Краткие сведения об истории развития и современном состоянии активного контроля

Необходимость в применении приборов для контроля размеров деталей в процесс их обработки на шлифовальных станках возникла с увеличением серийности изготовления точных деталей автомобилей и подшипников качения. Опытный шлифовщик может обеспечить изготовление деталей с высокой точностью размера и формы. Но его производительность при этом будет невысокая. Поэтому возникло предложение применить прибор, по показаниям которого можно будет следить за изменением размера детали в процессе обработки. Первые приборы появились в конце 40х годов прошлого века и были чисто механическими, снабженными стрелочными индикаторными головками или микрокаторами. Так впервые появились станки, снабженные обратной связью по обрабатываемому размеру. Однако это была не автоматическая обратная связь, а через оператора. Ожидания оправдались. Резко возросла производительность шлифования за счет сокращения машинного и вспомогательного времени процесса обработки и, главное, теперь больше не требовались опытные шлифовщики. Для серийного производства это дало большой экономический эффект.

Индикаторные механические приборы для визуального активного контроля широко применялись на подшипниковых и автомобильных заводах. Было разработано и внедрено огромное количество механических приборов разнообразных и порой сложных конструкций, в том числе с суммированием перемещений рычагов.

Для дальнейшего повышения производительности труда и сокращения рабочей силы разрабатывали станки-автоматы, работающие по жесткому или чувствительному “упору”. На таких станках шлифовальная бабка перемещалась по направлению к обрабатываемой детали до заданного упором положения. Это положение должно было соответствовать получению размера обрабатываемой детали в заданном поле допуска. Однако высокой точности обработки не удавалось достигнуть из-за быстрого износа шлифовального круга (особенно при внутреннем шлифовании), отжима детали, нестабильности перемещения шлифовальной бабки по копиру и других причин.

Опять обратились к ПАК, но таким, которые могли бы выдавать автоматические команды в систему управления станка на изменение режима обработки и на окончание шлифования при достижении заданного размера.

Первые автоматические ПАК снабжались элетроконтактными датчиками и светофорными сигнальными устройствами. Теперь процесс шлифования стал полностью автоматизирован, появилась автоматическая обратная связь по обрабатываемому размеру.

Однако, электроконтактные приборы не обеспечивали высокой точности, имели большие подвижные массы и большое измерительное усилие, были чувствительны к вибрациям и к повышенной влажности в зоне обработки, электроконтакты быстро подвергались коррозии, обгорали.

Следующим поколением ПАК стали пневматические приборы высокого давления. Фактически они стали первыми настоящими ПАК, которые удовлетворяли всем требованиям, необходимым для точной и надежной работы на металлорежущих станках. Пневматическая оснастка занимала мало места и легко встраивалась в рабочую зону станка, имела небольшие подвижные массы и небольшое измерительное усилие. Сразу упростилась конструкция приборов. Пневматическая оснастка не требовала герметизации и не была чувствительна к СОЖ, вибрациям. Пневматические приборы снабжались дифференциальными сильфонными датчиками с большой шкалой. Датчики имели четыре пары электроконтактов, расположенные далеко от зоны обработки и защищенные от попадания влаги. Приборы имели высокую разрешающую способность до 0,5 мкм и обеспечивали микронную точность обработки. Пневматические ПАК долго доминировали в машиностроении. Ими оснащались выпускаемые серийно шлифовальные и хонинговальные станки. Пневматические приборы были дешевы, надежны и ремонтопригодны.

Но технический прогресс постепенно привел к тому, что пневматические приборы стали вытесняться индуктивными. Хотя индуктивные приборы имеют некоторые преимущества, пневматические ПАК в большинстве случаев по точности, надежности удовлетворяли требованиям производства. А по стоимости пневматические ПАК были значительно дешевле.

В начале 70х годов прошлого века индуктивные приборы появились повсеместно, в том числе в СССР. За прошедшее время сменилось несколько поколений индуктивных приборов. Современные индуктивные приборы описаны в этой книге.

Выпускаемые и применяемые в настоящее время ПАК полностью удовлетворяют всем требованиям машиностроительного производства. Приборы, преобразователи перемещений и индикаторы контакта обеспечивают высокую точность обработки на станках. Зачастую приборы и преобразователи имеют более высокую точность, чем это необходимо для изготовления деталей машин. Приборы имеют высокие эксплуатационные характеристики, полностью приспособлены к условиям металлообработки. Вся измерительная оснастка приборов надежно герметизирована, электронные блоки надежно защищены от попадания влаги и пыли. Выходные управляющие сигналы приборов и преобразователей обеспечивают связь с любыми схемами управления станков и систем ЧПУ. Появление микропроцессорных блоков управления расширили возможности ПАК. Повысилась точность и надежность приборов.

Таким образом, в настоящее время все задачи автоматического размерного контроля на металлорежущих станках успешно решаются или могут быть решены.

В предлагаемой книге рассмотрены основные вопросы, связанные с разработкой и применением приборов активного контроля и преобразователей перемещений и приведены описания ряда конструкций различного назначения.

Назад   К оглавлению   Далее