Технические измерения и приборы

,

где ω_max – наибольшая частота изменения измеряемого параметра; T=Т₁ – постоянная времени измерительного узла.

     Активные  системы автоматического  контроля (САК)

     Активные  САК осуществляют управление и регулирование  производственного процесса, освобождая оператора от выполнения этих функций  и обеспечивая заданную точность обработки.

     Активные  САК могут осуществлять контроль измеряемой величины до начала технологического процесса (контроль припуска), в течение технологического процесса, после окончания технологического процесса (подналадка и разбраковка). Активные САК встроены в технологическое оборудование, благодаря чему поддерживают на заданном уровне основные показатели выпускаемой продукции. В противоположность пассивным САК, результаты активной САК непосредственно воздействуют на технологический процесс, способствуя предотвращению выпуска некондиционной продукции и существенно повышая производительность.

     В зависимости от вида выполняемой функции и способа воздействия на исполнительные органы технологического оборудования активные САК подразделяются на автоблокировщики, автоостановы, автоподналадчики и устройства управляющего контроля (автотолераторы). Схема автоблокировщика показана на рисунке 2.11. 

Рис. 2.11. Схема автоблокировщика 

     Обрабатываемые  изделия с помощью устройства транспортировки подаются на измерительное  устройство и далее на исполнительное устройство, которое управляется  вычислительным устройством в зависимости от результата измерения.

     Автоблокировщик предотвращает попадание в зону обработки технологического оборудования изделий, свойства которых не соответствуют  норме, путем их исключения из общего потока. В качестве контролируемых свойств могут быть отклонения параметров, форма, конфигурация или расположения заготовок или частей оборудования и др.

     Автоблокировщики, осуществляя контроль до технологического процесса, не компенсируют, например, погрешность  обработки и не повышают ее точности. Однако они обладают известной профилактичностью, поскольку способствуют выпуску годных изделий или предотвращают выход из строя оборудования.

     Автоблокировщики  используются на автоматических линиях для контроля до процесса обработки, а именно величины припуска или расположения деталей, предотвращая поломку режущего инструмента, базирующего механизма или регулирующие параметры, определяющие режим обработки.

     Измерительное устройство автоблокировщика для контроля глубины нескольких отверстий перед  операцией нарезания резьбы на автоматической линии показано на рисунке 2.12.

Рис. 2.12. Измерительное  устройство для контроля отверстия 

     Измерительное устройство установлено перед многошпиндельным резьбонарезным станком и осуществляет контроль отверстий в деталях, просверленных на агрегатном многошпиндельном сверлильном станке. На скалках 3 при помощи планок 4 закреплены штифты 5, длина и количество которых соответствует глубине и количеству просверленных отверстий.

     Все штифты одновременно вводятся в отверстие  с помощью гидроцилиндра 1, который перемещает корпус 7 до его соприкосновения с упором 6. Если хотя бы одно отверстие не отвечает требованиям (не просверлено до конца или если в нем остались поломанное сверло или стружка), то соответствующий отверстию штифт не войдет полностью в это отверстие и скалка 3 останавливается. При этом один из датчиков 2 формирует сигнал, по которому деталь бракуется и выводится из общего потока, предупреждая аварийную ситуацию.

     Автоостановы  выполняют по схеме, показанной на рисунке 2.11. Они устанавливаются после технического оборудования и служат для контроля детали после обработки, сигнализируя о поломке режущего инструмента или выходе параметра качества уже готовых изделий за установленные пределы. Автоостановы прекращают технологический процесс до устранения причин его нарушения. Основная область применения – многофункциональные станки и автоматические линии, когда требуемое значение обрабатываемого параметра обеспечивается автоматически.

     Автоподналадчики, в отличие от автоостановов, автоматически изменяют настройку технологического оборудования при отклонении контролируемого параметра качества изделий от нормы. Схема автоподналадчика показана на рисунке 2.13. 

 

Рис. 2.13. Схема автоподналадчика для бесцентровошлифовального станка 

     Обрабатываемая деталь базируется на ноже между ведущим и шлифующим кругами. Настройка станка на заданный диаметр d обработки производится путем перемещения бабки ведущего круга 2 относительно бабки шлифующего круга 1 на расстояние L. С позиции обработки деталь транспортируется на измерительную позицию, где датчик 3 формирует сигнал, соответствующий фактическому диаметру детали.

