малыми перемещениями шли­ фовальной бабки магнитострикционными механизмами подач, яв­ ляется то, что они осуществляют одностороннюю или двусторон­ нюю подналадку постоянным импульсом. На рис. 104 изображена схема комбинированной подналадочной системы с электрочувстви­ тельным упором, которая лишена отмеченного недостатка. Система

вокруг стержня размещена катушка КС, с помощью которой осуще-