Устройство автоматического контроля процесса шлифования деталей

Устройство автоматического контроля процесса шлифования деталей

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к механической обработке деталей с помощью абразивного инструмента и может быть использовано для автоматизации процесса бесцентрового шлифования деталей типа тел вращения. Цель изобретения - повышение точности обработки за счет введения контроля деталей в процессе обработки. Указанный эффект достигается тем, что с помощью двух источников 1,6 света с диафрагмами 2,7 и фотоэлектрических преобразователей 3,8, компаратора 11 напряжения, генератора 12 линейно изменяющегося напряжения, триггера Шмитта 13, триггера 14, электронного ключа 15, реле 16 и исполнительного механизма 17 осуществляется контроль и сравнение обрабатываемых деталей. 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

4 В 24 В 49/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPGHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Сл

CO

4ь

Ю 3

С5

Фиг.1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4235508/25-08 (22) 27.04.87 (46) 30.08.89. Бюл. Ме 32 (7l ) Братский индустриальный институт (72) Л. P. Мальцев и Л. И1. Овсянников (53) 621.941 (088.8) (56) Авторское свидетельство (.(.(.Р

N< 368011, кл. В 24 В 5/18, 1973. (54) чстРойство лвточлти(н.кого

КОНТРОЛЯ I I POIJ, Е(ХЛ 11IЛ И ФОВ АН И Я Д Е Т ЛЛ Е 1 1 (57) Изобретение относится к механической обработке деталс и с помсицью абразивного инсч 1)у мента н может быч ь lit по,!ь„„SU„„1504076 А 1

2 зовано для автоматизации процесса бесцентрового шлифования деталей типа тел вращения. Цель изобретения — повышение точности обработки за счет введения контроля деталей в процессе обработки. Ука— занный эффект достигается тем, что с помогцью двух источников 1,6, света с диафpd гмами 2,7 и фотоэлектрических преобразователей 3,8, компаратора I I напряжения, генератора 12 линейно изменяк щегося напряжения, триггера Шмитта 13, триггера

14, электронного ключа 15, реле 16 и исполнительного механизма 17 осуществляется контроль и сравнение обрабатываемых деталей. 3 ил

1504076

1!.и>бретение относится к механической

Обр(16отк(.((. T3,1(. è((помо(цьк) абр(1зивного и 1(сTpx xl(.нт3 kt x1oiK(T 6h(Tb 11(. (10 lhdo(33(to;J.lя автоматизации процесса оесцентрового lllëèфовыния цилиндрических деталей.

Цель изобретения новышение точности ироцесса (нлифования за счеT введения контроля .(етале(1 в процессе обработки.

Н(1 фиг. приведены структурн(я схел(ы устройства, на фи(. 2 — схемы подключения исполнительного механизмы; ны фиг. 3 временные диаграммы работы устройства.

Устройство автоматического контроля процесса шлифования деталей содержит ист(>яник 1 света с диафрагмой 2, фотоэлектрическии lip(Обрызовытель 3, нреобры 3Л К>и(ий Отрыж«нный оТ контролируемой деT(I.IIt 4 ll(>T()K светы н алек гри I(. ский и мну.)ьсный сигtlltл, блок > опорноп> нынряж(. ния, HK,IK)«(I(OH(It(1 («TOчH(IK 6 Oн(. T(1 с диd(рры(мой 7 и (()Отоэ.>(. KTptt I(K(I(I Ilp(»6()d8, и,l(. Итичн ы(. Ito o воим Toхнич(. ским характеристикам источнику HOTd диафрагме 2 и фотоэлектрическому преобразователю 3. установленные ио Отношению к o6p331(oBoH,T(. T3ëи ) ((на.1Огично контролируемой детали 4, блок 10 преобразования сигны13, содержащий комиаратор

11 напряжения, генератор 2 линей)ю изменяющегося напряжения, триггер 11!митта

13 и триггер 14; электронный клкэч 15, реле 16, испо.»((IT(льный механизм 17 и регулируемук> заслонку 18.

