CC BY
22УДК 621.990.1
КАЛИБРОВКА ОБОРУДОВАНИЯ АКТИВНОГО КОНТРОЛЯ Тромпет Герман Михайлович - кандидат технических наук, доцент, Уральский
государственный аграрный университет
(620075, г. Екатеринбург, ул. К. Либкнехта, д.42, тел.: +7(343)221-41-40, e-mail:
german.trompet@gmail.com
Александров Виктор Алексеевич - кандидат технических наук, доцент, Уральский
государственный аграрный университет
(620075, г. Екатеринбург, ул. К. Либкнехта, д.42, тел.: +7(343)221-41-44, e-mail:
alexandrov vikt@mail.ru
Баженов Александр Андреевич - магистрант, Уральский государственный аграрный
университет
(620075, г. Екатеринбург, ул. К. Либкнехта, д.42, тел.: +7(343)221-41-40, e-mail: 333bazhenov333@gmail .com
Рецензент Б.Л. Охотников - доктор технических наук, профессор, профессор кафедры ТМ и РМ ФГБОУ ВО Уральский государственный аграрный университет. (620075 Свердловская область, г. Екатеринбург, ул. Карла Либкнехта, д. 42 тел. +7 904-382-35-66, E-mail: ochotnikovbl@lis.ru)
Ключевые слова: активный контроль, преобразователь, контактный, вибрационный, щуп, подналадка, отчетно-командный блок, индукция, амплитуда. Аннотация
При сборке различных узлов и агрегатов применение качественных деталей позволяет существенно снизить вероятность поломки. Главная задача изготовление деталей — это ужесточенные требования к геометрическим параметрам и шероховатости поверхностей. Для решения данных задач применяются различные методы: применения усовершенствованных станков, разработка новых технологических процессов, применение более квалифицированных кадров, использование различных сплавов для изготовления деталей, применение методов активного контроля. Активный контроль позволяет контролировать параметры детали при самой ее обработке на станке, что я является главным преимуществом перед методами проверки после обработки. Данный метод контроля позволяет существенно снизить количество бракуемых деталей, позволяет производить подналадку станкаили же подавать сигнал рабочему для настройки параметров станка [1].
CALIBRATION OF ACTIVE MONITORING EQUIPMENT H.M. Trompet - candidate of technical Sciences, associate Professor, Ural state agrarian University
(620075, Yekaterinburg, K. Liebknecht str., 42, tel.: +7 (343)221-41-40, e-mail: german.trompet@gmail.com
V.A. Alexandrov - candidate of technical Sciences, associate Professor, Ural state agrarian University
(620075, Yekaterinburg, K. Liebknecht str., 42, tel.: +7 (343)221-41-44, e-mail: alexandrov vikt@mail.ru
A.A. Bazhenov - master's student, Ural state agrarian University
(620075, Yekaterinburg, K. Liebknecht str., 42, tel.: +7 (343)221-41-40, e-mail: 333bazhenov333@gmail .com
Reviewer B. L. Okhotnikov - doctor of technical Sciences, Professor, Professor of TM and RM Department, Ural state agrarian University. (620075 Sverdlovsk region, Yekaterinburg, Karl Liebknecht str., 42 tel. +7 904-382-35-66, E-mail: ochotnikovbl@lis.ru)
Keywords: active control, transducer, contact, vibration, probe, adjustment, reporting and command unit, induction, amplitude.
Summary
When assembling various components and assemblies, the use of high-quality parts can significantly reduce the probability of failure. The main task of production of details is the toughened requirements to geometrical parameters and roughness of surfaces. To solve these problems, various methods are used: the use of improved machines, the development of new technological processes, the use of more qualified personnel, the use of various alloys for the manufacture of parts, the use of active control methods. Active control allows you to control the parameters of the part during its processing on the machine, which is also the main advantage over the methods of verification after processing. This method of control can significantly reduce the number of defective parts, allows you to adjust the machine or give a signal to the worker to adjust the parameters of the machine [1].
При изготовлении различных деталей их качество должно соответствовать заданным нормам. В активном контроле выделяют два параметра качества деталей.
1. Контроль диаметральных размеров
2. Контроль шероховатости поверхности
При контроле параметров используется различное оборудование и способы проверки, но схема активного контроля одинакова (рисунок 1) [2].
Рисунок 1 - Схема активного контроля
Измерительный прибор 1 состоящий из щуповых механизмов, которые не контактируют с измеряемой поверхностью, считывают необходимые показания для дальнейшей их обработки.
Измерительный прибор 2 необходим для преобразования сигналов с щуповых устройств в шкалу измерений прибора.
Командный прибор 3 позволяет преобразовывать аналоговый сигнал в дискретный электрический (сигнал -команду) для подналадки станка.
Усилительный блок 4 служит для усиления сигнал- команды.
Блок контроля 5 предназначен считывания показаний с приборов и их дальнейшую корректировку.
