Глава 11 Приборы для контроля больших размеров

Контроль  деталей больших размеров (от 500 мм до 20 м) представляет значительные трудности из-за значительных габаритов и веса измерительной оснастки,  ее тепловых и силовых деформаций  и температурных деформаций контролируемой детали. Несколько проще проводить измерение размеров крупногабаритных деталей прямо на обрабатывающем станке, так как в этом случае измерительную оснастку не надо держать в руках, а можно установить на специальном приспособлении и  правильно и стабильно ориентировать ее относительно измеряемой детали. Кроме того, процесс контроля на станке может быть легко автоматизирован. Поэтому контроль деталей больших размеров применяют  при  их обработке на карусельных, токарных, расточных и вальцешлифовальных станках.

При автоматическом контроле больших размеров применяют  косвенные и прямые  методы измерения. Приборы, использующие косвенные методы, значительно проще по конструкции и дешевле, но имеют ограниченную точность. Приборы, использующие прямые методы,  сложнее, но обеспечивают высокую точность и позволяют полностью автоматизировать процесс обработки деталей на станке.

Представителем первой группы являются приборы обкатного типа (ролики), представителем второй группы – широкодиапазонные двухконтактные скобы.

11.1  ОБКАТНЫЕ ПРИБОРЫ

Измерение  диаметра детали обкатыванием ее мерным роликом имеет несомненные преимущества. Измерительная оснастка (ролик) обкатного прибора имеет небольшие габаритные размеры, простую конструкцию  и легко устанавливается на станке; с ее помощью возможно измерение диаметров в любой стадии обработки;  результат измерения выдается в цифровой форме. Из известных косвенных методов измерений ролик является наиболее перспективным и применяемым прибором вследствие универсальности и возможности автоматизации.

Метод обкатывания основан на весьма простом принципе: ролик определенного диаметра прижимается к поверхности вращающегося изделия, установленного на станке, и вращается вместе с ним без скольжения. Диаметр изделия за время измерения определяется выражением

D = m/nd,                                                                 (11.1)

где dдиаметр ролика, мм; п — число оборотов изделия за время измерения; т — число оборотов ролика за это же время.

Таким образом, задача измерения обкатыванием сводится к наиболее точному определению углов поворота ролика и измеряемого изделия за время измерения при условии, что вращение происходит без относительного проскальзывания ролика и детали. Для этого ролик снабжают угловым фотоэлектрическим преобразователем, позволяющим отсчитывать малые углы поворота ролика,  и микропроцессоным блоком позволяющим получать результат измерения диаметра в цифровой форме.

При измерении диаметров деталей методом обкатывания возникают погрешности вследствие неточности изготовления и износа рабочей поверхности ролика, биения его наружной поверхности, упругих деформаций ролика и детали, неточности установки ролика относительно контролируемой поверхности и проскальзывания между роликом и деталью.

Многолетняя эксплуатация приборов с обкатными роликами показывает, что погрешность измерения диаметров 1–3 м составляет примерно ±(0,05–0,2) мм, а диаметров 4-6 м – ±(0,3–0,4) мм.

Конструкция приборов с обкатными роликами позволяет выдавать в систему ЧПУ станка управляющие команды или кодированную информацию о текущем размере детали. Но часто  приборы используют для визуального контроля в процессе или после обработки с последующим внесением коррекции в технологический процесс оператором.

Выпускаемые обкатные приборы построены по одинаковой схеме.

Прибор (рис. 11.1.) состоит из измерительного устройства 1, установочного  устройства 2, датчика счета оборотов детали (установленного  в бабке изделия станка) и микропроцессорного блока 3. Обычно применяют  прибор  с фиксированной  ориентацией ролика относительно измеряемой поверхности. Но существуют конструкции приборов, в которых ролик установлен свободно («плавает») и самоустанавливается относительно вращающейся  измеряемой поверхности.

Схема измерительного устройства показана на рис. 11.2.