Выходы фотоэлектрических преобразователей 3 и 8 подключены к в. одам ком(13p3Top;I 11. Hhlxoд которого связан о входом генератора 17 линейно нарыстак>ще го напряжения и установочным входом триггеры 14 с раздельным запуском. Выход генератора 2 подключен к входу триггера (И митта 1 3, ы (l o вы.(од к в: оду триггера 14. Выход триггера 14 связ()н через электронный ключ 15 с реле 16, контакты которого управляют электрической цепью питания исполнительного двигателя 7. Вал иоследнеп> ки нел(ат и чески связан (oc bio регулируемой зыслонки 18.

Контролируемая 1ета Ib 4 у(тынавливается между веду щи м шли фова Ibll ы м кругox1 19 It н(.1ифов((г(ьнь(л1 кругом 20;I,IH предварительной обры(н>тки деталей ны опорном ноже, выполненном в виде двух дисков 21, установленных на оси ведущего шлифова lb(lot î круга 19 ио обеим его сторонам и соединенных между собой пластиными 22.

Обрыбыт IH;lex13H деталь подается в иростр;1(гство между пластинами 22 но загрузочному лотку 23, снабженному Отсека гелем

24, елx ж3щим для синxðîнной Ito,((IHè деталей 4 для обработки и приводимым электромагнитом. который с номо(цьн) рычага поворачивает ось 25 отсекытеля 24 с не(и>дни жно закрепленным ны tl(. и Отсе5

1О

4 кателем. После обработки детали 4 скатываются ио разгрузочному лотку 26. Шлифовальный круг 27 служит для чистового шлифования деталей. Исполнительный механизм 7 выполнен в виде реверсивного электродвигателя постоянного тока.

Первый конец якорной обмотки (конец а) двигателя подключен к минусовой клемме источника 28 напряжения через ограничительный резистор 29, нормально разомкнутый контакт 30 первой контактной группы 3! реле, состоящей из нормально разомкнутого (HP) и нормально замкнутого (НЗ) контактов, и неотключенный при указанном на фиг. 2 положении заслонки 18 контактный механический конечный выключатель 32 нажимного типа с пружиной

33, возираи(()юн(ей его при отходе регулирукнцей заслонки 18 от положения, указан(и>го ны фиг. 2 пунктирной линией, в положение, соответствующее замкнутой электрической цепи. Конечный выключатель

32 установлен в конце пути регулирующей заслонки 18 при ее повороте вокруг своей оси против часовой стрелки от исходноп> положения, соответствующего годным детыс(ял(и показанного на фиг. 2 сплошной линией.

Конец обмотки якоря а двигателя подключен к минусовой клемме источника 28 напряжения через ограничительный резистор 34, нормально замкнутый контакт 35 второй контактной группы 36 реле, состоя щей из нормально разомкнутого и нор ма1btlo замкнутого контактов, и отключенный (при указанном на фиг. 2 положении регулируемой заслонки !8, соответствующем годным деталям) второй конечный выключатель 37 с пружиной 38, установленный в начале пути регулируемой заслонки (фиг. 2). При отходе заслонки 18 пружина

38 возвращает подвижную часть конечного выключателя 37 в положение замкнутой электрической цепи.

При подаче детали в зону между пластинами 22 за счет вращения ведущего круга 19 деталь подается в зону резания. Процесс начинается при подходе детали к линии центров 001 кругов 19 и 20 на некоторую высоту h. Приг(уск на черновую обработку снимается в зоне чернового резания, образующейся шлифовальным кругом 20 и ведущим кругом 19. Шлифовальная бабка при подходе детали к зоне чернового резания находится в нижнем положении (О(и 02). Вращением барабана, представляющего собой совокупность ведущего шлифовального крута 19, дисков 21 и (1.13(.òèí 22, деталь 4 поднимается в зону чернового резания, а шлифовальная бабка в это время автоматически двигается вверх ,lo контакта шлифовального круга 20 с детальк>.

