Устройство автоматического контроля процесса шлифования деталей

, 15 6 4 В 49/00 ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК А ВТОРСКОМУ С 8 ИДЕТЕЛЬСТВУ зовано для автоматизации проццентрового шлифования деталейврацения. Цель изобретения - пточности обработки за счет введероля деталей в процессе обрабозанный эффект достигается тем,моью двух источников 1,6, светра гма ми 2,7 и фотоэлектрическразователей 3,8, компаратора 1ния, генератора 12 линейно измнапряжения, триггера Шмитта 1314, электронного ключа 15, реле 1нительного механизма 17 осушеконтроль и сравнение обрабатывталей. 3 ил риальны Л. И 1. ( институт сянников ьство (Х(:Р1973ТО.Ч ЛТИ 1(.:КОГОХЛ 111ИФОВЛится к механичесс помощью абраожт быч ьспо, ь(21) 4235508/25-08(57) Изобретение отнккой обработке деталезивного инсчрхмента и есса бес типа тел овышенне ния конт.тки. Ук 1- что с по- а с чиафх преобнапряже.якгцегося , триггера 6 и исполствляется аемых де1504076 31.)бретение относится к механической об рб от ив лет а,1 . Й с и О м ои ь к) 3 О р3 и В и о ГО инструмента и мсжет бьть исн для автоматизации прсцессд оесцентрового п)лифовыпия цилиндрических деталей.Цель изобретения повышение точности процесса плифования за счет введения контроля летдлей в процессе обработки.Ны фиг.приведены структурная схел устройства, на фиг. 2 - схема п)кг)ючения испг)витез)ьнсго механизмы; нд фиг. 3 временные диаграммы работы устройства.Устройство автоматического контроля процесса шлифования Леталей содержит ист)ник 1 света с диафрагмой 2, фотоэлектрический пробр)зв)теь 3, преобрззуюп)пй трджнный от коптролируемой деты,п 4 нтск светы в элекгрпцескпй пмпу,)ьспый сигнал, блск 5 опорноп ндпряж.ни), вк,)к)ц;)оп)ий истцинк 6 свет) с дидфрд мой 7 и фотоэлектрический пробразовель 8, идентичные по свопм техническим характеристикам источникусветы, диафрагме 2 и фотоэлектрицескому преобразователю 3. установленные по отнопению к образцовой детали .) дпылогицно контролируемой детали 4, блок 10 преобразования сигналы, содержащий компдратор 11 напряжения, генератор 2 линейю изменяюпегося напряжения, триггер 11 митта 13 и триггер 14; электронный клк)ц 15, реле 16, испс.)вите.)ьн)й механизм 17 и ре. гулируемук) заслонку 18.Выхолы фотоэлектрических преобразователей 3 и 8 полключень к входам компдраторд 11, выход которого связан с входом генератора 17 линейно ндр)ст)к)пего напряжения и установочным вход)ч триггеры 14 с раздельным запуском. Выход генератора 2 подключен к входу триггера 1 И митта 13, д его выход к вх)ду триггера 14. Вьхд триггера 14 связ;н через электронный ключ 5 с реле 16, контакты которого уп р д ил яют электрической цеп ыю питания исполнительного двигателя 7. Вал последнеп кинел)дтицески связ)н с осью регулируемой заслонки 18.Контролируемая деталь 4 у тднавливается между веду щим шлифовальным кругом 19 и плифов)г)ьных кругом 20 д,я предварительной б)рыбтки детдге) нд опорном ноже, выполненном в виде двух дисков 21, установленных на оси ведущего шлифовдльн)К круга 19 по обеим его сторонам и с(н.линенных между собой плдстиами 22.ОбрдГ)т в)ех)ыя детзль подается в простр;гство между пластинами 22 по .)дгрузочпому лотку 23, снабженному отсека гелем 24, слу жыщим для синхроннои по,)дци деталей 4 для обработки и приводимым электромагнитом, который с помоцьн рыцдгд поворацивает ось 25 отсекдтеля 24 с нендни жно закрепленным нд пс й отсе 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 4кдтелем. После обработки детали 4 скатываются по разгрузочному лотку 26. Шлифовальный круг 27 служит для чистового шлифования деталей. Исполнительный механизм7 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 (НР) 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, возирап)зюшей его при отходе регулирукнцей заслонки 18 от положения, указани)го пд фиг. 2 пунктирной линией, в положение, соответствую)цее 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 детдс)ям 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 мально 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 плас. тинами 22 за счет вращения ведущего круга 19 деталь подается в зону резания. Процесс начинается при подходе детали к линии центров 00 кругов 19 и 20 на некоторую высоту . Припуск на черновую обработку снимается в зоне цернового резания, образующейся шлифовальным кругом 20 и ведущим кругом 19. Шлифовдльндя бабка при подходе детали к зоне чернового резания находится в нижнем положении (О и О). Вращением барабана, представляющего собой совокупность ведущего шлифовального крута 19, дисков 21 и пл)гетин 22, деталь 4 поднимается в зону чернового резания, а шлифовальная бабка в это время автоматически двигается вверх до контакта шлифовального круга 20 с де. тальк).