Блок питания 6 необходим для подачи питания на контролируемое оборудование [2].
Данная схема применяется для оборудования использующий контактный метод оценки. Так же применяется бесконтактный метод, основанный на применении оптических свойств. Но в большинстве случаев применяется именно контактный метод, так как он имеет больше преимуществ перед бесконтактным:
1. Применение более дешёвого оборудования
2. Более простая настройка приборов
3. Меньшие требования к квалификации персонала
Главным преимуществом является более высокая точность контроля, за счет непосредственно контакта с самой поверхностью детали.
Прибор, разработанный в Уральском ГАУ виброконтактного типа, состоящий из
трех основных частей: отсчетно-командного блока, преобразователей и оснастка для установки на станок (рисунок 1).
Установка основана, на принципы преобразования контролируемого размера детали в пропорциональные электрические сигналы. Данные, поступающие с первичного преобразователя, формируются в электронном командном блоке и преобразуются в аналоговые сигналы для считывания показателей точности и в два дискретных сигнала для корректировки работы. Оснастка устанавливается непосредственно на станке. Измерение детали происходит во время самой обработки. Данные полученные от отчетно-командного блока помогают скорректировать работу самого станка.
Рисунок 1 - Прибор виброконтактного типа
При наладке измерительного прибора [3,4,5] и при замене измерительного преобразователя необходимо провести его калибровку, т.е. установить заданную дискретность цифровой (стрелочной) индикации, диапазон измерения и линейность характеристики прибора [6].
Для калибровки (линеаризации) преобразователя необходимо снять его характеристику, т.е. определить зависимость его выходного сигнала от перемещения наконечника измерительной оснастки. В этом режиме выходной сигнал, поступающий непосредственно с измерительного преобразователя на показывающий прибор (перемещение стрелки, изменение цифр) изображается в определенных единицах. При перемещении измерительного наконечника преобразователя из одного крайнего положения в другое сигнал меняется, например, в пределах от 0 до 300 (или от -300 до + 300) условных единиц. В зависимости от конструкции и чувствительности измерительного преобразователя могут быть различные условные единицы (мм., мкм., А., кг, и т.д.). По плавности и пропорциональности изменения этого числа по отношению к перемещению измерительного наконечника можно судить об исправности и линейности преобразователя. Кроме того, снятая характеристика позволяет определить положение электрического нуля преобразователя, от которого производится калибровка (линеаризация) прибора.
Калибровку проводят на специальных установках (рисунок 2)и начинают от первой минусовой (нулевой) точки выбранного рабочего участка характеристики. Эту точку устанавливают перемещением столика 1.
В соприкосновение со столиком вводят измерительный наконечник и перемещают столик, тем самым изменяя положение измерительного наконечника (для виброгенераторных преобразователей изменяют амплитуду колебаний). По величине перемещения столика (если на станке - перемещение стола шлифовального или фрезерного станка).
Рисунок 2 - Схема проверки, настройки и калибровки измерительных преобразователей Точность калибровки (линеаризации) зависит от точности перемещения измерительного наконечника калибрующего средства на заданный интервал.
Проверяемые и исследуемые одноконтактные преобразователи 9 и двухконтактные измерительные головки 2 и 8 крепятся в рабочем положении к стойке 7 оптиметра или интерферометра с помощью кронштейнов. В стойку 7 устанавливают цифровую фотоэлектрическую головку 6. Под контактные наконечники устанавливают блоки концевых плоскопараллельных мер длины 3. Проверяемый прибор 4 и фотоэлектрическую головку 6 устанавливают в нулевое положение. Плавным перемещением столика 1 на индикаторе проверяемого прибора 4 последовательно устанавливают показания, соответствующие заданным контрольным точкам и сравнивают их с показаниями образцовой фотоэлектрической головки 6. С целью имитации снятия припуска при обработке последовательно переставляют под контрольными наконечниками соответствующие блоки концевых мер длины 3.
Снятие показаний в каждой конкретной точке проводят 25 раз. Погрешность показаний на заданном участке отсчитывают от нулевого показания и определяют согласно утвержденной методике [7.8], используя средства математической статистики в машиностроении [9].
К аналоговому выходу блока управления подключают цифровой прибор (осциллограф). В соответствии с установленным для конкретного прибора номинальным значением чувствительности выходного аналогового сигнала, выраженным в мкА/мкм, показания прибора приводят к эквивалентным единицам длины. На рисунке 3 представлен специальноеоборудование для калибровки [10].
микрометрическая скобаосциллограф
звуковой генератор частот Рисунок 3 - Устройство для настройки и калибровки
Измерительная головка вместе с оправкой и токосъёмником закреплены в штативе в вертикальном положении. Здесь же закреплены микрометр или рычажная микрометрическая скоба с ценой деления 2 мкм. Для питания датчика использован звуковой генератор (гарант стабильности рабочей частоты). Сигналы, поступающие от измерительной головки, фиксируютсяосциллографом. Вывод
Активный контроль является неотъемлемой частью модернизации станков. При использовании оборудования активного контроля можно существенно повысить производительность работы, уменьшить затраты и время на дополнительную проверку качества деталей, снизить количество бракуемых деталей, но для это нужна его точная калибровка.