К поверхности измеряемого вала 9  ролик 8 прижимается с усилием 40 — 50 Н. Такое большое усилие необходимо, чтобы исключить проскальзывание ролика в процессе измерения. Величина усилия зависит от материала контролируемой детали и наличия СОЖ на измеряемой поверхности. Усилие прижима должно быть постоянно во время всех измерений.  Кроме того, измерения желательно проводить при небольшой и постоянной  окружной скорости контролируемого вала.

Ось ролика  жестко связана с осью фотоэлектрического преобразователя. При вращении ролика и преобразователя в микропроцессорный   блок   поступают   импульсы.   В     блоке     осуществляется счет импульсов, и результат измерения диаметра   показывается на цифровом индикаторе. Начало измерения, счет числа оборотов детали начало и конец счета импульсов фотоэлектрического преобразователя выполняются по командам бесконтактного фотоэлектрического  датчика 10. Измерительное устройство с роликом 8 установлено на планке 7, которая может покачиваться на оси 6. Прижим ролика 8 осуществляется при eго подводе механизмом 11 станка. Заданное усилие прижима обеспечивается сжатием пружины 1 до момента замыкания путевого выключателя 4 винтом 5. По команде выключателя 4 подводящий механизм 11 останавливается. Если выключатель 4 не сработает, механизм 11 останавливается   при замыкании блокировочного включателя 2 винтом 3.

Измерительное устройство (рис. 11.3) состоит из двух узлов: ролика 4 и фотоэлектрического преобразователя угловых перемещений, смонтированных в одном корпусе 11. Ролик 4 установлен на оси 2 на точных шарикоподшипниках 3, собранных без люфтов и зазоров. Диаметр ролика 85 мм. Диаметр выбирается из конструктивных соображений. Ролик

большого диаметра позволяет контролировать внутренние поверхности пояски, выточки. Но возникают погрешности из-за его биения, отклонений от круглости и неточности аттестации. Ролики специального назначения делают небольшого диаметра. Ролик имеет наружный цилиндрический поясок шириной 3 мм, который прижимается к измеряемой поверхности. Диаметр пояска выполняется с отклонением от круглости не более 0,001 мм и аттестуется с погрешностью не более 0,001 мм. Ось 2 ролика 4 установлена соосно с выходным валом фотоэлектрического преобразователя и соединяется с ним пружинной безлюфтовой муфтой 5, компенсирующей несоосность валов. Для защиты от воды и шлама применены подшипники 3 с защитными уплотнительными шайбами, закрытые лабиринтными уплотнениями. Корпус устройства герметизирован резиновыми кольцами.

В корпусе ролика установлен уровень, позволяющий выставить ось ролика параллельно оси контролируемой детали. Кроме того, на корпусе ролика имеется ступенька, на которую ставят плитку, и по зазору между ней и контролируемой поверхностью обеспечивают прилегание рабочего пояска ролика и контролируемой поверхности. В измерительном устройстве использован угловой фотоэлектрический преобразователь СКБ ИС (Санкт-Петербург), описанный в главе 2 (см. рис. 2.15). Преобразователь выдает 10000 импульсов за один оборот ролика, которые поступают в  микропроцессорный блок,

Установочный кронштейн состоит из основания 1 (рис. 11.4), на котором закреплена планка 6. На ее конце смонтировано измерительное устройство с роликом 8. Усилие прижима ролика 8 к поверхности измеряемой детали 10 обеспечивает пружина 3. Усилие прижима регулируется винтом 2. Кроме того, на основании установлены рядом два конечных выключателя 4, выдающих команды на уменьшение скорости подвода ролика и прекращение подвода при нажатии на них упорами, расположенными на планке 6. Винты 5 и 7 ограничивают перемещение планки 6. Установочный кронштейн снабжен резиновой поворотной щеткой 9 для очистки поверхности измеряемого валка от шлама и СОЖ в месте измерения. Щетка прижимается к поверхности детали пружиной.

     Пример схемы прибора с автоматической ориентации ролика относительно измеряемой поверхности показан на рис. 11.5.

