2395

Рис. 25. Устройство для контроля размеров.

На измерительной позиции I изменяющийся размер заготовки 8 контролируется измерительной головкой 9 с преобразователем 1, расположенной на подвеске 10. Сигнал, снимаемый с преобразователя 1, усиливается в усилителе 2, поступает на показывающий прибор 3 и в триггерно-релейный блок II состоящий из триггера ТГ1 и реле P1. После замыкания контактов реле P1 сигнал через релейный усилитель (реле P2 блока III) поступает на исполнительный электромагнит 6, перемещающий золотники распределения 7. При смещении золотников включается гидропривод обратного хода исполнительного механизма IV и шлифовальная бабка 4 начинает отходить от детали. Для создания рабочей подачи бабки 4 служит гидропривод прямого хода 5.

81

Рис. 26.Устройство для автоматической поднастройки бесцентрово-шлифовального станка

Рассмотрим устройство для автоматической поднастройки бесцентрово-шлифовального станка (рисунок 26), где достигается требуемая точность диаметральных размеров поршневых пальцев автомобильного двигателя. В момент, когда обработанные пальцы попадают на призму 1, наконечник измерительного штифта 2 приходит в соприкосновение с измеряемой поверхностью пальца и, перемещаясь, поворачивает рычаг 3. Если увеличивающийся диаметр обработанного пальца достигает контрольной границы, рычаг 3 замыкает контакт 4, включая тем самым реле времени, находящееся в шкафу 5. Реле, срабатывая, включает соленоид 6, который вводит в действие механизм, подающий ведущий шлифовальный круг в направлении к шлифующему, чем и достигается уменьшение диаметров обрабатываемых пальцев. Механизм приводится в

82

действие от электродвигателя 7. В результате произведенной автоматической поднастройки диаметр пальцев начнет постепенно уменьшаться и измерительный штифт 2 начнет постепенно спускаться, поворачивая рычаг 3, который сначала выключит контакт 4, а затем включит контакт 8, выключая механизм подачи, сообщающий перемещение ведущему кругу. Контрольные границы размеров пальцев устанавливаются с помощью контактов 4 и 8, регулируемых винтами.

Активный контроль в процессе обработки отверстий применяют на операциях внутреннего шлифования и хонингования. Особенность процессов обработки — сложность доступа к контролируемой поверхности из-за размещения внутри отверстия обрабатывающего инструмента (шлифовального круга или хона). В связи с этим предпочтение отдается таким измерительным схемам, при которых чувствительные элементы контрольного устройства, воспринимающие контролируемый размер, занимают минимальный объем. Наиболее проста одноточечная схема измерения (рисунок 27, а). Измерительное устройство, построенное по двухточечной измерительной схеме (рисунок 27, б), требует большого свободного пространства, хотя погрешность измерения при этом методе меньше.

Рис. 27. Схемы измерений

83

Известны устройства, построенные по трехточечной измерительной схеме (рисунок 27, в). Измерительный рычаг 1 с помощью шарнира крепится к корпусу 5 устройства. Последний вводится внутрь отверстия и базируется по его поверхности опорными наконечниками 2. Корпус через рычаг подвески 4 крепится к станку. С корпусом соединен преобразователь 3, измеряющий перемещение рычага относительно корпуса, пропорциональное контролируемому изменению диаметра отверстия.

Широкое распространение для активного контроля обрабатываемых деталей получили системы бесконтактного измерения с расположением в зоне обработки только датчиков и удалением из этой зоны всех остальных блоков контрольного устройства.

Пневматические устройства отличаются высокой точностью измерения и удобны для дистанционного измерения в труднодоступных местах. К недостаткам этих устройств следует отнести необходимость в системе питания с тщательной очисткой воздуха и стабилизацией давления. Кроме того, пневматические устройства имеют ограниченное быстродействие (десятые доли секунды), что является нередко их достоинством, так как предопределяет нечувствительность к высокочастотным вынужденным колебаниям. Невысокое быстродействие пневматических измерительных устройств оказывается выгодным и тогда, когда необходимо зафиксировать усредненное значение измеряемого размера.

В устройствах активного контроля на станках применяют обычно схемы манометрического типа, принцип действия которых подобен аэростатическим опорам. При изменении зазора между измерительным соплом и контролируемой деталью изменяется сопротивление на выходе воздуха и соответственно изменяется давление в измерительной камере. На определенном участке зависимость изменения давления при изменении зазора близка к линейной. Этим и определяется возможный предел измерения и соответствующая чувствитель-

84

ность датчика. При обычно используемых давлениях воздуха (1...2 кгс/см2) предел измерения равен 40...100 мкм.

Фотоэлектрические устройства для бесконтактного измерения обрабатываемых деталей перспективны в силу того, что все блоки могут быть удалены от рабочей зоны. В фотоэлектрических устройствах активного контроля поток излучения от источника света воспринимается фотосопротивлением (фоторезистором). Часто применяют дифференциальные схемы, работающие по методу выравнивания потоков и фиксации перемещения экрана в соответствии с размером обрабатываемой детали. В качестве источника излучения могут быть использованы оптические квантовые генераторы (лазеры).

