Aktívna kontrola rozmerov pri spracovaní dielov obrábacích strojov

Aktívne riadenie je riadenie, ktoré riadi proces obrábania v závislosti od rozmerov dielu. Aktívnou kontrolou rozmerov môžete signalizovať prechod z hrubovania na dokončovanie, odtiahnutie nástroja na konci obrábania, výmenu nástroja atď. Ovládanie je zvyčajne automatické. Pri aktívnom riadení sa zvyšuje presnosť obrábania a zvyšuje sa produktivita práce.

Aktívne riadenie sa často používa na riadenie procesov brúsenia (obr. 1), kde sa vyžaduje vysoká presnosť obrábania a rozmerová odolnosť brúsneho nástroja je nízka. Mechanizmus sondy 1 meria časť D a výsledok odovzdá meraciemu zariadeniu 2. Potom sa merací signál prenesie do prevodníka 3, ktorý ho premení na elektrický a cez zosilňovač 4 ho odovzdá výkonnému orgánu stroja 6. súčasne je elektrický signál privádzaný do signalizačného zariadenia 5. Napájanie prvkov 2, 3, 4, potrebné formy energie je realizované blokom 7.V závislosti od potreby môžu byť niektoré prvky z tohto obvodu vylúčené (napríklad prvok 5).

Elektrické kontaktné meracie prevodníky sú široko používané ako primárne prevodníky pre aktívne riadenie (obr. 2, a). So zmenšovaním veľkosti obrobku sa tyč 9 pohybuje dole do puzdier 7 zatlačených do telesa 5. V tomto prípade obmedzovač 8 tlačí rameno kontaktnej páky 2, pripevnené k telu pomocou plochej pružiny 3 To spôsobí výraznú odchýlku vpravo od horného konca kontaktnej páky 2, v dôsledku čoho sa najskôr otvorí horný 4 a potom sa zatvoria spodné 1 kontakty meracej hlavy.

Kontakty je možné upraviť. Sú upevnené v páse 10 izolačného materiálu. Teleso 5 je vo forme svorky. Na bokoch je pokrytý plexi krytmi, čo umožňuje pozorovať činnosť snímača. Ak je potrebné dodržať veľkosť obrobku v otvore 6, zosilní sa indikátor, ktorý je ovplyvnený horným koncom tyče 9.

Elektrokontaktné snímače s dvoma kontaktmi, ktoré sa aktivujú jeden po druhom pri opracovaní obrobku, umožňujú automatický prechod z hrubého brúsenia na dokončovanie a následné zatiahnutie brúsneho kotúča.

Opísaný primárny prevodník aktívneho riadenia sa týka elektrických kontaktných číselníkov. Kombinujú indikátor a elektrický prevodník. Aby sa zabránilo elektroeróznej deštrukcii meracieho kontaktu prechádzajúceho cez základňu tranzistora (obr. 2, b). V tomto obvode sa pred zopnutím IR kontaktu na bázu tranzistora privedie kladný potenciál a tranzistor sa uzavrie.

Ryža. 1. Bloková schéma aktívneho riadenia

Ryža. 2.Kontaktný merací prevodník pre kontrolu rozmerov a ich zaradenie

Pri zopnutom kontakte IK sa na bázu tranzistora T privedie záporný potenciál, vznikne riadiaci prúd, tranzistor sa otvorí a v činnosti je medzirelé RP, ktoré svojimi kontaktmi uzavrie výkonný a signálny obvod.

Priemysel vyrába polovodičové relé založené na tomto princípe a určené na odosielanie mnohých príkazov, ako aj elektronické relé, ktoré sú menej odolné.

Na starých strojoch zo 60. a 70. rokov 20. storočia sa na aktívne ovládanie hojne využívali pneumatické zariadenia. V takomto zariadení (obr. 3) sa stlačený vzduch, predčistený od mechanických nečistôt, vlhkosti a oleja cez špeciálne odlučovače vlhkosti a filtre, privádza pri konštantnom prevádzkovom tlaku cez vstupnú trysku 1 do meracej komory 2. dýza 3 meracej komory a prstencová medzera 4 medzi prednou plochou meracej dýzy a povrchom kontrolovaného obrobku 5 uniká vzduch.

Tlak vytvorený v komore 2 klesá so zväčšovaním medzery. Tlak v komore sa meria tlakomerom pre kontakt 6 a z jeho údajov je možné odhadnúť veľkosť obrobku. Pri určitej hodnote tlaku sa meracie kontakty zatvoria alebo otvoria. Na meranie tlaku sa používajú pružinové manometre.

Používajú sa aj kontaktné meracie prístroje, pri ktorých je na merací hrot pripojená klapka prekrývajúca výstup vzduchu.

Pneumatické nástroje zvyčajne pracujú pri tlaku vzduchu 0,5-2 N / cm2 a majú priemer meracej trysky 1-2 mm a meraciu medzeru 0,04-0,3 mm.

Pneumatické nástroje poskytujú vysokú presnosť merania. Chyby merania sú zvyčajne 0,5-1 µm a môžu sa ďalej znížiť pomocou špeciálnych meracích zariadení. Nevýhodou pneumatických zariadení je ich značná zotrvačnosť, ktorá znižuje výkon riadenia. Pneumatické zariadenia spotrebúvajú značné množstvo stlačeného vzduchu.

