Общие положения

Оборудование. Средства измерений. Принадлежности

НАСТРОЙКА ИНДУКТИВНОЙ АВТОМАТИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ УПРАВЛЯЮЩЕГО КОНТРОЛЯ МОДЕЛИ Б-2 И ИССЛЕДОВАНИЕ ЗАВИСИМОСТИ ЕЕ ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТИ ОТ ЧАСТОТЫ ПИТАНИЯ ИЗМЕРИТЕЛЬНОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №4

Цель и задание по работе

1. Ознакомление с назначением, техническими характеристиками, принципом действия и устройством автоматической системы Б-2.

2. Изучение и практическое усвоение методики настройки автоматической системы модели Б-2.

3. Приобретение практических навыков работы с системой - исследование зависимости чувствительности системы от частоты питания ее измерительного преобразователя.

Продолжительность работы - 4 часа.

1. Система автоматическая управляющего контроля модели Б-2.

2. Стойка С-II ГОСТ 10197-70.

3. Прибор показывающий с ценой деления 0,005 мм и диапазоном показаний не менее 0,30 мм.

4. Измеритель универсальный цифровой модели Ф-480 ГОСТ 9763-67 (мультиметр).

5. Магазин емкостей.

Система автоматическая модели Б-2 предназначена для управляющего контроля размеров деталей в процессе их обработки на круглошлифовальных станках.

Таблица 4.1 – Основные технические характеристики системы

Диапазон измерений, мм	4...2000
Принцип действия	индуктивный
Количество управляющих команд
Назначение команд: предварительная - переход на шлифование окончательная - прекращение обработки
Цена деления шкалы показывающего устройства ОКУ, мм	0,001; 0,005
Измерительное усилие, Н	6±1
Погрешность измерения, мм, не более: - по шкале с ценой деления 0,001 мм на участке шкалы ± 10 делений от нулевой отметки - по шкале с ценой деления 0,005 мм на участке шкалы ± 10 делений от нулевой отметки	0,001   0,005
Погрешность срабатывания формирователя окончательной команды, мм	0,005
Диапазон показаний, мм: - по шкале с ценой деления 0,001 мм, мм, не более - по шкале с ценой деления 0,005 мм,мм, не менее	0,08   0,400
Диапазон регулирования предварительной команды, мм	0 +100.. 270 -0,020
Готовность к работе с момента включения, мин

Система автоматической модели Б-2, выпускаемая серийно, включает в себя устройство измерительное (скобу) 4 (рис.4.1), отсчетно-командное устройство (ОКУ) 1, измерительный преобразователь 5 и устанавливается на станке с помощью подводящего устройства - кронштейна 2, например, модели БВ-3221. Связь между корпусом скобы и кронштейном шарнирная, осью шарнира является скалка 3.

В процессе контроля скоба ориентируется по поверхности детали в плоскости перпендикулярной ее оси с помощью трех твердосплавных измерительных наконечников 1, 2 и 18 (рис.4.2). Наконечники 1 и 2 вмонтированы в нижнюю измерительную губку 3, жестко связанную с корпусом 6, наконечник 18 – в нижний торец измерительного штока 16, подвешенного к корпусу на плоскопружинном параллелограмме 8;17. Наконечник I прижимается к детали усилием, развиваемым спиральной пружиной подводящего устройства, наконечник 18 (измерительный шток) - пружиной 7.

Рисунок 4.1 - Общий вид автоматической системы управляющего контроля модели Б-2

В верхней части измерительного штока смонтирован механизм настройки скобы, состоящей из микровинта 11 и устройства выборки зазора в микрометрической паре (серьга 13,пружина 9). В торец микровинта 11 упирается измерительный наконечник индуктивного измерительного преобразователя 14.

Рисунок 4.2 - Измерительное устройство (скоба) автоматической системы модели Б-2

Корпус измерительного преобразователя жестко связан с корпусом скобы клеммным зажимом кронштейна 15. Резиновая манжета 12 защищает преобразователь от влаги и пыли, ограничитель хода измерительного штока скобы, выполненный в виде стакана 13 - от повреждений, например, при случайных ударах по штоку или в процессе снятия скобы с готового изделия.