Калибровка оборудования позволяет точно настроить прибор для выдачи более верных показаний, ведь от точности проверки зависит качество выпускаемой продукции.
Библиографический список
1. Понятие активного контроля [Электронный ресурс]. - Режим доступа https://dic.academic.ru/dic.nsf/bse/98091/%D0%9A%D0%BE%D0%BD%D1%82%D1%80%D0%BE%
D0%BB%D1%8C
2. Схема активного контроля [Электронный ресурс]. - Режим доступа http://e.lib.vlsu.ru/bitstream/123456789/1345/3/00925.pdf
3. Пат. 2310814 РФ G 01 B 7/12. Универсальный виброконтактный преобразователь размеров/Тромпет Г.М., Александров В.А., Кирсанов Ю.А.
4. Пат. 2552391 РФ G 01 В 7/12. Стержневой виброгенераторный преобразователь/Тромпет Г.М., Александров В.А., Кирсанов Ю.А.
5. Тромпет, Г. М., Александров, В. А. Разработка системы управляющего контроля с использованием виброконтактных приборов / Г.М.Тромпет // Вестник Российского государственного аграрного заочного университета. - 2007. - № 2. - С. 71-72.
6. Тромпет, Г.М., Александров, В.А. Разработка приборов управляющего контроля виброконтактного принципа измерения при механической обработке/Г.М.Тромпет //Труды ГОСНИТИ. - 2015. - Т. 120. - С. 105-107.
7. Тромпет, Г.М., Александров, В.А., Иксанов, В.М. Управляющий контроль при капитальном ремонте двигателей/Г.М.Тромпет // Современные проблемы машиностроения и транспорта: Матер. Всерос.науч.-техн. конф. -Ульяновск:УлГТУ, 2003. - С. 198-200.
8. Тромпет, Г.М., Александров, В.А. Точность изготовления деталей на станке с прибором активного контроля/Г.М.Тромпет// Вестник машиностроения. - 2012. - № 6. -С. 38-40.
9. Этингоф М.И. Автоматический размерный контроль на металлорежущих станках / М.И. Этингоф. -М.: АПР, 2016.
10. Александров В.А. Технологические и метрологические возможности станочного оборудования активного контроля в серийном производстве: монография / В. А. Александров, Г. М. Тромпет. - Екатеринбург: УрГАУ, 2014. - 232с.
Bibliographic list
1. The concept of active control [Electronic resource]. - Access mode
https://dic.academic.ru/dic.nsf/bse/98091/%D0%9A%D0%BE%D0%BD%D1%82%D1%80%D0%BE% D0%BB%D1%8C
2. Scheme of active control [Electronic resource]. - Access mode
http://e.lib.vlsu.ru/bitstream/123456789/1345/3/00925.pdf
3. Pat. 2310814 OF THE RUSSIAN FEDERATION G 01 B 7/12. Universal vibrationally Converter
sizes/Trompet G. M., Aleksandrov V. A., Kirsanov Y. A.
4. Pat. 2552391 OF THE RUSSIAN FEDERATION G 01 B 7/12. Rod vibroseparator the
Converter/Trompet G. M., Aleksandrov V. A., Kirsanov Y. A.
5. Trompet, G. M., Alexandrov, V. A. Development of control control system using vibrocontact
devices / G. M. Trompet / / Bulletin of the Russian state agrarian correspondence University. -2007. - No. 2. Pp. 71-72.
6. Trompet, G. M., Alexandrov, V. A. Development of devices for control control of vibrocontact
principle of measurement in mechanical processing / G. M. Trompet / / Trudy GOSNITI. - 2015. -T. 120. Pp. 105-107.
7. Trompet, G. M., Alexandrov, V. A., Iksanov, V. M. Managing control at capital repair of engines/G.
M. Trompet / / Modern problems of mechanical engineering and transport: Mater. It's okay.science.- tech.Conf.Ulyanovsk: UlSTU, 2003. Pp. 198-200.
8. Trompet, G. M., Alexandrov, V. A. Precision manufacturing parts on the machine with the device
active control/G. M. Trompet/ / Vestnik mashinostroeniya. - 2012. - No. 6. - Pp. 38-40.
9. Etingof M. I. Automatic dimensional control on metal-cutting machines / M. I. Etingof. - Moscow:
APR, 2016.
10. Alexandrov V. A. Technological and metrological possibilities of machine equipment of active
control in serial production: monograph / V. A. Alexandrov, G. M. Trompet. - Ekaterinburg: Usau, 2014. - 232C.