При достижении деталью 4 определенной высоты над линией центров 001 черно1504076

5 вая о<>работка заканчивается. При этом шлифовальная бабка останавливается в верхнем положении 0)0@ (фиг. 1). Предыдущая деталь, прошедшая черновую обработку, подходит к зоне чистового 1:езания, образованной шлифовальным кругом 19.

Шлифовальная бабка начинает автоматически двигаться вниз и останавливается в положении 010. Процесс чистовой обработки заканчивается на высоте, обеспечивак)щей заданную точность шлифования. Эта высота предусматривается согласованием скоростей движения и величин перемещения шлифовальной бабки и барабана. В черновук> зону подается следующая деталь и процесс повторяется.

При выходе из зоны чистового резания деталь подвергается оптикоэлектрическому контролю чистоты поверхности

На деталь 4 падает поток света от источника 1 с диафрагмой 2, установленного на расстоянии l. Отраженный поток света является функцией чистоты обработки поверхности, поскольку рельеф микронеровностей существенно рассеивает свет. В результате на выходе фотоэлектрического преобразователя 3 появляется им пульсн ый электрический сигнал, ах«плитуда которо«о является функцией падак>щего на светочувствительный элемент фотоэлектрического преобразователя 3 светового потока. Этот сигнал подается на один из вхо loB компаратора 11 напряжения, в котором осуществляется сравнение амплитуды полученного сигнала с постоянным напряжением, подаваемым на второй вход компаратора с выхода блока 5 опорногс> напряжения.

Учитывая, что аналитическое определение функциональной зависимости отраженного светового потока от чистоты поверхности для данного случая ц>стато IHo сложно, а также то, что типоразмеры обрабатываеMhlx дсталей могут м(-няться н определенном диапазон< (это можно сказать и о материалс деталей), предста)зляется 1«(.,«есообразным блок опорного напряжения строить по схеме измсрительного фото««мпульс— ного преобразователя.

Блок 5 опорного «апряжения вырабатывает постоянное напряжение, («мплитхда коToI)oI про«к>рциональна ве.«ичине < «)ечо««ого потока, отраженного оТ обра«цовой .«етали

9, чистота поверхности и размеры котор<>й соответствуют номинальным значениям параметров обработки. I 1ðè агом HcT()HHик

6 света и диафрагма 7 иленти «H»l по своим характеристикам, соответствуloll«HM измерительным элсмента vl 1 и 2, источник 6 света удален от детали 9 на то же расстояние а фотоэлектрический преобразователь 8 ()3CIIO. I<)ÆCÍ f10 l TPM ЖЕ У ГЛОМ «IO OTHOI«l(нию к оси свстово.-о потока источник 6 деталь 9.

)!а пряже««ие 1«3 вы ходс фотоэлектрических преобразователей 3 н 8 (с(>ответствс нно на выходах компаратора 11 напряжения приведено на фиг. За. Еомпаратор

11 напряжения сравнивает напряжение

U> с опорным UÄÄ H при превышении (1„„ на его выходе появляются импульсы напряжсния (фиг. 36). Эти импульсы свидетельствуют о том, что данная деталь соответствует предъявленным к ней техническим требованиям на обработку. Импульсы U«) поступают на вход генератора 12 линейно изменяющегося напряжения (в данном случас генератора линейно нарастающего напряжения) и вызывают разряд его зарядного элемента (фиг. Зв) . После окончания импульса UII начинается заряд зарядного элемента генератора 12.

Приход следую«пего импульса разряжает зарядный элемент прежде, чем на нем напряжение достигает значения, равного пороговомх («Р (фиг. Зв), при котором срабатывает триггер Шмитта.13. Сигнала на вы20 ходе триггера Шмитта 13 нет и триггер

14 находится в прежнем состоянии (каждый вновь приходящий импульс UII поступает также на установочный S-вход триггера 14, подтверждая его предыдущее состояние

О=1, Q=O. Электронный ключ 15 разомкнут. реле 16 обесточено, реверсивный двигате.)ь 17 отключен от источника питания.