     Цилиндрический ролик 10 шириной 10 мм с фотоэлектрическим преобразователем угловых перемещений установлен в корпусе 8.  Корпус 8 с роликом 10 смонтирован на шарикоподшипниках 9 в скобе 7, выполненной как единое целое со скалкой 4. Скалка  установлена на шариках 16. Такая конструкция позволяет ролику 10 вместе с корпусом 8 поворачиваться на угол 2—50 в двух плоскостях: в вертикальной плоскости вокруг оси А на шарикоподшипниках 9 и в горизонтальной плоскости вокруг оси В на шариках 16. Поворот корпуса 6 ограничен упорами 5 и 6, а скобы 4 —  упорами 2 и 3. Усилие прижима ролика 10 к измеряемой поверхности 11 обеспечивает регулируемая пружина 1. Остановка ролика 10 при подводе его к детали 11 по достижении заданного усилия прижима выполняется по команде конечных выключателей 14 и 15, контактирующих с упорами 12 и 13.

В качестве датчика счета оборотов детали 2 использован бесконтактный фотоэлектрический датчик  (рис. 11.5) с планками (“флажками»), которые крепят на планшайбе станка. Датчик 4  содержит свето- и фотодиоды. Корпус закреплен неподвижно на шпиндельной бабке станка. Между свето- и фотодиодом периодически проходят флажки 3, закрепленные на вращающейся планшайбе. При прохождении каждого флажка от датчика в микропроцессорный блок 8 выдается один импульс.

Так как детали большого диаметра при обработке вращаются медленно, для повышения производительности в начале цикла измерения на планшайбе станка установлены четыре “флажка” и счет оборотов начинается с первого флажка, проходящего через прорезь датчика оборотов. Дальнейший счет оборотов детали и команда на окончание цикла измерения осуществляется только по этому “флажку”.

Микропроцессорный блок снабжен дисплеем для отображения результатов измерения и служебной информации и клавиатурой для настройки прибора и ввода исходных данных. С клавиатуры вводится  аттестованный диаметр ролика, выбирается режим работы и т.п. Блок  обеспечивает питание обоих фотоэлектрических преобразователей и  принимает измерительную информацию от них в форме импульсов. Блок производит  счет импульсов, статистическую обработку результатов нескольких измерений  и показывает на  цифровом дисплее абсолютный диаметр измеряемой  детали. Блок может передавать в систему ЧПУ станка кодовую информацию о текущем диаметре детали или об отклонении диаметра от заданного значения.

Использование микропроцессорного блока позволяет кроме измерения диаметра детали дополнительно проводить статистические вычисления и определять параметры процесса обработки. С помощью прибора возможно определение величины припуска, снимаемого с детали. Для этого в микропроцессорный блок, используя клавиатуру, вносят значение диаметра Д3, который должен быть получен после обработки, и измеряют необработанную деталь. После измерения  цифровой дисплей покажет  величину припуска ΔS на обработку. Кроме того, прибор измеряет окружную скоpocть  v обрабатываемой детали и некоторые  параметры, свидетельствующие об исправности прибора, например число импульсов за один оборот ролика (10 тыс. импульсов). Диаметр измеренной детали вычисляют по формуле (11.1)

D = dn/m.

За один оборот ролика в микропроцессорный блок поступает Р =10000 имп. Общее число импульсов, поступающих за время измерения

К = пР.

Таким образом, диаметр детали при известном диаметре ролика

      D = mp/ K · d =cd,                              (11.2)

где  с = K/ тр.

По этой же зависимости определяют диаметр ролика (например, изношенного)    измерением   детали   известного    (аттестованного) диаметра D0:

d = mp/ К· D0

или

d = 1/с · D0                                                                                         (11.3)

Припуск на обработку определяют вычитанием заданного диаметра D3 из измеренного D, т.е.

ΔS  = DD3 = dcD3.                                       (11.4)

Принцип работы прибора может быть пояснен с помощью рис. 11.6.

