ПРОДУКЦИЯ

Прибор активного контроля «Диметр-1» – это комплекс устройств позволяющий контролировать геометрический размер изделий в процессе обработки на круглошлифовальных станках. Прибор состоит из двух частей; измерительное устройство и микропроцессорный отчетно-командный блок управления. Измерительное устройство устанавливается на станок непосредственно в зону обработки напротив шлифовального круга за счет специальных крепежных элементов. Микропроцессорный блок управления устанавливается рядом со станком на стол или стойку, который позволяет следить за измерением и задавать требуемые параметры измерения.

На основе проведенных НИОКР прибор активного контроля был запатентован (Патент на изобретение №2316420 «Устройство для активного контроля линейных размеров изделий»).

Формула изобретения

Устройство для активного контроля линейных размеров изделий, содержащее узел отсчета и контактный индуктивный преобразователь, у которого измерительный стержень с наконечником и подвижным сердечником установлен на направляющей поступательного перемещения с герметизирующей мембраной, кроме того, его магнитопровод с катушками индуктивности  и исполнительный механизм, расположенные в общем корпусе, о т л и ч а ю щ е е с я   тем, что измерительный стержень преобразователя выполнен трехгранным с внутренним отверстием и установлен на роликовой беззазорной направляющей качения с сепаратором, которая заполнена вязкой жидкостью, а внутри отверстия измерительного стержня закреплена плоская пружина с накладкой из фрикционного материала,  контактирующая с торцем винта,  неподвижного в  направлении  продольной оси измерительного стержня, и установленного в боковом резьбовом отверстии корпуса преобразователя.

Реферат

Изобретение относится к станкостроению и предназначено для автоматического контроля линейных размеров и отклонений формы  деталей, режущего и контрольного инструментов с  минимальными допусками   2…4 мкм и любым числом выступов, начиная с одного, и с минимальной их шириной 0,05 мм на станках на операциях шлифования.

Задачей изобретения является уменьшение погрешности измерения устройства для активного контроля  линейных размеров изделий при выполнении статических и динамических измерений в условиях изменяющихся метрологических и технических характеристик изделий и режимов обработки  и доведения ее до допустимой погрешности, которая предъявляется к универсальным средствам измерения (SDи £ (0,12…0,3)Т).

Прибор активного контроля обладает следующими характеристиками, позволяющими говорить о выгодности его производства:

• Высокая точность и надежность;
• Простота эксплуатации;
• Широкий диапазон измерения;
• Быстрота перенастройки на другой размер.

 

Основные технические характеристики

1. Вид производства изделий мелкосерийное, серийное, массовое.
2. Время перенастройки на другой размер изделия 3..5 мин.
3. Диапазон диаметров измеряемых деталей 3до 120мм.
4. Метод измерения по методу сравнения с мерой, контактный.
5. Метод настройки по аттестованной детали, устанавливаемой в центра станка, по цифровому устройству.
6. Минимальное число выступов детали 1 мм.
7. Наименьшая ширина выступа контролируемой детали от 0 до 0,1мм
8. Наименьшая длина выступа вдоль оси детали от 3 до 5 мм.
9. Принцип преобразования индуктивный.
10. Свободный ход измерительного стержня 1, 2 мм.
11. Масса подвижных элементов преобразователя 0,016 кг.
12. Допустимый припуск на диаметр 1,0 мм.
13. Габаритные размеры преобразователя (ширина х высота х длинна) 19х70х90.
14. Материал измерительных наконечников минералокерамика (ВОК-60): сверхтвердые материалы на основе нитрида бора и алмаза.
15. Предпочтительная форма наконечников: линейные, цилиндрические, плоские.
16. Статическое измерительное усилие 0,25±0,08 Н.
17. Полное измерительное усилие при контроле вращающейся детали не более 0,5 Н.
18. Шероховатость рабочей части наконечников Rа = 0,04 до Rа =0,16 мкм.
19. Направление шероховатости (НШ) на наконечниках должно совпадать с НШ на контролируемой детали.
20. Погрешность измерения диаметров изделий в динамическом режиме при переходе наконечников с гладкой на прерывистую поверхность(и наоборот) и разность показаний в статическом и динамическом режимах работы не должна превышать 10% от допуска на размер.
21. Отчетно-командное устройство: число команд 4, цена деления -0,0005мм, 0,001мм, 0,005мм.

 

Комплектация

Прибор активного контроля состоит из следующих частей:

1. Измерительно устройство с индуктивным преобразователем и механизмом переналадки на другой размер;
2. Крепление измерительного устройства к станине круглошлифовального станка;
3. Отчетно-командное устройство представляет собой микропроцессорный блок с электронной линейкой и цифровым отчетом.
4. Запасной измерительный наконечник.

5*. В дальнейшем планируется комплектовать наконечником для измерения внутренних отверстий.