Регулируемая заслонка 18 находится в положении, показанном на фиг. I. Датели 4 п(>(ле обработки и контроля поступают на

3Q разгрузочный лоток 26.

В случае, если какая-либо из деталей

4 ока кется не соо«ветствующей образцу по чистоте обработки поверхности (фиг. За), импульсы 3 и 4), например, в результате

«засаливания» режх щей части шлифоваль««ых кругов или по другим при на, рассеяние источника 1 света более интенсивно и с<)ответственно отраженный световой поток слабее отраженного от образцовой детали 9.

Н() выходе фотоэл с ктри ческого преобра40 зователя 3 импульсы напряжения (3 и 4— н случае поступления послс обработки двух детал(««, не ссн>тветствующих образцу, фиг За) по амплитуде будут меньше опорноп> напряжения: (.««()..«,,„. Сигнала на вых< де компаратора 11 не будет.

Зарядный элс мент генератора 12 заря)кастся до напряжения выше (. „,ч, (фиг. Зв) .

Срабачывает триггер Шмитта 13 и напряжеl«H(H» еп> выходе < тановится равным «1» (фиг. Зг). Этот сигнал поступает на R-BioT х григгера 14 и перс клк>чает его в состояние с)=1 (фиг. Зд). Сигнал 0=1 вызывает срабатывание электроцного ключа 15, который подключает обмотку реле 16 к источнику литания. Реле 16 срабатывает и переключаст B<)H контакты (фиг. Зе).

Эл< ктродвигатечь 17 (фиг. 2) через

55 <)граннчительный резистор 29, замк««увшиеся контакты 30 (фиг. 2), замкнутый конечный выключатель 32 (рег<;.ëHðóå÷;«H заслонhd l>«находится в крайнем верхнем по lo1504076

Формула изобретения

55 женин) подключается к плюсовой клемме источника 28 питания. Электродвигатель 17 приводит в движение регулируемую заслонку 18 за счет кинематической связи вала с ее осью 39, вращая ее относительно оси

39 прот и в часовой ст рел ки. Г1ри откр ыпг и и зас;н>нки срабатывает конечный выклк>чатель 32, размыкая электрическую пень электродвигателя 17.

Электродвигатель 17 отключается.

Заслонка остается в нижнем положении за счет кинематической связи оси 39 с валом электродвигателя 17. Конечный выклн>чатель

37 пружиной 38 при отходе заслонки 18 от верхнего положения замыкает электрическук> цепь от клеммы «- » источника питания до контакта второй контактной группы 36 реле, который находится в вертанем наложении, так к;IK реле подклк>чено к источнику питания (фиг. Зе) .

Заслонка 18 находится B нижнем положении <о тех нор, пока не приходит следующий импульс U I I, соответствующий детали, шероховатость нов 1>WHocTH hoTopoH отвечает образцу 9 (фиг. 3). Oо тех пор, пока импульс Г!Il не пришел, напряжение на зарядном элементе генератора !2 линейно нарастающегo напряжения выше порогового (.i (фиг. Зв) и сигнал на выходе триггера 111митта 13 соответствует «1» (фиг. Зг).

В случае, если последующие детали 4 соответствуют по качеству обработки образцовой детали 9, на выходе комнарагора

11 появляется имну Ibc напряжения 1 (фиг. 3o), который вызывает разряд зарядного элемента генератора 12 (фиг. ÇB).

Напряжение на входе триггера Шмитта 13 падает ниже „„,, и триггер Шмитта 13 возвращается в исходное состояние (фиг. Зг).

Этот же импульс Г ь поступая на >-вх<>д триггера 14, переводит его в состояние

Q=0. Г!ри этом ключ 15 размыкает цепь иитания реле !6, обесто швая егo обмотку.

