Активный контроль в машиностроении

В решении поставленной XXV съездом КПСС задачи обеспечения всемерного роста эффективности общественного производства и улучшения качества продукции важная роль отводится измерительной технике, в первую очередь автоматизированной, позволяющей наряду с получением объективных данных о качестве продукции повышать производительность контроля и снижать потребность в контролерах.

Весьма важно в машиностроительной промышленности использование контроля не как средства разделения уже готовой продукции на годную и брак, а как средства, управляющего автоматически или с помощью оператора металлорежущими станками с целью получения размера в заданном допуске, предупреждения и исключения брака а также для установления оптимальных режимов обработки, обеспечивающих высокую производительность при высоком качестве обрабатываемой поверхности и отклонениях формы в пределах соответствующего допуска. Такие измерительные средства называют средствами активного контроля.

Применение средств активного контроля увеличивает производительность труда, делает возможным многостаночное обслуживание и комплексную автоматизацию технологических процессов металлообработки, позволяет повысить качество обрабатываемой продукции, что обеспечивает, в свою очередь, повышение точности работы, долговечности и надежности продукции.

Средства активного контроля, применяемые в промышленности, можно разбить на две основные группы.

Средства активною контроля в процессе обработки — те, с помощью которых обрабатываемый размер непрерывно измеряют прямым или косвенным способом и получаемую информацию используют для автоматического или ручного изменения режимов обработки и ее прекращения при достижении заданного размера. Эти средства используют при измерении величины обрабатываемого размера за счет перемещения (подачи) рабочей поверхности режущего инструмента в направлении изменения обрабатываемого размера относительно установочных баз или обрабатываемой детали. К таким видам обработки относят, например, внутреннее шлифование, круглое наружное врезное шлифование, хонингование, плоское шлифование с многократным проходом шлифовального круга по обрабатываемой поверхности, врезное точение и т. п. средства активного контроля после обработки, называемые также подналадчиками, применяют в тех случаях, когда получение заданного размера обеспечивается установкой рабочей поверхности режущего инструмента «на размер», т. е. па определенном расстоянии от установочных баз или оси вращения обрабатываемой детали или инструмента. Информация о размере, получаемая от средства активного контроля н содержащая сведения о том, находится ли обработанный размер в поле допуска или приближается к границам поля допуска, используется для изменения положения рабочей поверхности режущего инструмента, прекращения обработки, остановки оборудования и подачи сигнала для вызова наладчика. К таким видам обработки относят бесцентровое круглое шлифование напроход, растачивание, в том числе и алмазное, обтачивание, плоское шлифование за один проход, развертывание и т. п. Подналадчики применяют и в тех случаях, когда обработку производят инструментом, перемещающимся в направлении изменения обрабатываемого размера, а случайные погрешности обработки невелики по сравнению с допуском.

Основной задачей средств активного контроля можно считать устранение влияния на обрабатываемый размер различных факторов, действующих в системе станок—приспособление — инструмент — деталь (СПИД) систематически и случайным образом: износ режущего инструмента; температурные деформации; упругие силовые деформации, возникающие из-за нестабильности припуска, механических свойств обрабатываемого материала и затупления режущего инструмента и т. д. В ряде случаев средства активного контроля позволяют исключить и температурную погрешность, возникающую из-за непостоянства температуры детали в момент окончания обработки. При этом средства активного контроля или стабилизируют режимы обработки к моменту ее окончания, или непосредственно измеряют температуру, или определяют ее по температурным деформациям и вводят поправку в настройку прибора.

Экономической эффективности применения средств активного контроля достигают за счет сокращения и исключения брака, повышения производительности обработки, поддержания оптимальных режимов и исключения потерь времени на остановку станка и пробные измерения, повышения качества выпускаемой продукции. Например экономический эффект применения прибора активного контроля, определенный только с учетом повышения производительности труда при стоимости прибора 700—900 р., составляет 2,5 тыс. руб. в год.

Основной областью применения средств активного контроля является финишная абразивная обработка деталей, в первую очередь шлифование и хонингование. Это объясняется высокими требованиями к точности обработки и относительно малой размерной стойкостью режущего инструмента. Реже средства активного контроля используют на расточных и токарных станках.

Современные тенденции в создании средств активного контроля состоят в автоматическом управлении станками, так как в промышленности значительно высок парк автоматических и автоматизированных станков. Все вновь проектируемые станки, в которых предусмотрено использование средств активного контроля, рассчитаны на автоматическую связь с этими средствами и на управление с помощью команд, получаемых от них.

Использование жестких калибров в качестве средств активного контроля ограничивает число команд управления станком, исключает тонкое регулирование уровня настройки, не позволяет получить сигнал о величине измеряемого размера в аналоговой форме, не компенсирует неизбежный износ измерительных поверхностей калибра.

Широкое распространение в последнее время в средствах активного контроля получил электронный принцип измерения. Этому способствует быстродействие, возможность преобразования сигнала в нужную и удобную форму, хорошо развитая элементная база для создания приборов, а также наличие стандартизованных вторичных устройств промежуточных преобразований и получение отсчета, сигнала и команд в требуемой форме.

Электронный принцип измерения позволил расширить область применения средств активного контроля на современные методы обработки и металлорежущие станки. Электронные приборы активного контроля используют на станках для скоростного и силового шлифования, где время обработки составляет несколько секунд, такие приборы позволяют выполнять «следящую» подачу режущего Инструмента, поддерживая величину реальной подачи в заданных пределах на станках, где это ие удается осуществить из-за недостаточной жесткости СПИД или других причин с помощью обычных механизмов подачи.

Пневматические приборы, обладая рядом существенных преимуществ (дистанционность измерения, небольшие размеры и простота конструкций измерительной оснастки, возможность бесконтактных измерений, простота получения мощного сигнала измерительной информации, высокая точность), также находят широкое применение в промышленности.