             Рис. 11.6. Функциональная схема обкатного прибора

При вращении обрабатываемой детали 2 диаметром D вращается ролик 5 диаметром d и стеклянный диск 6 фотоэлектрического преобразователя. Счет импульсов начинается после получения двух последовательных команд: команды от датчика прижима 1, свидетельствующей о том, что ролик 5 прижат к детали 2 с  заданным усилием, и команды начала счета импульсов от датчика счета оборотов 4 измеряемой детали. Вторая команда поступает при прохождении одного из флажков 3, укрепленных на планшайбе станка,  в прорези фотоэлектрического датчика счета оборотов. Микропроцессор 7  по прохождении флажка, по которому начат счет, определяет заданное число оборотов детали (например, два), выдает команду на прекращение счета импульсов, поступающих с фотоэлектрического датчика ролика, и пересчитывают импульсы в размер диаметра детали.

Для получения более достоверного результата измерения прибор по программе проводит подряд заданное число измерений в одном сечении детали. За правильный результат измерения, поступающий на цифровую индикацию, принимается значение двух измерений подряд, которые практически одинаковы (отличаются на заранее заданную величину Δ). Величину Δ,  например равную 0,01 мм, вводят с помощью клавиатуры до начала измерения.

В приборах применяют точно аттестованный ролик диаметром 75–85 мм. Однако при необходимости измерения  вблизи торца или буртика детали может быть применен ролик большого диаметра. Перед измерением диаметр  ролика вносится с помощью клавиатуры в память микропроцессорного блока. Таким же образом поступают при  износе ролика и его новой аттестации. Это исключает необходимость вычисления каких-либо поправок.

Если диаметр ролика не известен, он может быть определен путем обкатывания  образцовой детали, диаметр которой точно аттестован. В этом случае  после описанного выше цикла измерения цифровой индикатор показывает диаметр ролика. Конечно, это менее точный метод, чем прямая аттестация ролика.

Приборы выпускают в разных модификациях: с фиксированной и автоматической установкой ролика относительно измеряемой поверхности. В первом случае при наладке прибора ролик выставляется так, чтобы оси вращения ролика и детали совпадали и боковое проскальзывание ролика было минимальным. Во втором — ролик установлен на двух шариковых шарнирах, позволяющих ему автоматически устанавливаться в плоскости вращения детали.

Конструкция прибора с фиксированной установкой ролика проще и надежнее в эксплуатации. Ей следует отдавать предпочтение при измерении цилиндрических деталей. Прибор с автоматической ориентацией можно применять для измерения выпуклых или вогнутых поверхностей прокатных валков.

                Метрологические характеристики обкатного прибора

Диапазон измерений, мм    . … …………………….  50 –19999

Дискретность отсчета, мм,

при диапазоне показаний, мм:

до     999,999  …  . ………………………..   0,001

до   9999,99…………………………...  0,010

до 19999,9   …………..,…..  …………….   0,1

Предел допустимой погрешности измерения в

зависимости от диаметра изделия, мм ……….. 0,02+1,5 ·10-5 ·D

Усилие прижима ролика, Н…..  ……………….       40—50

Зарубежные фирмы также выпускают обкатные приборы различных модификаций.  Так фирма GAGEMAKER (США) выпускает обкатной прибор  с микропроцессорным электронным блоком с кабельной и бескабельной связью между измерительным устройством и блоком. Измерительное устройство прибора с бескабельной связью снабжено литиевыми батарейками питания  и радиопередающим устройством.

Кроме того, фирма выпускает ручной вариант прибора. В этом случае измерительное устройство с роликом держат в руке за специальную рукоятку и прижимают ролик к контролируемой поверхности в процессе измерения.

При измерении методом обкатывания мерным роликом возникают   погрешности измерения, обусловленные косвенным методом контроля,  конструкцией прибора и т.п. Основными источниками возникновения погрешности измерения являются:

– погрешность изготовления и аттестации  измерительного ролика по наружному диаметру и износ его рабочей поверхности;

– биение наружной поверхности ролика;

– упругие деформации ролика и детали;

– неточность установки ролика относительно оси вращения контролируемой детали;

– шероховатость поверхности контролируемой детали;

– температурные деформации детали и ролика;

– несовпадение командных и измерительных импульсов;

– проскальзывание ролика относительно измеряемой поверхности.