Pneumatické nástroje v podstate vykonávajú bezkontaktnú kontrolu rozmerov. Vzdialenosť medzi meranou časťou a prístrojom je malá, závisí od pracovnej medzery, ktorá býva desatiny a stotiny milimetra. Metóda pre bezdotykové ovládanie vo vzdialenosti 15-100 mm od meranej časti.

Ryža. 3. Zariadenie na pneumatické aktívne ovládanie

Pri tomto ovládaní (obr. 4, a) je svetlo z lampy 1 nasmerované cez kondenzor 2, štrbinovú membránu 3 a šošovku 4 na povrch meranej časti 11, čím sa vytvára oslnenie vo forme ťahu na ňom. Všetky tieto prvky tvoria žiarič I. Svetelný detektor II cez šošovku 5, štrbinovú clonu 6 a zbernú šošovku 7 nasmeruje úzke pásiky na povrch dielu 11, smerujúci odrazený svetelný tok do fotobunky 8.

Emitor I a svetelný prijímač II sú mechanicky pripevnené k sebe tak, že zaostrovacie body objektívov 4 a 5 sú zarovnané. Keď je ohnisko na povrchu kontrolovaného dielu, najväčší svetelný tok vstupuje do fotobunky F. Pri každom pohybe nástroja nahor alebo nadol sa tok zníži, pretože oblasti osvetlenia a pozorovania sa rozchádzajú.

Preto, keď je zariadenie spustené, prúd Iph fotobunky sa v závislosti od dráhy pohybu mení, ako je znázornené na obr. 4, b.

Prúd Iph prechádza cez rozlišovacie zariadenie 9 (obr. 4, a), ktoré vytvára signál v okamihu svojej najväčšej hodnoty. V tomto bode sa automaticky zaznamenajú hodnoty primárneho meniča 10, ktoré indikujú posunutie zariadenia vzhľadom na počiatočnú polohu, čím sa určí požadovaná veľkosť.

Presnosť merania nezávisí od farby testovaného povrchu, konštantného bočného osvetlenia, čiastočného znečistenia optiky alebo starnutia vyžarovacieho svietidla. V tomto prípade sa maximálna hodnota fotoprúdu zmení, ako je znázornené na obr. 4b s prerušovanou čiarou, ale poloha maxima sa nezmení.

Ako fotodetektor možno použiť fotorezistory, fotonásobiče, fotobunky s vnútorným a vonkajším efektom, fotodiódy atď.

Chyba opísaného bezkontaktného extrémneho fotokonvertora nepresahuje 0,5-1 mikrónu.

Schéma automatického nastavenia stroja na kontinuálne brúsenie plôch je znázornená na obr. 5.

Pred opustením rotujúceho elektromagnetického stola prechádzajú opracované diely 3 (napríklad krúžky s guľôčkovými ložiskami) pod rotujúcim praporom 2. Brúsny kotúč 1 spracuje diel 3 jedným prechodom; ak kruh neodstránil požadovaný príspevok, potom sa časť 3 dotkne vlajky a je obrátená. V tomto prípade sa aktivuje kontaktný systém 4, ktorý dáva signál na spustenie brúsneho kotúča z pohonu 5 s vopred stanovenou hodnotou.

Obr. 4. Zariadenie na bezdotykové diaľkové ovládanie rozmerov.

Ryža. 5.Nastavovacie zariadenie pre stroj na brúsenie plôch

Ryža. 6. Relé na počítanie impulzov

V automatických riadiacich systémoch strojov je niekedy potrebný signál po určitom počte prechodov, delení alebo obrobených dielov. Na tieto účely sa používa relé na počítanie impulzov s telefónnym krokomerom. Krokový vyhľadávač je komutátor, ktorého kefky niekoľkých kontaktných polí sa pohybujú od kontaktu ku kontaktu pomocou elektromagnetu a rohatkového mechanizmu.

Zjednodušená schéma relé na počítanie impulzov je znázornená na obr. 6. Motor spínača P je nastavený do polohy zodpovedajúcej počtu impulzov, ktoré sa majú spočítať na odoslanie príkazu. Kedykoľvek sa rozpojí kontakt KA spínača koľaje, kefy krokovača SHI posunú jeden kontakt.

Keď sa spočíta počet impulzov nastavený na spínači P, výkonné medziľahlé relé RP sa zapne cez spodné kontakty poľa SHI a P. Súčasne sa obvod vlastného napájania relé RP a samoobnovenie obvod krokovača sa ustaví do počiatočnej polohy, ktorá je zabezpečená napájaním hľadacej cievky cez vlastný otvorený kontakt.

Hľadač začne pracovať impulzívne bez vonkajšieho príkazu a jeho kefy sa rýchlo pohybujú od kontaktu k kontaktu, až kým nedosiahnu svoju počiatočnú polohu. V tejto polohe sa v hornom poli SHI preruší samonapájací obvod relé RP a celé zariadenie sa dostane do východiskovej polohy.

Keď je potrebné zvýšiť životnosť počítadiel, ako aj rýchlosť počítania, používajú sa elektronické schémy počítania.Takéto zariadenia sú široko používané pri programovanom riadení strojov na rezanie kovov. Okrem uvažovaných metód automatizácie v strojárstve sa niekedy vo výkonovej funkcii využíva aj riadenie, napr. atď. jednosmerný motor a ďalšie parametre. Takéto formy riadenia sa využívajú najmä pri automatizácii procesov spúšťania. Riadenie sa používa aj vo funkcii viacerých parametrov súčasne (napríklad prúd a čas).