1.5. Устройства измерительных позиций систем автоматического контроля

Измерительная позиция содержит механизмы установки и съема изделий (базирование): фиксирующие, предотвращающие поломку измерительных наконечников при установке или съёме изделий; передаточные, предназначенные для передачи результатов измерений от контакта, соприкасающегося с поверхностью детали до измерительной головки, а также для удобства расположения датчика; узлы базирования и вращения детали на измерительной позиции; механизмы непосредственного контроля.

С труктурная схема устройства измерительной позиции представлена на рис. 6.

Рис. 6.Структурная схема устройства измерительной позиции

Деталь Д базируется и зажимается на позиции контроля установочными элементами (УЭ). С деталью взаимодействует первичный измерительный преобразователь (ИП1), который передает информацию вторичному преобразователю ИП2 и далее пороговым элементом ПЭ1, ПЭ2, ..., ПЭ_n. Преобразователи ИП1 и ИП2 подвергают контролируемый параметр масштабному преобразованию, например, усилению и при необходимости заменяют его какой-либо функционально связанной с ним физической величиной, более удобной для обработки, чем этот параметр. Если контролируемым параметром х является линейный размер, то его преобразуют в величину, представляющую собой угол поворота или электрический сигнал у. Если параметр х — шероховатость поверхности, то у либо электрический сигнал, либо давление воздуха, если параметр х — жесткость, то у чаще всего механическое перемещение.

Рис. 7. Статическая характеристика устройства измерительной позиции

Функциональную зависимость у = f(x) (рис. 7) называют функцией преобразования или статической характеристикой устройства измерительной позиции. По этой характеристике производят настройку ПЭ на пороги срабатывания уi = f(x_i) где х_i — нормативные значения параметра х. Поскольку при настройке происходит физическое воспроизведение нормативного значения х, то ПЭ иногда называют элементами, воспроизводящими указанные значения.

В результате сравнения воспроизведенных нормативных значений контролируемого параметра с действительными ПЭ сигнал выдают либо нет. Преобразователь ИП1 совместно с УЭ образует измерительную оснастку датчика-классификатора, а преобразователь ИП2 и ПЭ сам датчик-классификатор. Датчик-классификатор Д-К представляет собой, как правило, стандартный или унифицированный элемент САК. Измерительную оснастку обычно разрабатывают применительно к конкретному автомату и контролируемой детали.

2. Устройства (датчики-классификаторы) для автоматического контроля линейных размеров

Автоматизация и механизация технологических процессов со­провождается все более широким применением измеритель­ных устройств, которые обеспечивают широкую информацию о состоянии производства на всех его стадиях.

Поскольку основное внимание в данной работе направлено на проектирование автомата для контроля длины и глубины полуфабрикатов, рассмотрим в этом разделе устройства (датчики-классификаторы) для контроля линейных размеров.

Информация о состоянии технологического процесса в автоматизированном процессе обычно выражается в виде сигналов какого-либо вида энергии.

В устройствах для автоматического контроля размеров линейные перемещения обычно преобразовываются в другие виды энергии, удобные для дистанционных измерений, а также для связи с си­стемами автоматического регулирования технологического про­цесса.

Важность дистанционных измерений заключается в том, что автоматический контроль линейных размеров деталей в процессе их обработки требует построения малогабаритных элементов (преобразователей), которые могут быть установлены в зоне обработки в труднодоступных местах с целью получения информации об из­менении размера детали. Для целей управления технологическим процессом обычно измерительный импульс преобразовывают в сигнал электрический, так как электрическая энергия является наиболее универсальной и удобной для управления исполнитель­ными органами станков, станочных линий, прокатного оборудо­вания и т. д.

В зависимости от метода преобразования измеряемого линей­ного перемещения устройства автоматического контроля можно разделить на электроконтактные, пневматические, индуктивные, радиоактивные, емкостные, фотоэлектрические, ультразвуковые, оптические, механические и др.

Рассмотрим принцип построения устройств для автоматиче­ского контроля линейных размеров, которые наиболее широко применя­ются в машиностроении.