Повышение производительности и точности механической обработки заготовок, автоматизация технологических процессов машиностроительного производства вызвали автоматизацию технологических процессов контроля качества. Это и понятно, так как физические возможности человека во многих случаях, типичных для современного машиностроения, не дают возможности контролеру осуществлять качественный контроль размеров и параметров деталей при их серийном и массовом производстве. Человеку не угнаться за автоматической линией, а качество обеспечивать необходимо. Вот человек и стал перекладывать контрольные операции, вслед за операциями обработки, на плечи машин, приборов, автоматов. Средства автоматического контроля размеров связаны с технологическим процессом обработки деталей. По способу такой связи и воздействию на технологический процесс средства автоматического контроля можно классифицировать следующим образом:
средства статистического контроля, при использовании которых проверяется определенная выборка из потока продукции и по результатам измерений корректируется технологический процесс обработки;
средства активного контроля, с помощью которых при достижении заданного размера детали в процессе ее обработки происходит прекращение обработки либо переключение обрабатывающего станка на другой режим, до следующего размера, заданного настройкой станка;
средства активного контроля, с помощью которых регулируется положение режущего инструмента относительно обрабатываемой поверхности по результатам синхронного измерения детали в процессе обработки на технологическом оборудовании (на станках); средства приемочного контроля, предусматривающие сплошной контроль деталей с их сортировкой на две группы: «годные» и «брак»;
средства сортировки, предусматривающие распределение деталей на несколько групп с заданным интервалом сортировки.
По степени автоматизации средства контроля подразделяют на визуальные приборы и приспособления, механизированные приборы и приспособления со светосигнальной или цифровой индикацией, полуавтоматы и автоматы.
Средства автоматического контроля состоят из ряда узлов и приспособлений, имеющих общие черты. Так, к узлам, характерным для многих средств автоматического контроля, можно отнести прежде всего измерительные преобразователи (датчики). Датчики воспринимают измеряемую величину и вырабатывают сигналы измерительной информации в форме, удобной для передачи и дальнейшего преобразования в сигналы управления исполнительными органами, либо другие. Отсюда и название — преобразователи.
Измерительные станции, устройства для загрузки, транспортирования, сортировки — все эти узлы могут входить полностью или частично в конструкцию средств автоматического контроля.
В современных автоматических контрольных приборах применяют самые разнообразные виды преобразователей — электроконтактные, пневматические, индуктивные, фотоэлектрические, радиоактивные датчики, датчики акустические (ультразвуковые) и тензометрические. С принципом их работы Вы ознакомились во второй главе, при рассмотрении методов неразрушающего контроля. А сейчас рассмотрим конструкцию и принцип действия преобразователей нескольких типов, входящих в состав отечественных приборов и средств автоматического контроля. Электроконтактный предельный преобразователь унифицированной конструкции показан на рис. 37. Его механизм размещен в корпусе, закрытом крышками из оргстекла. Изменение контролируемого размера вызывает перемещение измерительного штока 2 и соответствующий поворот двуплечего рычага 8 с подвижными контактами. При замыкании подвижных контактов с неподвижными контактами 6, вмонтированными в регулируемые барабанчики с делениями на конических скосах 7 (как на микрометрах), выдается командный электрический сигнал. Поскольку неподвижные контакты устанавливаются (настраиваются) по образцовым, тщательно выверенным деталям, то выдача командного сигнала происходит в момент достижения требуемого размера. Измерительный шток прижимается к контролируемой поверхности пружинкой 3, которая может регулироваться передвижной планкой 4, закрепленной на измерительном штоке. Крепление самого датчика производится либо с помощью двух резьбовых отверстий на боковой стенке корпуса, либо непосредственно за гильзу измерительного штока. Некоторые конструкции электроконтактных преобразователей имеют в верхней части посадочное отверстие, куда можно устанавливать измерительную головку 5 для настройки и наблюдения за измеряемым размером. Электроконтактные амплитудные преобразователи (рис. 38) предназначены для контроля разности размеров. В конструкцию преобразователя входит фрикционная пара (сцепляемая силами трения), состоящая из рычага 5 с сектором и плоской пружины 1. При движении измерительного штока пружина закрепленная на нем, увлекает рычаг с его сектором. При этом контакты 3 на другом конце рычага могут дойти до упора в неподвижные контакты 2 или 4. При встрече подвижных контактов рычага с неподвижными (в корпусе) рычаг останавливается и при дальнейшем перемещении штока плоская пружина 1 скользит по сектору рычага. Неподвижные контакты включены в электрическую цепь. При замыкании подвижных и одного из неподвижных контактов поступает сигнал о наличии брака и прекращении процесса обработки. Амплитуда колебаний подвижного контакта до его соприкосновения с неподвижными контактами 2 и 4 характеризует поле допуска обрабатываемой детали. Настройка производится по образцовой детали с помощью регулируемого контакта 4.
Электроконтактные преобразователи имеют высокую точность. Смещение настройки, выполняемой в диапазоне от 0 до 1 мм с точностью до 1 мкм, за 4 ч работы не превышает 1 мкм. Они просты в обращении, малогабаритны. Например, описанные преобразователи имеют размеры 190 X 85 Х20 мм (с индикаторной головкой). В зависимости от назначения электроконтактные преобразователи выполняются однопредельными, двух предельными и многопредельными. Однопредельные датчики имеют одну пару контактов. С их помощью можно сортировать изделия, в случае использования для сортировки, на две группы: годные и брак. Двух предел ьные датчики (именно такие рассмотрены нами) имеют две пары контактов и могут использоваться для сортировки изделий на три группы: годные, брак + и брак —. Преобразователи такого типа получили наибольшее распространение.
