Вопрос № 34

1. Нестандартный метод измерения размеров и погрешностей формы обрабатываемой детали.

В настоящее время разработан дистанционный метод измерения размеров и формы детали. В его основе лежит использование лазерного луча и его свойств – сохранять размеры луча неизменными независимо от расстояния.

Рисунок 54 - Схема измерения.

1. Источник лазерного излучения, монтируется на отдельном от оборудования фундаменте для исключения вибраций.

2. Лазерный луч круглого сечения.

3. Оптическая система, преобразующая луч круглого сечения в плоскопараллельный луч.

4. Плоскопараллельный луч.

5. Измеряемая деталь, находящаяся в специальной контрольной позиции, либо непосредственно на станке.

6. Тень, размеры которой, соответствуют размерам измеряемой детали.

7. Приёмник излучения, выполненный в виде матрицы светочувствительных элементов.

Сущность метода заключается в следующем: на приёмник поступает луч света, при этом часть экрана приёмника остаётся неосвещённой, на выходе из приёмника имеем сигнал прямо пропорциональный размерам детали. Сигнал с приёмника затем можно передать на блок индикации или в систему управления станком.

“+” измерение размеров детали на расстоянии, что не загромождает рабочую зону;

“+” можно измерять диаметральный размер и погрешность формы, овальность и огранку одним единственным устройством;

“+” достаточно большая точность измерения (3 – 5 микрон на диаметре);

“+” возможность измерения непосредственно при обработке;

“+” от одного источника излучения можно производить измерения нескольких деталей одновременно, для этого необходимо только использовать обычные призмы для разделения луча.

“–” повышенная чувствительность метода к вибрациям.

Вопрос № 37

1. Датчики, применяемые в системах управления, их классификация и системы основных устройств. Датчики – особый вид устройств, которые в системах управления обработкой деталей служат двум целям:

1. Определение конечных положений различных узлов;

2. применяются в контрольно-измерительных устройствах, для определения фактических размеров обрабатываемых деталей.

Датчики по принципу действия подразделяют на:

1. Электроконтактные;

2. Виброконтактные;

3. Пневматические датчики (однопредельные, многопредельные, дифференциальные);

4. Индуктивные датчики;

5. Пьезокерамические датчики;

6. Тензо-резисторные датчики (тензодатчики).

Примеры датчиков:

1 – Датчик конечного положения (конечный выключатель).

Рисунок 55 - Схема датчика.

НЗ – нормально-замкнутое положение датчика.

НО – нормально-открытое положение датчика.

2 – Электроконтактный двухпредельный датчик.

Применяется в позициях контроля фактических размеров обрабатываемых поверхностей. Чаще всего такие датчики снабжаются дополнительной световой индикацией, то есть применяют две сигнальные лампы, показывающие крайнее верхнее и крайнее нижнее значения размера. Кроме того датчики имеют электроконтакты К1 и К2, позволяющие встроить датчики в цепи управления.

Рисунок 56 - Схема электроконтактного датчика.

1. подвижный шток с опорной планкой, перемещающийся внутри корпуса;

2. корпус;

3. качалка, имеющая упор 4 и закреплённая на корпусе с помощью плоской пружинной подвески 5;

4. упор;

5. плоская пружинная подвеска;

6. регулировочные винты для настройки контактов К1 и К2.

Работа датчика производится при подводе детали в измерительную позицию и опускании на деталь измерительного штока. В зависимости от диаметра измеряемого вала качалка 3 будет повёрнута в ту или иную сторону на некоторый угол.

Если диаметр детали больше максимально допустимого, то качалка повернётся по часовой стрелке и замкнёт контакт К1 (сработает лампа Л1). Если диаметр детали меньше минимально допустимого, то сработает контакт К2 и лампа Л2. В случае если при измерении не сработает ни один контакт, то значит деталь годная и находится в поле допуска.

3 – Виброконтактный датчик.

Данный датчик устраняет существенный недостаток датчиков, точность которых зависит от степени износа измерительных наконечников. Датчик используется и в автоматизированном режиме, и при неавтоматизированном контроле. При этом работает прибор индикации, по этому данными датчиками можно определять и промежуточные размеры.

Рисунок 57 - Схема виброконтактного датчика.

При измерении детали (диаметр d) рычаг периодически притягивается магнитом, при этом, так как он закреплён на плоской пружинной опоре, то якорь, связанный с рычагом, начинает совершать колебания с амплитудой, зависящей от фактического диаметра детали. Якорь колеблется в поле постоянного магнита и в зависимости от амплитуды с его обмотки снимается сигнал, поступающий на шкальный прибор и в систему управления.

4 – Пневматический однопредельный датчик.

Рисунок 58 - Схема пневматического однопредельного датчика.

Датчик предназначен для контроля детали по одному из предельных отклонений. Деталь подаётся в контрольную позицию и на неё подаётся сжатый воздух стабилизированного давления. Воздух идёт через калиброванные сопла, давление воздуха в датчике зависит от размера А, а он определяется фактическим размером самой детали.

Допустим деталь имеет верхний допустимый размер. При этом давление будет везде возрастать, в том числе и в у-образном колене, в котором залита токопроводящая жидкость. В правой части колена есть регулируемый электроконтакт К. При возрастании давления уровень жидкости в левой части колена понижается, а в правой части – повышается до тех пор, пока не замкнётся электроконтакт, при замыкании которого замкнётся и цепь управления.

“–” в качестве жидкости применяют ртуть, которая вредна, особенно при выплёскивании в моменты резкого перепада давления.

“–” работа по одному предельному значению.

Для сортировки деталей на группы по их размерам была разработана многопредельная конструкция датчика.

Он такой же, как и первый, но количество у-образных колен равно числу групп и позволяет сортировать детали.

“+” расширяются возможности применения датчика.

5 – Дифференциальный двух предельный датчик.

Применяется в случаях, когда требуется проконтролировать деталь по двум допускаемым значениям размеров. Для настройки датчика применяют регулируемый дроссель. Кроме того датчик имеет мембрану (диафрагму) с двумя контактами К1 и К2, которые взаимодействуют с регулируемыми настраиваемыми контактами. Датчик настраивается на эталонную деталь (либо на комплект мерных плиток) вращением винта регулируемого дросселя, а величина отклонений детали, контролируемая датчиком устанавливается с помощью винтов, образующих контакты К1 и К2.

При работе датчика воздух внутри камеры будет находиться в левой и правой части под разным давлением, из-за чего диафрагма будет изгибаться до замыкания соответствующего контакта.

Рисунок 59 - Схема дифференциального двухпредельного датчика.