Погрешность изготовления и износ рабочей поверхности ролика. Отклонения диаметра ролика от расчетного является одной из главных причин, ограничивающих точность измерения больших диаметров методом обкатывания.

Погрешность Δ1 от отклонения наружного диаметра ролика определяют по формуле

Δ1  = D/d · Δd                                                                   (11.5)

Из формулы (11.5) видно, что диаметр ролика должен быть очень точно аттестован. Из формулы также видно, что чем больше измеряемый диаметр, тем больше погрешность Δ1. Несоответствие диаметра ролика расчетному возникает также в результате длительной эксплуатации прибора и износа и наклепа поверхностных слоев ролика, возникающих под действием усилия прижатия его к детали. Погрешность Δ1 является систематической и может быть учтена в результате измерения. Но только в том случае, если величина ее известна.

     Биение наружной   поверхности  ролики.   Измеряемый  диаметр детали определяется числом импульсов, выданных фотоэлектрическим преобразователем ролика за целое число оборотов детали. Погрешность Δ2, обусловленная биением наружной цилиндрической поверхности измерительного ролика относительно оси вращения, возникает вследствие эксцентриситета этой поверхности относительно геометрической оси ролика и биения подшипников оси. При наличии биения измерительный ролик будет поворачиваться на дополнительный угол

Δαр = ± 2е/dp · sinφ                                                       (11.6)

и погрешность

Δ2 = ±е/πk,                                                                  (11.7)

где е — эксцентриситет ролика; k — число оборотов детали за цикл измерения. Следовательно, вызываемая биением ролика погрешность будет меньше при увеличении числа оборотов детали за цикл измерения. Например, при биении ролика е = 0,01 мм и измерении за один оборот детали погрешность Δ2 = 0,003 мм, а при измерении за 4-е оборота Δ2 = 0,0007 мм. Такой погрешностью при измерении больших диаметров можно пренебречь.

Если биение ролика имеет постоянное значение, погрешность Δ2 систематическая. В большинстве случаев биение ролика меняется и погрешность Δ2 можно считать случайной.

Упругие деформации измерительного ролика и детали. Погрешность Δ3 измерения от упругих деформаций обусловлена сближением осей вращения контролируемой детали и измерительного ролика, т.е. изменением их рабочих диаметров. При измерении стальным роликом стальной детали

Δ3= 1,37 – 10-3 qD/d  мм,                                    (11.8)

где q = plb нагрузка на единицу длины контакта, Н/мм.

Кроме деформаций в зоне контакта ролика и детали при работе измерительного устройства возникают деформации в опорах ролика. Погрешность Δ3  является систематической.

Неровности на поверхности деталей. Шероховатость контролируемой поверхности Rа < 3,2 мкм  существенного влияния на точность измерения не оказывает, так как упругие и остаточные деформации поверхности при качении по ней измерительного ролика невелики. Однако при более грубой измеряемой поверхности происходит смятие ее гребешков и заметные упругие деформации поверхностного слоя, в результате чего снижается точность измерения.

Кроме шероховатости поверхности на точность измерения влияет некруглость поперечного сечения измеряемой детали. В частном случае, принимая некруглость за овальность, погрешность измерения Δ4 можно представить разностью между длиной окружности эллипса и длиной окружности круглой детали. Погрешность Δ4 случайная.

     Температурные деформации детали и ролика. Температура в процессе измерений диаметра детали в большинстве случаев отличается от температуры, при которой аттестовали диаметр ролика (например, tа = 200C). Кроме того, температура детали и ролика может быть различной. Температурная погрешность Δ5 состоит из двух составляющих: температурной деформации детали и температурной деформации ролика.

Принимая, что измеряемая деталь и ролик имеют равномерное распределение температуры по всей массе, температурную погрешность измерения определяют по следующей зависимости

Δ5= D [αD (tD – 200C) –  αp (tp– 200C)],                                     (11.9)

где αD и αpкоэффициенты линейного расширения детали и ролика; tD и tp— температура детали и ролика.

