Прибор бв4197 с адаптивной системой выдачи команд

Прибор активного контроля БВ-4197 предназначен для контроля отверстий деталей, обрабатываемых на внутришлифовальном полуавтомате мод. 6С233. Измерения производят в одном сечении на расстоянии б—20 мм от торца обрабатываемой детали. Прибор в процессе обработки выдает четыре команды: включение режима чернового шлифования; вывод круга на правку; включение чистового выхаживания; прекращение обработки и отвод круга от детали.

В комплект входят герметизированная двухконтактная измерительная скоба с индуктивным преобразователем, пневматический блок арретирования и модернизированный отсчетно-командный прибор мод. БВ-6119.

Измерительное устройство включает в себя два рычага, размещенных во внутренней полости скобы и подвешенных на крестообразных шарнирах. На этих же шарнирах с внешней стороны скобы устанавливают с помощью зажимов измерительные рычаги с алмазными наконечниками, контактирующими с контролируемой поверхностью детали. На верхнем внутреннем рычаге размещен дифференциальный индуктивный преобразователь (сопротивление одной катушки в процессе измерений не изменяется), сигнал с которого пропорционален величине зазора между торцом преобразователя и ферритовой пластиной-якорем и поступает в отсчетно-командное устройство. Пружины создают усилие прижима наконечников к контролируемой поверхности детали. В скобу вмонтирован мембранный механизм арретирования, управляемый пневматическим блоком арретирования.

Пневматический блок служит для подготовки и управления потоком воздуха. Он состоит из фильтра-влагоотделителя (мод. В-4133М), регулятора давления с манометром, двух реле давления и, электропневматического клапана.

Клапан работает от схемы управления станка. Реле давления прекращает цикл обработки при падении давления воздуха ниже заданного значения. Реле давления блокирует механизм поворота скобы и не позволяет осуществить вывод (ввод) скобы из контролируемого отверстия до тех пор, пока давление воздуха в механизме арретирования не достигнет заданного значения, т. е. пока наконечники скобы не будут сведены. Схема включения клапана построена таким образом, что если его катушки обесточены, воздух проходит в механизм арретирования, и наконечники сведены.

Все механизмы скобы смонтированы на плите, имеющей резьбовые отверстия для крепления к подводящему механизму. Для уменьшения влияния температурных деформаций на результаты измерений плита изготовлена из сплава с малым коэффициентом линейного расширения.

На плите закреплено основание, к которому на крестообразных плоских пружинах подвешены рычаги, связанные через оси и винты с наружными рычагами. Последние несут измерительные наконечники с алмазными вставками. На рычаге закреплены катушки и магнитопровод индуктивного преобразователя. Для установки начального зазора между магнитопроводом катушки и якорем индуктивного преобразователя на рычаге размещен регулировочный винт-шестерня, находящийся в зацеплении с червяком, на валу которого выполнен специальный шестигранник для ключа настройки. В винт-шестерню вмонтирована ферритовая пластина, служащая якорем индуктивного преобразователя. Измерительное усилие на каждом рычаге создается пружинами.

Арретирование наконечников производится при подаче сжатого воздуха в полость мембранной коробки через штуцер. Изготовленные из специальной прорезиненной ткани мембраны связаны с толкателями, которые через упорные винты перемещают рычаги. Величина арретирования устанавливается при регулировке винтов, которые фиксируются в рычагах в настроенном положении с помощью стопорных винтов. В исходное положение мембраны возвращаются под действием пружин.

Механизм скобы закрыт алюминиевым кожухом, в месте контакта кожуха с плитой установлено резиновое уплотнение. Выход осей из корпуса герметизирован резиновыми манжетами. Отверстие в кожухе для ключа настройки закрыто крышкой с резиновым уплотнением. В полости скобы предусмотрено дренажное отверстие, выведенное через штуцер. Все электрические выводы герметизированы. Катушки преобразователя и места пайки кабеля к выводам катушки залиты слоем эпоксидной смолы, что исключает выход из строя преобразователя при разгерметизации скобы.

В качестве отсчетно-командного прибора используют модернизированный вариант серийно выпускаемого заводом ЧИЗ электронного блока БВ-6119.

Модернизация блока проведена с целью введения адаптивной системы выдачи команд и осуществлена путем встройки дополнительного модуля коррекции, имеющего отрицательную обратную связь и дифференцирующую цепь на входе, которая вырабатывает сигнал, пропорциональный скорости изменения контролируемого размера.

