Файл: Регулирование качества продукции средствами активного контроля..pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 10.04.2024

Просмотров: 217

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

в положение 1.3. Предположим,

что перед

началом

поверочного

цикла опорное напряжение было равно

V.

Если к этому моменту

произошло смещение настройки,

то на

запоминающее

устройство

подается сигнал U'. Этот сигнал

запомнится на конденсаторах С 3

и С4 и будет служить в качестве

нового

опорного напряжения.

После окончания поверочного цикла переключатель

возвращает­

ся в положение 1.2 и осуществляется рабочий цикл устройства. Так как разность между опорным и текущим напряжением постоянна для данной настройки срабатывания поляризованных реле, величи­ на измерительного напряжения, при котором срабатывают реле, должна изменяться на величину UKOM, где UKOYI = U' — U. Таким образом, произойдет смещение настройки измерительного устрой­ ства на величину і / к о м — автоматическая коррекция настройки из­ мерительной системы.

Точность работы подпастроечного устройства зависит в основ­ ном от времени хранения па конденсаторах С: ! и С4 опорного напря­ жения. Как известно, это время определяется емкостью конденсато­ ра, величиной сопротивления нагрузки, а также сопротивлением утечки конденсатора. Емкость конденсаторов Ся и С4 нельзя выби­

рать слишком большой, так как это увеличивает время заряда кон­

денсаторов (т. е. инерционность

поднастроечного устройства).

В качестве сопротивления нагрузки в данном устройстве

выбраны

катодные повторители, у которых

входное сопротивление

может

достичь величины порядка сотни миллионов Ом. В схеме примене­ ны специальные полистироловые конденсаторы, обладающие боль­

шим сопротивлением

утечки.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Для увеличения

времени хранения

опорного сигнала

применено

устройство с двумя

полистироловыми

конденсаторами,

включенны­

ми на вход катодных повторителей

лампы Л2. Конденсатор

С3

по­

стоянно подключен к сетке

лампы Л2,

конденсатор же С4 подклю­

чается к сетке этой лампы периодически

через контакты КРі и KP г

и служит для подзарядки конденсатора

С3. Для правильной

работы

данного подзаряжающего

устройства

необходимо,

чтобы

контакт

КР2

замыкался раньше и размыкался

позже контакта КРі-

 

 

 

Для

применения

этого

условия

 

применена

схема

задержки

с электромагнитными

реле Рі

и Р2. Катодные

повторители на лам­

пе Лі аналогичны катодным повторителям лампы

Л2.

 

 

 

 

Разработанная

схема отличается

 

большой

точностью,

быстро­

той действия, простотой и надежностью в работе.

 

Как

показали

экспериментальные

исследования,

запоминающее

устройство на

лампе Л2

и конденсаторах С3 и С4 позволяет хранить уровень

сигна­

ла

с погрешностью до 0,2 В за час при номинальном значении на­

пряжения

порядка

100 В.

Фактическая

величина

 

достигнутой при

экспериментах погрешности данного

метода

поднастройки

при

чувствительности 2 В/мкм лежит в пределах 0,15—0,2 мкм.

 

 

 

На рис. 115 показано самонастраивающееся

устройство

фирмы

«Джон-Шипман», предназначенное для автоматической

периодиче­

ской проверки и поднастройки

индуктивных

приборов

активного

277



контроля к круглошлифовальным станкам. Команда на установку прибора активного контроля (измерительной скобы) в позицию про­ верки может быть совмещена с командой на автоматическую прав­

ку шлифовального круга.

 

Поднастройка прибора

активного

 

контроля

1 заключается

в

регули­

 

ровке расстояния между упорным 4

 

и подвижным 2 контактами его ско­

 

бы.

Проверка

производится

с

по­

 

мощью образцовой

 

детали 3

оваль­

 

ного

сечения,

автоматически

 

уста­

 

навливаемой между контактами ско­

 

бы и вращаемой от малогабаритно­

 

го

электродвигателя

с

помощью

 

гибкого вала. Большой диаметр об­

 

разцовой детали превышает на оп­

 

ределенную

расчетную

 

величину

 

размер настройки,

а

меньший

 

диа­

 

метр на такую же величину меньше

 

размера

настройки. При

правильной

 

установке прибора команда на пре­

 

кращение обработки

подается

при

 

достижении деталью 5 размера, ле­

 

жащего

в пределах

 

разности

диа­

 

метров образцовой

детали.

Устрой­

Рис. 115. Самонастраивающееся

ство

для

автоматической

проверки

устройство фирмы «Джон-Шип­

прибора

содержит

два

 

электриче­

ман»

ских

контакта, которые

должны

за­

 

мыкаться при прохождении сечений образцовой детали 3, соответст­ вующих предельным размерам. Настройка этих контактов произво­ дится так, что при вращении образцовой детали 3 в правильно на­ строенной скобе последовательно образуются сигналы, соответст­ вующие предельным размерам. При неправильной настройке прибо­ ра один из контактов не замыкается, и электросхема устройства по­ дает команду на подналадку.

Самонастраивающееся устройство, предложенное Л. Н. Ворон­ цовым и А. И. Набережных (МВТУ), принципиально не отличается от описанного выше устройства фирмы «Джон-Шипман». Кроме того, автоматическая поднастройка, реализованная в устройстве «Джон-Шипман», осуществляется в нормальных метрологических условиях.

