Проников А.С. 1995 Т.2 Ч.2 (830967), страница 26
Текст из файла (страница 26)
В системах управления точностью обработки для контроля размеров деталей вне станка используют два вида оборудования: специализированные контрольно-измерительные позиции и КИМ. Контрольно-измерительные позиции строят на основе различных типов измерительных преобразователей, например индуктивных (см. подразд. 9.5). На рнс. 9.34,приведена схема такой контрольно-измерительной позиции для деталей, полученных точением либо шлифованием.
Деталь 1 устанавливают в центрах измерительной позиции 2. Многоканальная измерительная информация с датчиков 3 обрабатывается компьютером 4 (обычно класса РС), имеющим интерфейс связи с системой ЧПУ б, по которому на станок 6 передается программа коррекции либо значения коррекции для обработки следующей детали (см. рис. 9.32). Подобные системы просты в изготовлении, !но обладают ограниченной гибкостью при переходе на изготовление другой детали. Для многоканальных измерительных установок применяют специализированное программное обеспечение, предназначенное для статистического контроля качества деталей и управления технологическим процессом механической обработки (например, система ЯП5-803 фирмы КОМЕО, Германия).
В системах активного контроля деталей типа тел вращения контрольно-измерительные позиции часто строят на основе лазерных и оптических измерительных систем. Отличительными особенностями последних являются бесконтактное и дистанционное измерение, высокие точность и скорость контроля. Примером реализацпи лазерного сканирования является измерительная система фирмы ЕУОО (Германия) (рис. 9.35). Сканирующий пучок получают с помощью синхронно вращающегося нли осциллирующего зеркала. Для обеспечения фиксированного соотношения между временем и измеренным расстоянием используют световой пучок.
Зеркало б врашается синхронным двигателем 7, управляемым стабилизированным генератором 14. Одновременно генератор выдает тактовые импульсы в счетчик 16, фиксирующий размер. Приемный модуль 2 и интерфейс 3 регистрируют время прерывания пучка, которое пересчитывается в расстояние. Основное преимущество сканирования заключается в том, что результат измерения не зависит от положения исследуемого объекта относительно пучка.
Достоинствами являются также отсутствие необходимости переналадкн на изготовление другой детали н возможности модульного исполнения, а также широкий диапазон расстояний измерения и максимальная чувствительность к инородным частицам [1О]. Фирма Ге!п!оо! АО Ьузз (Швейцария) разработала оптоэлектронную измерительную систему ОМВ, в конструкции которой использован Рис. 9.36.
Типовая функциональная схема КИМ Рис. 9.36. Схема измерительной системы на основе лазерного сканирования: à — иередатчвк; 3 — вриемвый модуим 3 — интерфейс; б — лазер: б — объектмз; б — зеркала: 7— гнстерезисный синхронный двигатель;  — окна; Р— детзлтя 10 — объектив; Г! — фотоириемник; гт — блок регистрации края тени; ГЗ вЂ” счетчик; Гб — генератор; Гб — усилитель; Гб — счетчик; П— цифровой индикатор метод теневой проекции. Источник света — лазер„ основой измерительного устройства является ПЗС матрица, строка которой состоит из 2048 элементов, имеет длину 26 мм и ширину 13 мкм.
Измеряемый объект располагают таким образом, что теневая граница верхней кромки находится в зоне детектора. Система позволяет легко переналаживаться на изготовление деталей другого типоразмера, информация о которых может поступать извне по интерфейсу МАР (14). Все более широкое применение в системах управления точностью находят координатно-измерительные машины (КИМ), которые выпускают фирмы: Манзег, Ор!оп, Ьейз (Германия), ОЕА, ОИ- чеШ (Италия), М!!и!оуо (Япония), 51Р (Швейцария), 1о(гапзоп (Швеция), Геггап!! (Великобритания), Кепап(! (Франция) н др. Координатные измерения реализуются комплексом аппаратных и программных средств.
КИМ условно можно разделить на базовую часть, содержащую узлы координатных перемещений, измерительные преобразователи, управляющий вычислительный комплекс (УВК) на основе ЭВМ (либо системы ЧПУ), предназначенный для управления процессом изменения, и измерительную головку, предназначенную для непосредственного измерения координат точек (рис. 9.36). В состав КИМ входят датчики 1 линейных перемещений, установленные в приводах 2 каждой из координат. Сигнал, поступающий от измерительной головки 3 в момент касания детали 5, установленной на столе 4, усиливается и обрабатывается для передачи в ЭВМ 7 и сис- 139 тему хранения данных измерения.
Реверсивные координатные счетчики обеспечивают регистрацию и индикацию текущего положения измерительной головки. По сигналу измерительной головки в память ЭВМ вводятся координаты текущей точки, и после накопления их необходимого числа выполняются расчеты, предусмотренные программой измерений. Результаты измерений с оценкой отклонений выводятся в алфавитноцифровом виде на блок 8 цифровой индикации и на печатающее устройство б, а также могут накапливаться в памяти внешнего запоминающего устройства для последующей обработки. Управление автоматизированными КИМ может осуществляться с помощью автономной подсистемы, либо возможно совмещение функций управления и обработки данных одной ЭВМ, однако при этом исключается совмещение во времени измерения и обработки данных измерения, что влияет на производительность работы КИМ в целом.