На задней панели блока расположены тумблер включения адаптивной системы выдачи команд; переключатель включения режима следящей подачи; потенциометр установки статического уровня срабатывания адаптивной команды; потенциометр установки необходимого значения коэффициента усиления по скорости. На заднюю панель также выведены клеммы выдачи во внешнюю цепь электрических аналоговых сигналов, пропорциональных текущему размеру детали и скорости съема припуска. Подключив эти сигналы на вход регистрирующего устройства (осциллограф или самописец), можно наблюдать за характером изменения указанных параметров в процессе обработки и вносить соответствующие поправки и корректировку в настройку станка и построение цикла шлифования.

При подготовке прибора БВ-4197 к первоначальной установке на станок необходимо произвести проверку подводящего механизма. Поворот подводящего механизма должен осуществляться плавно, без рывков и ударов. Непостоянство положения измерительной скобы позиции измерения не должно превышать 0,05 мм. Скоба должна устанавливаться таким образом, чтобы ее измерительные наконечники находились в диаметральной плоскости контролируемой детали, а ширина следа от измерительных наконечников не должна превышать 0,5 мм.

По схеме соединений подключают электрические цепи прибора к схеме управления станка. Каждой команде соответствуют замыкающие контакты, выведенные на разъем через замыкающие блокировочные контакты реле времени.

Для настройки скобы на заданный размер в башмаки станка устанавливают деталь-образец, размер которой должен соответствовать середине поля допуска. Ослабив винты, устанавливают рычаги 8 на размер, несколько меньший размера образца.

Кулачок устанавливают в положение «настройка», упоры измерительных рычагов опираются на цилиндрическую часть кулачка. Поворотом переключателя, расположенного на пульте управления станка, включают золотник, подводящее устройство поворачивается и вводит скобу на позицию измерения. Вращая потенциометр смещения нуля, устанавливают стрелку прибора на нуль. Поворотом измерительных рычагов вводят измерительные наконечники в контакт с контролируемой поверхностью детали и винтами их фиксируют.

Кулачок устанавливают в положение «Измерение», опорные винты выходят из контакта с цилиндрической частью и располагаются против лысок кулачка, измерительные наконечники находятся в контакте с деталью.

Если смещение стрелки прибора после поворота кулачка не превышает 20 мкм, то стрелку выводят на нуль потенциометром смещения нуля. Если смещение превышает —20 мкм, открывают крышку и настроечным винтом регулируют положение якоря относительно преобразователя, наблюдая за стрелкой прибора, которую необходимо установить в диапазоне ± 10 делений относительно нуля шкалы. Точную установку на нулевое деление осуществляют потенциометром смещения нуля.

Включают подачу СОЖ и вращение детали. Арретируют наконечники скобы 10—15 раз (тумблер арретирования находится на пульте управления станка), при этом смещение показаний не должно превышать 0,001 мм. Настройкой соответствующих потенциометров выставляют уровни срабатывания окончательной и предварительных команд. После обработки нескольких деталей потенциометром смещения нуля при необходимости производят поднастройку прибора.

Загрузив детали, оператор нажимает на кнопку «Пуск». Начинается автоматический цикл работы станка. Подводящее устройство поворачивается, наконечники скобы входят в контролируемую деталь, срабатывает путевой выключатель станка, и пиноль шлифовальной бабки перемещается из исходного в рабочее положение, при достижении которого включается механизм подачи. В режиме начальной форсированной подачи круг врезается в деталь, при наборе определенной мощности шлифования срабатывает реле максимального тока, происходит переключение на черновую подачу. При достижении шлифовальной бабкой настроенного ранее положения срабатывает следующий путевой выключатель станка, подается напряжение на электропневматический клапан, последний срабатывает и прерывает подачу воздуха в механизм арретирования, наконечники входят в контакт с поверхностью детали.

Сигнал, снимаемый с индуктивного преобразователя, пропорционален величине зазора между его магнитопроводом и якорем и определяется размером контролируемой детали.

Срабатывание первой предварительной команды выключения черновой подачи и начала этапа чернового выхаживания происходит при достижении заданного для черновой обработки размера детали. Во время выхаживания снимаются натяги в системе СПИД, уменьшаются дефекты формы обрабатываемой поверхности. После срабатывания второй предварительной команды шлифовальная бабка отводится от изделия и осуществляется правка круга. При правке снимается поверхностный, деформированный за период чернового шлифования слой материала круга, восстанавливаются его режущие свойства и прямолинейность образующей.

После правки начинается чистовой этап шлифования. При достижении заданного под чистовое шлифование размера срабатывает третья предварительная команда, по которой прекращается чистовая подача, и начинается выхаживание. Выхаживание продолжается до момента выдачи окончательной четвертой команды.