Оригинальное фотоэлектрическое устройство, использующее принцип максимальной освещенности, разработано в Московском станкоинструментальном институте. От источника света поток фокусируется на поверхности обрабатываемой детали, и после отражения регистрируется фоторезистором. При изменении размера детали изменяется освещенность и соответственно изменяется ток фоторезистора. Погрешность измерения вращающейся детали при обработке на токарном станке не превышает ±0,02 мм. При автоматическом контроле ручное перемещение кронштейна заменяют возврат- но-поступательным перемещением от гидравлического или электромеханического привода.

На станках с числовым программным управлением средства активного контроля должны иметь возможность быстро в автоматическом режиме переналаживаться на измерение деталей различных размеров, желательно в достаточно широком диапазоне.

При обработке деталей на автоматических станочных системах из многооперационных станков с управлением от ЭВМ контроль и измерение осуществляются на координатных измерительных машинах с ЧПУ. Эти машины легко переналаживаются на измерение деталей различной формы в широком диапазоне контролируемых размеров.

85

2. ЗАГРУЗОЧНО-ОРИЕНТИРУЮЩИЕ УСТРОЙСТВА

Задача механизации и автоматизации загрузки различных заготовок является одной из наиболее сложных в общем комплексе работ по автоматизации технологических процессов. Сложность заключается в большом разнообразии технологических процессов обработки и сборки, разнообразии форм и размеров заготовок. Автоматизация загрузки позволяет превратить полуавтоматы, контрольные приспособления и сборочные агрегаты в автоматы; значительно повысить производительность оборудования и труда; организовать многостаночное обслуживание, повысить коэффициент использования оборудования; создать условия для образования механизированных поточных и автоматических линий и т. п.

Механизацией и автоматизацией загрузки следует заниматься во всех типах производства. В серийном производстве создают быстропереналаживаемые загрузочные устройства для типовых технологических процессов и групповой обработки деталей.

Автоматическая загрузка металлорежущих станков производится чаще всего с помощью загрузочных приспособлений двух классов: для сортового материала (прутков, труб, полос, лент и т.п.) и для штучных заготовок (поковок, штамповок, отливок, предварительно обработанных деталей и т. п.).

По классификации ЭНИМС все автоматические загрузочные приспособления для штучных заготовок различаются по типам в зависимости от способа;

а) укладка деталей в емкости (магазинные, штабельные, бункерные);

б) перемещение деталей (самотечное, полусамотечное, принудительное, комбинированное);

в) движение транспортных органов емкости (неподвижные, подвижные);

86

г) взаимное расположение деталей (вплотную, вразрядку, враскладку, в пакет, навалом-россыпью, навалом-кучей).

2.1. Особенности проектирования загрузочных устройств

Загрузочные устройства выполняют обычно в виде самостоятельного узла, предназначенного для накопления и подачи деталей в зону обработки или сборки с требуемой частотой. Их конструкция в основном зависит от массы и конфигурации деталей, степени автоматизации процесса загрузки. Рассмотрим некоторые из них.

По способу сосредоточения штучных деталей загрузочные устройства подразделяют на магазинные (рис. 28, а), где детали располагают сориентированными в один ряд и подают в зону обработки или сборки посредством гравитационных или других сил; бункерные (рис. 28, б), куда детали загружают навалом и принудительно перемещают в ориентированном положении, и комбинированные (рис. 28, в), где детали часто располагают предварительно сориентированными в штабеле.

Магазинные загрузочные устройства применяют чаще всего для крупных деталей (масса более 0,5 кг, габаритные размеры более 100 мм), сложной формы, склонных к самосцеплению, автоматическая ориентация которых затруднена.

Конструкция детали определяет вид лотка (рис. 29), по которому она перемещается в магазине (скат, склиз, роликовый), а габаритные размеры детали и их запас - его пространственную конфигурацию. Угол наклона скатов к горизонтальной плоскости должен быть больше 1... 10°, а склизов - больше 25... 30°. Для ограничения скорости перемещения деталей лотки изготавливают с флажками, рычагами и другими устройствами периодического торможения деталей.

Во избежание заклинивания деталей рассчитывают параметры сечения лотков по формулам, приведенным в табл. 2.

87

Рис. 28. Схемы загрузочных устройств:

1 - магазин; 2 - бункер; 3 - накопитель; 4 - питатель

Рис. 29. Виды лотков:

а - скат; б - склиз; в – роликовый

Для принудительной подачи деталей применяют шибер (см. рис. 28, позиция 4) с глубиной гнезда Н = 0,95hд, где hд - высота детали.

Бункерные загрузочные устройства применяют для деталей простой геометрической формы массой менее 0,5 кг и

88

длиной не более 100 мм, не склонных к слипанию и сцеплению, достаточно жестких и нехрупких.

По объему деталей определяют конструкцию бункера: одноемкостную с одним бункером или многоемкостную с бункером для выдачи деталей и предбункером для хранения (стационарным или перемещаемым) (рис. 30).

Объем бункера вычисляют по формуле

Продолжение таблицы 2

Коробчатый:

l 2

открытый Bл1 d д ;

4 2R d

* Для исключения перекрытия деталей (без учета фасок) значение х принимают равным 1 ... 2 мм.

90