Однако в реальных условиях обработки крупногабаритных деталей распределение температуры по сечению детали неравномерно. Поэтому определить температурную погрешность расчетным путем практически невозможно. Эта задача может быть приближенно решена для конкретных случаев обработки и измерения на основе экспериментальных данных. Погрешность Δ5 может иметь систематическую и случайную составляющие.

     Неточность установки ролики. Неточность установки ролика относительно оси вращения контролируемой детали может проявляться в виде непараллельности между осью вращения ролика и поверхностью детали  или  в   виде скрещивания осей  ролика  и детали.

Непараллельность между осью ролика и поверхностью детали при наличии радиуса на боковой кромке ролики приводит к уменьшению его обкатного диаметра:

Δр = -2rк (1 – cos α),                                                 (11.10)

где rк — радиус кромки ролика; αугол перекоса ролика.

Погрешность Δ6  от непараллельности определяется по  формуле

Δ6 = 2rк (1 – cos α) · D/d                                           (11.11)

Более существенной является погрешность от скрещивания осей вращения ролика и контролируемой детали. При скрещивании осей ролик проскальзывает, а окружные скорости ролика vp и детали vд связаны зависимостью

vp = vд cos β,                                                                         (11.12)

где β — угол между осями вращения детали и ролика.

За время измерения углы поворота ролика и детали различны и погрешность измерения определяется по формуле

Δ7  = (Δβр /Δβд ) d = D (1- cos β)                                      (11.13)

и вызывает занижение показаний прибора.

Неточности установки ролика стараются устранить двумя способами: точной первоначальной установкой оси ролика и детали или применением специальных шарнирных самоустанавливающихся приспособлений, на которых крепится ролик.

Погрешность вследствие проскальзывания ролика по детали возникает из-за недостаточности усилия прижатия ролика, попадании масла или охлаждающей жидкости на поверхность контролируемой детали и вибраций станка. Для уменьшения погрешности, необходимо правильно выбрать усилие прижатия ролика, а для снижения влияния вибраций не проводить измерения во время резания.

Несовпадение командных и измерительных импульсов. Как известно, счет импульсов, поступающих от фотоэлектрического преобразователя  ролика, осуществляется в промежутке времени между командными импульсами датчика счета оборотов детали (начало и конец счета). Несовпадение командных и измерительных импульсов является причиной ошибок, вносимых счетчиком.

Наибольшая погрешность от несовпадения командных и измерительных импульсов равна конструктивной постоянной ролика

Δ8  = d/p,                                                                    (11.14)

где p — число импульсов за один оборот ролика. Поэтому, чем выше дискретность преобразователь ролика, тем меньше погрешность Δ8. Например, если диаметр ролика 85 мм и за один оборот ролика выдается 10 тыс. импульсов, погрешность Δ8 не превышает 8,5 мкм.

Суммарная погрешность измерения обкатным прибором

Δсм = Δ1 + Δ3 + Δ5 + Δ6 + Δ7 ± Δ22 + Δ42 + Δ52 + Δ82          (11.15)

  11.2. ПРИБОРЫ ДЛЯ ВАЛЬЦЕШЛИФОВАЛЬНЫХ СТАНКОВ

На вальцешлифовальных станках шлифуют и периодически перешлифовывают при их износе валки прокатных станов. Валки имеют  диаметры до 2 м и длину до 8 м.  Особенность валков в том, они имею выгнутую или выпуклую форму, что и обеспечивает равномерную толщину прокатываемого материала. Причем требования к точности формы валков в поперечном и продольном сечении достаточно высокие. Поэтому при шлифовании валков всегда применяют ручные, полуавтоматические или автоматические приборы для контроля формы валков в поперечном и продольном сечении.

Современные вальцешлифовальные станки оснащены многокоординатной системой ЧПУ и прибором активного контроля с широкодиапазонной измерительной скобой. Это позволяет полностью автоматизировать процесс обработки валков со сложной геометрией поверхности.