По команде на прекращение обработки производится быстрый отвод круга от детали, и пиноль возвращается в исходное положение. В момент отвода путевой выключатель срабатывает, по его команде снимается напряжение с электропневматического клапана, и воздух подается в мембранный механизм арретирования. Происходит арретирование наконечников. Когда давление в линии связи между клапаном и механизмом арретирования достигает заданного значения, срабатывает реле давления и выдает команду на вывод измерительного устройства из отверстия обработанной детали. Подводящее устройство развернется и освободит зону разгрузки-загрузки детали. После смены детали цикл обработки повторяется.

Работа с самоприспосабливающейся (адаптивной) системой выдачи команд станку. Повышенные требования к размерной точности и качеству обработанной поверхности на заключительном этапе шлифования выполняют с применением самоприспосабливающейся системы выдачи команд. Окончание обработки с заданной конечной скоростью съема припуска обеспечивается независимо от таких переменных факторов, как величина припуска на обработку, величина подачи, режущие свойства круга. При использовании самоприспосабливающегося устройства срабатывание команды на включение заключительного этапа шлифования (режим выхаживания) определяется текущей скоростью съема припуска. Чем больше величина скорости съема, тем больше припуск, оставляемый на заключительный этап шлифования. Графики дают представление о работе системы. На этапе выхаживания между скоростью съема припуска и величиной припуска на выхаживание существует линейная зависимость.

Обрабатываемая деталь контролируется измерительной скобой, чувствительным элементом которой является индуктивный преобразователь. Снимаемый с преобразователя сигнал преобразуется и усиливается в блоке. С выхода усилителя поступает электрический сигнал, пропорциональный величине текущего припуска на обработку, подается на показывающее устройство и на вход формирователя команды. Срабатывание формирователя происходит при сравнений сигнала, поступающего с выхода датчика уровня срабатывания команды. Величина сигнала устанавливается при настройке и пропорциональна величине припуска.

Описанная система обеспечивает замкнутую обратную связь по скорости съема припуска на заключительном этапе шлифования — используется режим «следящей» подачи. Если после включения выхаживания скорость съема упадет ниже значения, заданного прямой, то наступит состояние, описываемое. Формирователь вернется в исходное состояние, включится механизм подачи. Скорость съема припуска нарастает до тех пор, пока не будет достигнут уровень, показанный прямой, т. е. пока не наступит состояние, описываемое. После этого произойдет повторное выключение подачи.

Как видно из функциональной схемы, отсчетно-командное устройство может работать в двух режимах. Устанавливая переключатель в верхнее положение, к формирователю команды подключают блоки. Установлен адаптивный режим работы, при котором уровень срабатывания команды определяется величиной текущей скорости съема припуска.

Устанавливая переключатель в нижнее положение, отключают систему формирования сигнала по скорости и подключают задатчик уровня срабатывания. Работа формирователя осуществляется в обычном режиме. Команды выдаются при достижении уровня настройки, соответствующего величине установки. В схеме прибора предусмотрен выход для подключения осциллографа или самописца.

Настройка адаптивной системы выдачи команд осуществляется следующим образом.

Переключением тумблера включается цепь формирования сигнала по скорости. Регулируя потенциометр, уменьшают коэффициент усиления до минимального значения. Потенциометром совмещают уровень срабатывания адаптивной команды в статике с уровнем срабатывания окончательной команды. Проверку правильности установки осуществляют потенциометром смещения нуля. Стрелку устанавливают по шкале прибора на одно деление больше уровня срабатывания самоприспособляющейся команды в статике, а сигнальная лампа, фиксирующая срабатывание команды, должна находиться во включенном состоянии. При установке стрелки на одно деление ниже уровня срабатывания команды сигнальная лампа должна находиться в выключенном состоянии.

Регулируя потенциометр, устанавливают необходимое значение коэффициента усиления. Правильная установка коэффициента усиления на этапе выхаживания обычно соответствует одному-двум кратковременным включениям механизма подачи. Обработка должна закончиться при минимальной конечной скорости. Если величина коэффициента усиления значительно больше постоянной резания, то этап выхаживания затянут во времени и происходит с многократным включением-выключением механизма подачи. При малой величине коэффициента усиления выхаживание осуществляется без дополнительных включений, и обработка закончится на большой конечной скорости.

Когда необходимое значение коэффициента усиления сигнала по скорости подобрано, производят корректировку статического уровня срабатывания с тем, чтобы в момент выдачи окончательной команды «Размер» скорость съема припуска была бы заданной.