При достижении деталью 4 определенной высоты над линией центров 00 черно 15040765вая обработка заканчивается. При этом шлифовальная бабка останавливается в верхнем положении 00 (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 поло.женин 00 Процесс чистовой обработки заканчивается на высоте, обеспечивакзщей заданную точность шлифования. Эта высота предусматривается согласованием скоростей движения и величин перемещения шлцфовальной бабки и барабана. Б черновук зону подается следующая деталь и процесс повторяется.1 ри 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 . Отраженный поток света является функцией чистоты обработки поверхности, поскольку рельеф микронеровностей существенно рассеивает свет. В результате ца выходе фотоэлектрического преобразователя 3 появляется импульсный электрический сигнал, амплитуда котороо является функцией иадакццего на светочв.ствительный элемент фотоэлектрического преобразователя 3 светового потока. Этот сигнал подается ца один из входов компаратора 11 напряжения, в котором осугцествляется сравнение амплитуды полученного сигнала с постоянным напряжением, подаваемым на второй вход компаратора с выхода блока 5 опорного напряжения.Учитывая, что аналитическое определениефункциональной зависимости отраженного светового потока от чистоты поверхности для данного случая цстаточно сложцо, а также то, что типоразмеры обрабатываемых деталей могут м няться н определенном диапазон (это можно сказать ц о материалс детагей , предстазляется целесообразным блок опорного напряжения строить по схеме измсрительцого фотоимпульсного преобразователя.Блок 5 опорного напряжения вырабатывает постоянное напряжение, амплитуда которого пропорциональна ве,цчице влового потока, отраженного от обращовой детали 9, чистота поверхности и размеры кото.рой соответствуют номинальным значениям параметров обработки. При агом источи и к 6 света и диафрагма 7 идецтичнь по своим характеристикам, соответствукшим измерительным элементам 1 и 2, источник 6 света удален от детали 9 ца то же расстояниеа фотоэлектрический преобразователь 8 асОложец под тем же у Глом по отцоцению к оси светового потока источник 6 деталь 9.Напряжение ца выходс фотоэлектрических преобразователей 3 н 8 (соответств цно на выходах компаратора 11 напря.жения приведено на фиг. За. Еомпаратор 11 напряжения сравнивает напряжение (.)з с опорным (.)и при превышении Г на его выходе появляются импульсы напря.жения (фиг. Зб). Эти импульсы свидетельствуют о том, что данная деталь соответствует предъявленным к ней техническим требованиям на обработку, Импульсыпоступают на вход генератора 12 линейно О изменяющегося напряжения (в данном случас генератора линейно нарастающего напряжения) и вызывают разряд его зарядного элемента (фиг. Зв). После окончания импульса (. начинается заряд зарядного элемента генератора 12.Приход следуюцего импульса разряжаетзарядный элемент прежде, чем на нем напряжение достигает значения, равного пороговому Г Р (фиг. Зв), при котором срабатывает триггер Шмитта,13. Сигнала на вы ходе триггера Шмитта 13 нет и триггер14 находится в прежнем состоянии (каждый вновь приходящий импульс Г поступает также на установочный -вход триггера 14, подтверждая его предыдущее состояние =1, (,)=О. Электронный ключ 15 разомкнут, реле 16 обесточено, реверсивный двигате ь 17 отключен от источника питания.Регулируемая заслонка 18 находится в положении, показанном ца фиг. 1. Датели 4 пкле обработки и контроля поступают на 30 разгрузочный лоток 26.В случае, если какая-либо из деталей4 окажется не соот ветствующей образцу по чистоте обработки поверхности (фиг. За), импульсы 3 и 4), например, в результате засаливания режущей части шлифоваль цых кругов или по другим причицам, рас.сеяние источника 1 света более интенсивно и сктветственно отраженный световой поток слабее отраженного от образцовой детали 9.На выходе фотоэлсктрического преобра.40зовагеля 3 импульсы напряжения (3 и 4 - ц случае поступления послс обработки двух деталей, не сснтветствующих образцу, фцг За) цо амплитуде будут меньше опор.ного напряжения: Г. Сигнала на вых де компаратора 11 не будет..Зарядный элемент генератора 12 заряк;цтся до напряжения выше Г (фиг. Зв) Срабатывает триггер Шмитта 13 ц цапряжеццс и его выходе тацовится равным 1 (фцг. Зг). Этот сигнал поступает на К.вход х григгера 14 и пер клкчает его в состояние 50 =1 (фиг. Зд). Сигнал Я=1 вызываетсрабатывание электронного ключа 15, который подключает обмотку реле 16 к источнику питания. Реле 16 срабатывает и переключает свои контакты (фиг. Зе).Эг ктродвигатечь 17 (фиг. 2) через 55 ограничительный резистор 29, замкнувшиесяконтакты 30 (фцг. 2), замкнутый конечный выключатель 32 (регулируемая заслонка М находится в крайнем верхнем поло.