Различают КИМ консольного, бесконсольного, мостового и портально-мостового типов (10]. Любой из них может быть дополнен устройствами автоматической загрузки (выгрузки) деталей и интегрирован в систему управления точностью обработки. Тип измерительной головки определяет реализуемые на КИМ способы измерения, требования к системе управления и т. д. Обычно КИМ комплектуют нулевыми измерительными головками (например, датчиками касания типа Реп1зЬаы). Применяют также индуктивные измерительные головки отклонения, позволяющие измерять перемещение наконечника измерительной головки относительно исходной нулевой точки. Технические характеристики КИМ определяются характристиками применяемых в них комплектующих и ее стоимостью. Выпускают КИМ, имеющие повторяемость размера ~0,5 мкм, погрешность измерения ~-2 мкм на 1000 мм длины.
На новой серии измерительных машин Р%М мостовой конструкции фирмы (.Е1Т7. (Германия) теперь перекрывается диапазон измерений от ЗОООХ2000Х ;к',1000 мм (по координатам Х, У, Я соответственно) до !ООООХЗОООХ Х2500 мм. Функциональные возможности ЭВМ по обработке полученных результатов определяются программно-математическим обеспечением, представляющим собой совокупность прикладных и сервисных программ. Программирование для КИМ может быть реализовано тремя основными способами: обычным, заключающимся в ручном составлении алгоритмов и программ", с самообучением, т.
е. при ручном ощупывании первой в серии детали нли эталона с автоматическим запоминанием и последующим воспроизведением траектории движения; логическим, т. е. когда составление необходимых программ в соответствии с заложенными алгоритмами выполняется автоматически по геометрическому описанию детали и перечню контролируемых параметров. Программно-математическое обеспечение выполняет также ряд функций, связанных с обработкой данных измерений: определяет координаты и поправки отдельных измерительных наконечников измерительных головок; формирует системы координат детали, необходимые для правильной оценки результатов измерений, возможности переставлять деталь в про1цессе измерения, не нарушая при этом принципа единства измерения; выполняет расчеты параметров деталей; выполняет статистическую обработку результатов измерений; подготавливает данные для автоматического управления с учетом полученных результатов измерений при выполнении операции; представляет результаты измерений в необходимом объеме и удобном для пользователя виде.
Как правило, для управления работой измерительных позиций и КИМ используют локальные микропроцессоры. Выходные данные подаются на центральный процессор, выполняющий такие функции, как статистический анализ, изменение режимов технологического процесса и др. Передачу результатов измерений между ними, а также связь с системой управления станком предпочтительно организовывать с помощью стандартизированных интерфейсов, например КЯ232 и К8422. В системах управления точностью рекомендуется использовать устрой~ства ЧПУ на базе того же типа ЭВМ, который применен в измерительной позиции илн КИМ.
При этом необходимо учитывать, что во многих случаях автоматическая корректировка погрешностей, оценка допусков на размеры детали и принятие решения о требуемых мерах не могут быть выполнены компьютером без диалога с оператором. Важно также создание унифицированных протоколов передачи и форматов данных для обеспечения совместимости технологического н измерительного оборудования различных изготовителей.
9.5. Контрольно-измерительная аппаратура, применяемая в системах управления точностью Системы управления точностью, как правило, строят на базе микропроцессорных средств, поэтому в любой из них можно выделить цепочку датчик — нормирующий преобразователь — интерфейсный блок— ЭВМ. Измерительный преобразователь (датчик) — это средство измерения, предназначенное для выработки сигнала измерительной информации в форме, удобной для передачи, дальнейшего преобразования, обработки и (или) хранения. Нормирующий преобразователь — это средство обработки результатов измерений, предназначенное для преобразования электрического сигнала от измерительного преобразователя в нормированный сигнал.
В системах управления точностью обработки на металлорежущих станках нашли применение различные типы измерительных преобразователей. Преобразователи линейных и угловых перемещений используют наиболее часто (см. т. 1, гл. 15). Фотоэлектрические преобразователи перемещений разделяют на растровые (инкрементальные) (рис. 9.37, а, в) и кодовые (абсолютные) (рис. 9.37, б, г). Их технические характеристики приведены в табл.
9.2 1131. Фотоэлектрические преобразователи выпускают фирмы Рг. Лойаппез Не1беппе(п (Германия), КЬР— Е1ек(гоп1к (Австрия), Ва1пП (Германия), 1зкга (Югославия). Конструктивно преобразователи угловых перемещений делятся на преобразователи с выходным валом (для крепления на ходовой вал требуется сильфонная муфта), с интегрированной муфтой (Ьпг1асе Мопп1 Яуз1еш) и встраиваемые, не имеющие корпуса. Преобразователи линейных перемещений выпускают длиной до 141 9.2. Технические характеристики фотоэлектрических преобразователей растрового и кодового типов Разрешающая способность Недостатки достоинства Преобразователь Погрешность Простота конст- рукции, относи- тельная дешевиз- на изготовления До 1 мкм на 200 мм До 1" До 0,1 мкм До 36000Х5 импульсов/об. Погрешности от импульсов помех ограничены мгно- венным измерен- ным значением До 5 мкм на 200 мм До 6" До 0.5 мкм До 14 — 18 раз- рядов 30000 мм, конструктивно отличаются по степени закрытости шкал и измерительных головок.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