Сигнал  с датчика обрабатывается в вычислительном устройстве 4 и в зависимости от результата измерения через преобразователь 5 воздействует на исполнительное устройство 6, которое через органы наладки станка перемещает бабку ведущего круга 2 при недопустимом отклонении диаметра d, т.е. осуществляет подналадку.

     Необходимость подналадки возникает после изготовления значительного числа деталей  и поясняется на рисунке 2.14. В ходе обработки происходит износ кругов и разогрев станины станка, поэтому увеличивается размер L. 

 

Рис. 2.14. Диаграмма изменения размеров при  бесцентровом шлифовании 

     Диаграмма изменения размера d во времени в этом случае будет представлять собой совокупность случайного рассеивания размеров деталей, вызванного случайной составляющей погрешности обработки, и систематического функционального изменения размера под действием систематических факторов (износ кругов, разогрев станка и пр.). Через время T после начала обработки обрабатываемый размер приблизится к верхней границе поля допуска и последующие детали будут бракованными. Чтобы не произошло появления брака через время T, необходимо восстановить первоначальный уровень настройки станка путем сближения кругов на величину A.

     Контроль  осуществляется рядом со станком  вне зоны обработки в нормальных условиях с высокой точностью. Подналадчик  может компенсировать систематическую  составляющую изменения диаметра. Для  функционирования автоподналадчиков нужны дополнительные средства ориентации, базирования, крепления и транспортировки изделия. Точность технологического процесса с автоматической подналадкой и помехозащищенность системы зависят от алгоритма настройки.

     Устройство  управляющего контроля (автотолератор) автоматически изменяет течение технологического процесса при достижении контролируемым параметром качества предписанного значения. Автотолератор по своему функциональному назначению осуществляет контроль в течение технологического процесса и управляет его ходом, компенсируя влияние не только систематически изменяющихся факторов (изнашивание режущего инструмента, силовые и температурные деформации деталей станка и пр.) но и факторы, которые могут быть отнесены в разряд случайных (нестабильность отжима режущего инструмента и др.)

     Автотолераторы, как правило, конструктивно проще  автоподналадчиков, поскольку для  их функционирования не нужны дополнительные средства ориентации, базирования, крепления  и транспортировки изделия. Поэтому автотолераторы нашли широкое распространение в промышленности, в особенности для высокоточных операций.

     К недостаткам, присущим автотолераторам, следует отнести сложность введения чувствительных элементов в зону обработки или сборки, влияние  на результаты контроля факторов, сопровождающих технологический процесс (наличие стружки, отличие температуры детали от нормальной, искажение контролируемых параметров под действием элементов загрязнения изделия и др.). Схема автотолератора, встроенного в технологическое оборудование, показано на рисунке 2.15. 

Рис. 2.15. Схема автотолератора для контроля размеров в процессе обработки 

     Изменяющийся  размер детали 1 контролируется датчиком 2, закрепленным на подвеске 3. Ввод подвески 3 с датчиком 2, снабженный измерительной скобой 4, в зону обработки осуществляется механизмом 5.

     Сигнал  с датчика 2 поступает в усилитель-преобразователь 6, затем в микроконтроллер 7 , где  осуществляется процесс обработки  цифровой информации от датчика 2. На основании  результатов обработки принятых сигналов микроконтроллер осуществляет управление через устройства вывода 8 и усилитель-преобразователь 9 исполнительным механизмом 10. При поступлении команды на прекращение процесса обработки исполнительный механизм 10 отводит шлифовальную бабку 11 от детали 1. Для введения и отображения оперативной информации используется блок связи с оператором 12.

     Область применения автотолераторов ограничена загруженностью рабочей зоны станка и влиянием посторонних помех  в виде стружки, смазочно-охлаждающей  жидкости, вибрации и т.п. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     Список  использованной литературы 

     Глухов, Владимир Иванович - Повышение точности измерений в машиностроении

     Зайцев  С. А., Куранов А. Д - измерения в машиностроении

     Е. К. Шевцов, М . П. Ревун - Михаил Павлович Ревун 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

                             КЫРГЫЗСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ

                                                УНИВЕРСИТЕТ им. И. Раззакова

  
 

Кафедра «________________________________» 
 
 
 
 

            
 
 
 
 

                  На тему: Измерения в машиностроении 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

                                                                Проверил:     ________________________

                      

                                                                Выполнил:   ________________________ 

                      
 
 
 
 
 
 
 
 

 

                                                                БИШКЕК-2011