Принципиальные схемы

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

Независимо от технологического оборудования средства активного контроля в общем, виде (рис. 3.1.) строятся по единой принципиальной схеме, состоящей из отдельных узлов, предназначенных для выполнения определенных задач.

Прежде всего, это измерительная оснастка 1, которая включает необходимые щуповые механизмы в виде скоб, призм, рычажных устройств и др., подвижные элементы которых воспринимают изменения контролируемого размера и преобразуют их в удобные для дальнейших измерений перемещения одного или нескольких своих звеньев. Причем эти преобразования обычно выполняются без всяких усилений, 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. Причем 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 целей получения информации о состоянии контролируемого параметра в виде показаний по шкале малые перемещения звеньев измерительной оснастки преобразуются в значительные перемещения указателя относительно шкалы, проградуированной в принятых единицах измерения. Эту функцию выполняет измерительный прибор 2.

Автоматическое управление технологическим процессом осуществляется с помощью дискретных сигналов-команд, выдаваемых средством контроля при достижении контролируемым размером определенной заданной величины.

Для этой цели обычно измерительный сигнал преобразовывают в сигнал электрический, так как электрическая энергия является наиболее универсальной и удобной для управления исполнительными органами технологического оборудования. Эту задачу выполняет командное устройство — преобразователь 3 измерительного сигнала в дискретный электрический сигнал.

Реализация команды прибора на станках обычно осуществляется путем коммутации достаточно мощных электрических цепей станка, которые приводят в действие его исполнительные органы. Поэтому электрический сигнал-команду прибора усиливают специальным усилителем, а коммутация внешних выходных электрических цепей осуществляется обычно с помощью электромагнитных реле. Все это вместе образует блок усилителя командных сигналов 4. Для информации о том, что команда произошла, применяют так называемый блок сигнализации 5.

И, наконец, средство активного контроля должно иметь источник, а в некоторых случаях два источника питания (пневматические приборы). Для поддержания необходимых параметров применяют специальные блоки питания 6.

Рассмотренная полная принципиальная схема построения средств активного контроля решает всю совокупность поставленных задач. Однако в некоторых случаях (например, в мелкосерийном производстве технологическое оборудование не приспособлено для восприятия команд и их реализации) не требуется выполнения всех задач. Тогда средство контроля упрощают за счет исключения отдельных узлов.

Поэтому экономически выгодным, универсальным и удобным принципом построения средств активного контроля является построение их из отдельных самостоятельных узлов.

В качестве измерительных приборов, которые широко используются в средствах активного контроля, применяют механические, электроконтактные, пневматические, индуктивные и радиоизотопные приборы.

Выбор того или иного прибора зависит от задач, которые должно решать средство активного контроля, а также от технологического оборудования, на котором будет обрабатываться деталь.

Измерительное средство с механическим прибором (рис. 3.2.) предназначено только для выдачи информации о состоянии размера обрабатываемой детали в виде показаний по шкале. Механический шкальный прибор 2 жестко связан с измерительной оснасткой. Управление технологическим процессом осуществляется вручную по результатам показаний прибора.

Измерительное средство с электро-контактным преобразователем — датчиком (рис. 3.3.) применяют для контроля деталей не выше 2-го класса точности.

Из-за отсутствия шкалы в датчиках измерительное средство дополняется механическим шкальным прибором. Выпускаются также механические шкальные приборы, которые включают в себя и датчик на получение двух команд.

Усилители командных сигналов_, блоки питания, блоки сигнализации выпускаются как в виде отдельных блоков, так и в едином корпусе, объединяющем эти три блока. Причем выпускается целый ряд усилителей командных сигналов, которые отличаются быстродействием, количеством коммутируемых внешних электрических цепей и воспринимаемых команд.

Недостатками этого измерительного средства являются: громоздкость и относительная сложность конструкции измерительной оснастки; датчики крайне чувствительны к вибрациям и требуют постановки демпфирующих устройств. Кроме того, жесткая связь датчика с измерительной оснасткой, которая может находиться в зоне обработки, требует надежной герметизации его.

Измерительное средство с пневматическим прибором (рис. 3.4.) обладает высокой точностью (обеспечивает контроль деталей с допусками меньше допусков 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 и командное устройство в виде электроконтактного преобразователя. Поэтому усилители командных сигналов, блоки питания и блоки сигнализации применяются те же, что и для измерительного средства по приведенной на рис. 3.3 схеме.

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

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

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 (датчиком) (рис 3.5.) выпускается в виде единого прибора узкого назначения, схема которого включает все необходимые, рассмотренные в вышеприведенных схемах блоки. Оно обладает высокой точностью, менее чувствительно к вибрациям; габаритные размеры измерительной оснастки с индуктивным преобразователем значительно меньше, чем с электроконтактными.

Измерительное средство с радиоактивным прибором (рис. 3.6.) устойчиво работает в тяжелых условиях (запыленность, влажность, ысокие температуры, агрессивная среда, вибрации) и широко используется для активного контроля на прокатном, литейном, кузнечнопрессовом оборудовании.

Для построения средств, предназначенных для выполнения блокировочных функций (определения наличия детали, счета деталей, проходящих по конвейеру, блокировки прессов при подаче сразу двух заготовок вместо одной и др.), промышленностью серийно выпускаются все необходимые универсальные элементы — блоки. В этих средствах обычно отсутствует шкала, но имеется световая сигнализация о состоянии командного устройства.

С использованием этих блоков могут быть построены также средства для контроля уровня жидкости, твердых или сыпучих материалов в закрытых емкостях.

Для активного контроля проката выпускаются универсальные толщиномеры, имеющие показывающее устройство и обеспечивающие достаточно высокую точность контроля.