Структурная схема

Структурная схема прибора активного контроля представлена на рисунке 1.

1. Преобразователь;
2. Измерительное устройство с механизмом переналадки;
3. Подвижный стол станка;
4. Объект контроля (деталь);
5. Шлифовальный круг;
6. Отчетно-командное устройство;
7. Неподвижная станина станка.

Рисунок 1 — Структурная схема прибора активного контроля

 

Ассортимент

В ближайших планах планируется выпускать линейку приборов активного контроля для измерения гладкой, прерывистой, резьбовой поверхности. Для внутреннего и наружного диаметра. В дальнейшем для измерения конусной поверхности.

 

Анализ существующих приборов активного контроля

Для того, чтобы наметить пути повышения точности прибора, авторами был проведен анализ сложившихся в отечественной и зарубежной практике методов проектирования и конструирования измерительных устройств (ИУ), который выявил следующие недостатки:

1 Подвижные элементы механических первичных преобразователей состоят из большого числа деталей, соединенных между собой винтами, а это в условиях вибраций и действия импульсных нагрузок приводит к микросмещениям их взаимного расположения.

2 Плоскопружинная подвеска рычагов и кареток из-за наличия паразитного смещения не обеспечивает точного поступательного перемещения измерительных элементов первичного механического преобразователя.

3 Плоскопружинная подвеска и винтовые пружины не обеспечивают стабильного измерительного усилия.

4 Элементы для перенастройки ИУ на другой размер располагаются в измерительной цепи первичного преобразователя, что приводит к увеличению массы подвижных элементов и микросмещениям в зажиме в условиях вибраций и ударов.

5 Используемые в преобразователях детали и элементы (ножки, рычаги, опоры рычагов, плоскопружинные подвески кареток) не обладают высокой жесткостью и в условиях динамических измерений может изменяться коэффициент передачи, что приводит к появлению дополнительной составляющей погрешности измерения.

6 Подвижные элементы первичного преобразователя ИУ имеют значительную массу (0,6…1,0 кг). Для исключения отрыва наконечника от прерывистой поверхности контролируемой детали под действием сил инерции увеличивают, как правило, статическое измерительное усилие. В момент выхода наконечника с впадины на выступ детали полное измерительное усилие в преоб-разователе может достичь такой величины, при которой контактное напряжение между наконечником и выступом детали превысит допустимое значение. Поверхность детали может повреждаеться. В зоне контакта на детали (инструменте) могут образовываться скрытые микротрещены, что недопустимо.

7 В большинстве случаев ИУ ПАК сконструированы без соблюдение принципа Аббе, а это, как известно, снижает точность измерения.

8 В измерительных устройствах используются однофункциональные элементы (измерительная пружина, электромагнитный или гидравлический арретир, гидравлический регулятор скорости, первичный преобразователь). В результате такого принципа построения измерительные устройства имеют большое количество деталей и винтовых соединений, что приводит к значительным габаритным размерам, материальным затратам и низкой точностной надежности ПАК.

9 В первичном и вторичном преобразователях ИУ используются детали и элементы, выполняющие одинаковые функции (наконечники, измерительные пружины и стержни, направляющие для поступательного перемещения, корпуса).

10 Из-за определенного конструктивного исполнения ИУ ПАК в первичных преобразователях не обеспечивается точное поступательное перемещение измерительных наконечников и параллельность их расположения.

11 Для ограничения размера западания наконечников в разрыв поверхности детали в ИУ применяются неуправляемые гидравлические регуляторы скорости (ГРС). Чтобы исключить отставание наконечника от поверхности обрабатываемой детали, его скорость задают в 1,5…2 раза больше скорости съема металла при черновом шлифовании, что приводит при выхаживании к увеличению полного измерительного усилия ИУ в 10…15 раз статического измерительного усилия ИУ, а это не желательно с точки зрения точности измерения.

12 Важной особенностью ИУ с ГРС для деталей с прерывистой поверхностью является нестабильность измерительного усилия. Поэтому он обладает меньшей точностью, чем универсальные средства измерения.

13 В реальных производственных условиях при активном контроле довольно часто требуется измерять при помощи приборов активного контроля диаметральный размер детали, на который прерывистая поверхность переходит в гладкую. Отсчетно-командное устройство будет показывать на гладкой поверхности увеличение размера. По этой причине ИУ используют на станке для контроля размера деталей только в одном сечении.

Исполнителями разработаны новые принципы построения приборов активного контроля, которые исключают вышеперечисленные  недостатки.

По проведенным расчетам разрабатываемый прибор будет обладать большой надежностью и иметь длительный срок безотказной работы, что позволит клиентам закупать измерительный прибор один раз в 3-5 лет на один станок, уменьшить расходы на покупку нового дорогостоящего оборудования и снизить сроки окупаемости станков до 1 года.