§35. САМОНАСТРАИВАЮЩИЕСЯ СИСТЕМЫ С АВТОМАТИЧЕСКОЙ

КО М П Е Н С А Ц И Е Й ТЕМПЕРАТУРНЫХ ПОГРЕШНОСТЕЙ

За последние годы все большее внимание работников промыш­ ленности уделяется вопросу температурных погрешностей измере­ ния изделий. Повышенная точность изготовления, большие размеры деталей, внедрение контроля в процессе обработки — все это в зна-

278


чительной степени увеличило удельный вес погрешностей, вызы­ ваемых нарушением температурного режима измерений, среди комплекса погрешностей, характеризующего точность измерения размерных параметров деталей.

Если рассмотреть, например, совместно допуск на изготовление колец подшипников классов А, С и CA и расчетную величину тем­ пературного расширения колец, вычисленную по известному соот­ ношению

 

 

 

 

А/ = 10а • At,

 

 

 

где

Al — температурное

расширение;

 

 

 

 

 

/о — номинальный размер при 20° С;

 

 

 

 

а — коэффициент

линейного

расширения

(можно

принять

 

11,5-10-«);

 

 

 

 

 

 

 

 

А^ — отклонение

от нормальной

(20° С) температуры,

то

при

А^ =

5° С для

колец

диаметром от

100

мм и выше температурная

погрешность

составляет

половину поля

допуска

и для колец

диа­

метром более 400 мм достигает двух третей допуска. При

=

10° С

температурная погрешность перекрывает поле допуска уже с раз­ мера колец 100 мм.

В процессе обработки изменение внешних

условий

(темпера­

туры охлаждающей

жидкости

и воздуха, режущей

способности

круга, припуска на

обработку

и т. п.) вызывает

различный нагрев

обрабатываемой детали, в результате чего после ее остывания поле рассеивания размеров увеличивается по сравнению с полем рас­ сеивания размеров деталей непосредственно после обработки. Ве­ личина случайных температурных деформаций может быть весьма существенна и достигать 40—60% общей случайной погрешности обработки.

При обработке деталей с управляющим контролем погрешности от температурных деформаций станка и инструмента практически исключаются; температура охлаждающей жидкости при централи­ зованной системе охлаждения меняется незначительно (1—2° С в смену), а при индивидуальной системе может быть легко стабили­ зирована в пределах 1°С. Температурные деформации управляю­ щего прибора также практически исключаются, во-первых, за счет постоянной температуры охлаждающей жидкости, омывающей прибор, и, во-вторых, за счет изготовления деталей прибора, темпе­ ратурная деформация которых не влияет на его показания, из ма­ териала с малым коэффициентом линейного расширения, например, из инвара.

Таким образом, для компенсации температурной погрешности при обработке необходимо знать температурную деформацию де­ тали, которая зависит от температуры окружающего воздуха (на­ чальная температура детали), температуры охлаждающей жидко­ сти, режимов обработки, припуска на обработку и свойств мате­ риала обрабатываемой детали.

279


ОКБ МСиИП предложена схема и разработаны конструкции устройств для компенсации в процессе обработки как случайных, так и систематических температурных погрешностей. Но во многих случаях достаточно учитывать усредненную температурную дефор­ мацию обрабатываемых деталей, полученную опытным или расчет­ ным путем.

Для получения величины средней температурной деформации опытным путем необходимо произвести обработку партии деталей 50—100 шт. и найти разницу между средним размером партии, по­ лученным при измерении деталей сразу после обработки, и средним размером, полученным при измерении деталей после выдержки от 2—3 ч до суток в зависимости от массы детали. Зная температуру окружающего воздуха, можно вычислить поправку на размер обра­

батываемых деталей,

приведенную к нормальной температу­

ре (20° С).

 

 

Такой метод неудобен главным образом потому, что полученная

величина усредненной температурной деформации отвечает

только

условиям шлифования

в данный момент и при их изменении тре­

буется повторение описанной выше довольно трудоемкой

работы.

Кроме того, такой метод не выявляет сущность самого технологиче­

ского процесса и его отдельных факторов,

влияющих

 

на

темпера­

турную деформацию обрабатываемых

деталей.

 

 

 

 

 

 

 

Предложенный в ОКБ МСиИП метод компенсации температур­

ных погрешностей предусматривает

измерение

 

непосредственно

в процессе обработки температурных деформаций

необрабатывае­

мого параметра детали и в зависимости от величины этих

 

дефор­

 

 

 

маций смещение настройки

управляю­

 

 

 

щего прибора.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Принципиальная

схема

принятого

 

 

 

способа показана на рис. 116.

Обра­

 

 

 

батываемый

наружный

диаметр

коль­

 

 

 

ца 1 контролируется в процессе обра­

 

 

 

ботки

обычным

управляющим

 

прибо­

 

 

 

ром 3,

сигналы

которого

поступают в

 

 

 

блок управления

4. Внутренний

 

необ­

 

 

 

рабатываемый

диаметр кольца,

размер

 

 

 

которого

может

изменяться

 

только

 

 

 

в связи с температурными

деформаци­

 

 

 

ями, контролируется

прибором

2, сиг­

 

 

 

налы которого также поступают в блок

 

 

 

управления

4

и

складываются

или

Рис. 116. Схема

способа

ком-

вычитаются

(в зависимости от того, на­

пенсации температурных

по­

гревается

или

охлаждается

деталь в

грешностей

 

процессе

обработки)

с сигналами

уп­

 

 

 

равляющего

прибора

 

3,

Результирую­

щий сигнал выдается на исполнительный механизм станка 5.

 

Аналогично

может

быть

представлена

схема

 

контроля

валов

с измерением

температурной деформации

сечения,

находящегося

280