Конструктивная схема скобы  показана  на рис. 11.7.

Рис. 11.7   Широкодиапазонная скоба для вальцешлифовального станка с  ЧПУ

Скоба смонтирована в  жестком сварном корпусе 1. В скобе установлены две подвижные каретки 7 и 10, служащие для измерения диаметра и устройство 2, служащее для измерения положения оси валка.   Каретки собраны на шариковых направляющих и перемещаются по ним с помощью регулируемого электропривода через безлюфтовой шариковый винт. Каждая каретка имеет  фотоэлектрическим линейным преобразователь Heidenhain для отсчета ее перемещения.

На каждой  каретке установлен двуплечий измерительный рычаг 8 и 11. На одном конце  рычага находится наконечник 9 и 10, контактирующий с поверхностью обрабатываемой детали, на другом – небольшой высокоточный (погрешность ±0,2 мкм) фотоэлектрический преобразователь  Heidenhain типа Metro с диапазоном измерения 12,5 мм. Передаточное отношение плеч рычага 1:1.

Четыре фотоэлектрических преобразователя скобы соединены с микропроцессорным блоком прибора или непосредственно с системой ЧПУ станка и их сигналы, соответствующие перемещению кареток и рычагов, алгебраически суммируются. Это позволяет производить измерение диаметров валков во всем диапазоне перемещения кареток. Кроме того, наличие рычагов с преобразователями с суммарным диапазоном измерения 25 мм позволяет измерять  профиль валка при неподвижных каретках, так как выпуклость (вогнутость) валков не превышает 12 мм. Это существенно повышает точность измерения профиля.

Скоба 1 установлена на шлифовальной бабке над шлифовальным кругом на жесткой шарнирной подвеске 3 и 4 и подводится в рабочее положение с помощью электродвигателя 5 и винтовых передач. В рабочем положении скоба расположена напротив шлифовального круга по его оси и перемещается вместе с ним вдоль шлифуемого валка. Каретки перемещаются по параллельным расположенным рядом направляющим, что позволяет сводить измерительные наконечники практически до контакта и измерять диаметры небольших валков. Таким образом, при перемещении кареток с рычагами и контакте измерительных наконечников с контролируемой поверхностью валка микропроцессорный блок, суммируя сигналы фотоэлектрических преобразователей кареток и рычагов, позволяет определить  абсолютные  размера валка и  профиля его рабочей поверхности.

Скоба снабжена также фотоэлектрическим измерительным устройством 2, расположенным напротив шлифовального круга посредине корпуса 1 скобы. Измерительный наконечник 13 устройства контактирует с поверхностью валка и при перемещении скобы вдоль валка позволяет определить отклонение оси обрабатываемой поверхности от оси опорных шеек валка, то есть конусность валка. По сигналам, полученным от этого преобразователя, система ЧПУ управляет подачей шлифовального круга так, чтобы прошлифованная поверхность валка не имела конусности.

Описанная скоба является автоматическим измерительным прибором, позволяющим измерять форму и диаметр валка до обработки, в процессе обработки и после обработки и выдавать в систему ЧПУ станка всю информацию о текущем   размере и форме  валка  в продольном и поперечном  сечении.

Интересно и необычно построен технологический процесс шлифования валка. В памяти микропроцессорного блока или системы ЧПУ станка занесена идеальная геометрическая кривая продольного профиля валка и допуски на отклонение профиля, формы поперечного сечения и т.п. В процессе шлифования скоба, перемещаясь вдоль валка, непрерывно определяет отклонение реальной поверхности заготовки валка от заданного идеального профиля.  Используя получаемую  информацию, система ЧПУ выбирает и  изменяет режимы обработки (подачу шлифовального круга), приближая продольный профиль валка к идеальной кривой и добивается их полного совпадения в пределах заданного допуска.

Такая автоматическая система обработки чрезвычайно эффективна и обеспечивает получение валков с заданным профилем рабочей поверхности с высокой точностью и производительностью без вмешательства оператора.