Принципы построения приборов используемых в средствах активного контроля

Средства активного контроля выполняют всю совокупность операции, необходимых для сравнения действительного размера обрабатываемой детали с заданным размером и в зависимости от результатов этого сравнения управляют технологическим процессом.

Независимо от технологического оборудования средства активного контроля в общем виде строят по единой принципиальной схеме, состоящей из отдельных узлов, предназначенных для выполнения определенных задач.

Измерительная оснастка включает в себя необходимые щуповые механизмы в виде скоб, призм, рычажных устройств и т. д., подвижные элементы которых воспринимают изменения контролируемого размера и преобразуют их в удобные для дальнейших измерений перемещения одного или нескольких своих звеньев. Эти преобразования обычно выполняются без усиления, а в некоторых случаях даже с понижением чувствительности. К измерительной оснастке относятся также механизмы отвода и подвода щуповых устройств на позицию контроля, а также механизмы связи этих устройств со станком. Основная задача этих механизмов — максимально снизить влияние на результаты контроля случайных перемещений контролируемой детали относительно узлов станка, вызванных силами резания, трения и тепловыми явлениями.

Для получения информации о состоянии контролируемого параметрам виде показаний на шкале перемещения звеньев измерительной оснастки преобразуются в перемещения указателя шкалы, проградуированной в принятых единицах измерения.

Измерительную информацию в виде аналогового сигнала преобразовывают в дискретный электрический сигнал-команду. При достижении контролируемого размера определенной величины с помощью сигналов-команд осуществляют автоматическое управление технологическим процессом.

В некоторых случаях для повышения точности и надежности дискретный сигнал получают без изменения вида измерительной информации, например в пневматических приборах, где измерительной информацией является давление сжатого воздуха. С помощью специальных устройств измерительную информацию преобразовывают в дискретный сигнал в виде скачка давления, и только затем этот сигнал преобразовывают в электрический дискретный сигнал-команду. Задачу дискретного сигнала-команды выполняет командное устрой

Команды прибора на станках выполняют путем коммутации мощных электрических цепей станка, приводящих в действие его исполнительные органы, поэтому электрический сигнал-команду прибора усиливают, а коммутацию внешних выходных электрических цепей осуществляют с помощью электромагнитных реле. Все это вместе образует блок усилителя командных сигналов. Для информации об исполнении команды служит блок сигнализации.

Средство активного контроля должно иметь источник, а в некоторых случаях два источника питания (пневматические приборы). Для поддержания заданных параметров применяют специальные блоки питания.

Рассмотренная схема построения средств активного контроля решает всю совокупность поставленных задач. Однако в некоторых случаях (например, в мелкосерийном производстве, где технологическое оборудование не приспособлено для восприятия команд и их реализации) не требуется выполнения всех задач; средство контроля упрощают за счет исключения отдельных узлов. Построение средств активного контроля из отдельных самостоятельных узлов экономически выгодно н удобно.

В качестве измерительных приборов, широко используемых в средствах активного контроля, применяют механические, электроконтактные, пневматические, индуктивные и другие приборы. Выбор того или иного прибора зависит от задач, решаемых средством активного контроля, а также от технологического оборудования для обработки детали.

Измерительный механический прибор предназначен только для выдачи информации о состоянии размера обрабатываемой детали в виде показаний по шкале. Механический шкальный прибор жестко связан с измерительной оснасткой. Управление технологическим процессом осуществляется вручную по результатам показаний прибора.

5

Измерительное средство с электроконтактным прибором применяют для контроля деталей не выше 2-го класса точности. Из-за отсутствия шкалы в приборе измерительное средство дополнено механическим шкальным прибором. Выпускают также механические шкальные приборы, включающие в себя электроконтактный двухкомандный преобразователь.

Усилитель командных сигналов, блок питания, блок сигнализации выпускают как в виде отдельных блоков, так и в едином корпусе, объединяющем эти три блока. Электроконтактные приборы конструктивно просты и построены из отдельных блоков, серийно выпускаемых промышленностью.

Недостатками измерительного средства с электроконтактным прибором являются громоздкость и относительная сложность конструкции измерительной оснастки, чувствительность к вибрациям, поэтому возникает необходимость постановки демпфирующих устройств. Кроме того, непосредственная связь преобразователя с измерительной оснасткой, которая может находиться н зоне обработки, требует надежной герметизации преобразователя.

Измерительное средство с пневматическим прибором обладает высокой точностью (обеспечивает контроль деталей с допусками 1-го класса точности), позволяет вести бесконтактные измерения и, что особенно важно, может быть построено из нормализованных блоков серийного производства. Это измерительное средство включает в себя командное устройство в виде электроконтактного преобразователя, поэтому усилители командных сигналов, блоки питания и блоки сигнализации применяют те же, что и для электроконтактиого измерительного средства.

Блок питания сжатым воздухом состоит из стабилизатора давления и фильтра для очистки воздуха, которые выпускают как в виде отдельных узлов, так и в виде объединенного блока.

Имеются пневматические приборы, включающие в себя все необходимые блоки для построения полной схемы средства активного контроля.

Пневматические приборы позволяют создавать наиболее простую и малогабаритную измерительную оснастку, что важно при контроле в относительно труднодоступных местах. Это объясняется тем, что с измерительной оснасткой связывается лишь выходное сопло прибора. Кроме того, эти приборы не чувствительны к вибрациям и не требуют специальной герметизации. К недостаткам следует отнести необходимость особого наблюдения в процессе эксплуатации за всеми устройствами, обеспечивающими подготовку сжатого воздуха.

Измерительное средство с индуктивным преобразователем обладает высокой точностью, мало чувствительно к вибрациям, габаритные размеры измерительной оснастки значительно меньше размеров оснастки с электроконтактными преобразователями. Индуктивный прибор выпускают в виде единого узла, который включает все необходимые, рассмотренные выше функциональные блоки. Данное средство требует высококвалифицированного обслуживания.