женин) подключается к плюсовой клемме истоцника 28 питания. Электродвигатель 17 приводит в движение регулируемую заслонку 18 за счет кинематицеской связи вала с ее осью 39, вращая ее относительно оси 39 против часовой стрелки. Г 1 ри открыпгии зас;ннки срабатывает конечный выклкчатель 32, размыкая электрицескую цепь электродвигателя 17.Электродвигатель 17 отключается. Заслонка остается в нижнем положении зз счет кинематической связи оси 39 с валом электродвигателя 17. Конечный выклнчатель 37 пружиной 38 при отходе заслонки 18 от верхнего положения замыкает электрическук цепь от клеммы -истоцника питзния до контакта второй контактной группы 36 реле, который находится в вертанем положении, так кдк реле подклкчено к источнику питания (фиг. Зе).Заслонка 18 ндходится в нижнем положении до тех пор, пока не приходит следующий импульс ( ь соответствукзиий детали, шероховатость поверхности которой отвечает образцу 9 (фиг. 3). Ло тех пор, пока импульс Г не пришел, напряжение на здрядном элементе генератора 2 ли. нейно нарастающего напряжения выше порогового Г) (фиг. Зв) и сигнал на выходе триггера 111 митта 13 соответствует 1 (фиг. Зг).В случае, если последующие детали 4 соответствуют по качеству обработки образцовой детали 9, на выходе компзрдтора 11 появляется импульс напряжения (фиг. Зб), который вызывает разряд зарядного элемента генератора 12 (фиг. Зв). Напряжение на входе триггера Шмиттд 13 падает ниже Ги триггер Шмиттд 13 возвращается в исходное состояние (фиг. Зг). Этот же импульс с ь поступая на 8.вход триггера 14, переводит его в состояние 0=0. Гри этом ключ 15 размыкает цепь питания реле 6, обесточивая его обмотку. Контактные группы 31 и 36 (фиг. 2) возвравдаются в исходное состояние. 1 ри этом замыкается цепь, подключая электродвигатель7 к минусовой клемме источника 28 питания (фиг. 2), так как заслонка 18 находится в нижнем положении Электродвигатель 7 запускается, вращая заслонку вверх по часовой стрелке до упора в конечный выключатель 37, который размыкает электрическую цепь:-источникд 28 - НЗ контакты второй контактной группь реле - конец а якорной обмотки электродвигателя 17.Электродвигатель7 отклкчается. Заслонка 18 находится в верхнем пгожении и годные детали 4 поступают нд разгрузочный лоток 26. 11 ри отходе зас,ннки 18 от крайнего нижнего положения вверх пружина 33 возвращает конечный вьклю.чатель 32 в положенис замкнутой электрической цепи на участке + источника28 - конта кт 4 НЗ 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 слуцае, когда несоответствующая образцу деталь возвращается на операцию повторного шлифования, сигнал с выхода реле 14 (например, с выхода Я) поступает на блокировку электромагнита, управлякгцего загрузкой, для того, чтобы не перегружать барабан шлифовального станка.Если данная деталь 4 повторно окажется песоответствукщей образцовой, ее следует у излить из цикла обработки. 10 15 20 Формула изобретения 30 35 40 45 50 55 Устройство автоматического контроля процесса плифования деталей типа тел вращения, устанавливаемых между ведхшим и шлифональным кругами на опорном ноже, выполненном в виде двух соединенных пластинами дисков, установленных нз оси ведущего круга по обеим его сторонам. снабженное шлифональным кругом для предварительной обработки, кинематицески свя. занным с шлифовальным кругом, отличиющееея тем, что, с целью повышения точности процесса шлифования, устройство снабжено двумя идентичными источниками света с диафрагмами, двумя фотоэлектрическими преобразователями, компарзтором напряжения, генератором линейно изменяющегося напряжения, триггером Шмитта, триггером, электронным кючом, реле, исполнительным механизмом и регулируемой заслонкой, установленной на пути перемеп 1 ения обработанной детали, причем первый источник с первой диафрагмой и первый фотоэлектрический преобразователь уста. новлены с возможностьк оптической связи с контролируемой деталью, а второй источник света с второй диафрагмой и вторым фотоэлектрическим преобразователем установлен с возможностью оптической связи с образшм, выход первого фотоэлектрического преобразователя подключен к первому входу компдратора напряжения, выход второго фотоэлектрического преобразователя подключен к второму входу ком паратора напряжения, выход которого соединен с 8-входом триггера и входом генератора линейно изменяющегося напряжения, выход хотороп подключен к входу триггера Шмиттз, выход которого подклкчен к9К-входу триггера, выход которого подключен к злектронному ключу, выход которого подключен к входу реле, выход которого подключен к входу исполнительного меха 0низма, который выполнен в виде двигателя постоянного тока, вал которого кинематически связан с гнарниром регулируе мой заслонки.(.сгдвитеаь Л ГрТ креи И. В росТираж 66ого коми)етд ио изобрстениямМосква, Ж 35, Ра нскаяеа),ский коь)бинат Пат нт, ) пинКор,ектор М. 11 ож11 оаиисноеи открытиям при ГКНндб., л. 45Ужгород, 1 л Гагари