Контактные группы;31 и 36 (фиг. 2) возвращаются в исходное состояние. Гlри этом замыкается цепь. подключая электродвигатель 7 к минусoBoH клемме источника

28 питания (фиг. 2), так как заслонка

18 находится в нижнем положении. Электродвигатель! 7 запускается, вращая заслонку вверх Ilo часовой стрелке до упора в конечный выключатель 37, который размыкает электрическую цепь: « — » источника

28 — НЗ контакты второй контактной группы реле — конец и якорной обмотки электродвигате IH 17.

Электродвигатель 7 отклк>чается. Заслонка 18 нахо,тится в верхнем положении и годные детали 4 постхч> >ют на разгрузочный лоток 26. 11ри отходе заслонки

18 от крайнего нижнего положения вверх пружина 33 возвраща T конечный выключатель 32 в положенис замкнутой электрической цепи на участке «+» источника

28 — конта кт 4 Н3 контактов первой контактной группы 31 реле (фиг. 2). Таким образом, исполнительный двигатель управляет работой заслонки, направляя годные детали на разгрузку, а несоответствующие образцу — на повторную обработку.

В необходимых случаях детали, не соответствующие образцовой, могут направляться не на повторную шлифовку, а удаляться из зоны роторного бесцентрового шлифования как бракованные (в тех случаях, когда технологически повторная обработка не устраняет обнаруженные дефекты).

В данном случае, когда несоответствующая образцу деталь возвращается на операцию повторного шлифования, сигнал с выхода реле 14 (например, с выхода Q) поступает на блокировку электромагнита, унравляк>щего загрузкой, для того, чтобы не перегружать барабан шлифовального станка.

Если данная деталь 4 повторно окажется несоответствук>щей образцовой, ее следует удалить из llèêëà обработки.

Устройство автоматического контроля процесса н>лифования деталей тина тел вращения, устанавливаемых между ведущим и шлифовальным кругами на опорном ноже, выполненном в виде двух соединенных пластинами дисков, установленных на оси ведущего круга но обеим его сторонам. снабженное шлифовальным кругом для предварительной обработки, кинематически связанным с шлифовальным кругом, отличиющееея тем, что, с целью повышения точности нроцесса шлифования, устройство снабжено двумя идентичными ис.гочниками света с диафрагмами, двумя фотоэлектрическими преобразователями, компаратором напряжения, генератором линейно изменяющегося напряжения, триггером Шмитта, триггером, электронным ключом, реле, исполнительным механизмом и регулируемой заслонкой, установленной на пути перемещения обработанной детали, причем первый источник с первой диафрагмой и первый фотоэлектрический преобразователь установлены с возможностьк> оптической связи с hoHTpoënðóeìoé дета lblo, а второй источник света с второй диафрагмой и вторым фотоэлектрическим преобразователем установлен с возможностью оптической связи с образщ>м, выход первого фотоэлектрического преобразователя подключен к первому входу компаратора напряжения, выход второго фотоэлектрического преобразователя подключен к второму входу ком паратора напряжения, выход которого соединен с

8-вхо,loм триггера и входом генератора линейно изменяющегося напряжения, выход которого подключен к входу триггера

Шмитта, выход которого иодклк>чен к

1504076

R-входу триггера, выход которого подключен к электронному ключу, выход которого подключен к входу реле, выход которого подключен к входу испол н ительного меха10 низма, который выполнен в виде двигателя постоянного тока, вал которого кинематически связан с гнарниром регулируемой заслонки.

1504076

Heeoom8gmcm8ue (.<>сгывитеаь Л Гришин

1->с. ((> к т < > р 11. К ы с и р. ш Т<"<рея И. В< рес Кор,>ектор М. 11ожо

Зыh;> < 5>! <)(> 2() Тираж (>6> 11одиисное

БН11111111 Г<>с),(ëðñòíå><>«>ã<> коми) еты ио изобретениям и открытиям при ГКНТ СХ(.Р ! 1:!()35, Моеh<>«. Ж 35>, Ры н>окая ныб., л. 4/5

11роиынолственн<>-и.<дате.и ский к<>мбинат «Г1<>т< нт», ). Ужгород, )л Гагарины, 101