Таблица 4.2 – Основные технические характеристики измерительного преобразователя

Рабочий участок градуировочной характеристики, мм, не менее	0,3
Нелинейность на рабочем участке градуировочнойхарактеристики, % от диапазона измерений, не более
Рабочий ход измерительного стержня, мм не менее	±0,3
Свободный ход измерительного стержня, мм не менее	±0,5
Измерительное усилие, Н	3,25 ±0,25
Чувствительность на рабочем участке градуировочной характеристики, В/мм, не менее	0,2
Частота питания, кГц	10...14
Вариация выходного сигнала, В, не более	0,00002

По своей конструкции измерительный преобразователь системы Б-2 аналогичен унифицированному индуктивному измерительному преобразователю модели БВ-6067 (рис.4.3). Обмотки катушек преобразователя, включенные встречно, образуют смежные плечи измерительного моста на переменном токе. Два других плеча моста - плечи потенциометра R6 (рис. 4.4). Питание моста (симметричное, с заземленной средней точкой) осуществляется от трансформатора Тр₂ задающего генератора ЗГ. Величина напряжения питания - 1,5 В.

Рисунок 4.3 - Измерительный преобразователь модели БВ – 6067

При нейтральном положении измерительного стержня якорь преобразователя расположен симметрично относительно измерительных обмоток. Полное сопротивление Z верхней половины измерительного преобразователя равно полному сопротивлению Z его нижней половины. Мостовая схема сбалансирована: потенциалы точки 4 (разъем Ш1) и щетки потенциометра R6 относительно земли равны между собой, ток в диагонали моста равен нулю.

В общем случае якорь смещен относительно нейтрали, полное сопротивление одной половины измерительного преобразователя увеличено на Z1, соответственно, на Z2 уменьшено полное сопротивление второй его половины. Потенциалы вышеуказанных точек относительно земли неравнозначны, напряжения на входах сумматора (емкости С1 и С2) различны по амплитуде и знаку. Эти напряжения усиливаются транзисторами Т2 и ТЗ и суммируются алгебраически на базе транзистора Т4, образуя напряжение разбаланса, усиленное транзистором Т4, имеет частоту 9...14 кГц и фазу, либо совпадающую с опорным напряжением (напряжением, поступающим на измерительный преобразователь с задающего генератора), либо отличающуюся от него на 180*,в зависимости от того, в какую сторону от нейтрали (вверх или вниз) смещен якорь. Измерительный сигнал с выхода (емкость С5) сумматора проходит через переключатель Ш на вход (емкость С7) усилителя напряжения, усиливается им (коэффициент усиления не менее 160, выходное напряжение не менее 1,1 В) и с выхода (емкость С14) усилителя поступает на вход (емкость С10) фазового детектора ФД,состоящего из усилителя мощности, собранного на транзисторах Т7,Т9 и собственно фазового детектора на транзисторных ключах. Ключи управляются напряжением, поступающим с задающего генератора через трансформатор Тр4.

Рисунок4.4 - Электрическая схема автоматической системы Б-2

Фазовый детектор сравнивает фазу напряжения питания измерительного преобразователя с фазой напряжения разбаланса и преобразует напряжение с частотой 9...14 кГц в постоянное напряжение полярности, зависящей от того, в какую сторону от нейтрали смещен якорь.

Выпрямленное напряжение подается на выход (Т16) фильтра низкой частоты (ФНЧ) и используется для усреднения входного сигнала при контроле изделий с гладкой поверхностью, как усилитель мощности с коэффициентом передачи по напряжению 0,95...0,93,согласующий фазовый детектор с формирователями предварительной ФКП и окончательной ФКО команд (собраны соответственно, на транзисторах Т19...Т24 и ТЗЗ...Т38).

Формирователи команд пороговые элементы, предназначенные для сравнения уровня (напряжения) измерительного сигнала с двумя заранее заданными образцовыми уровнями, один из которых соответствует окончанию чернового шлифования, второй - окончанию чистовой обработки. Образцовые уровни выставляются с помощью делителя опорных напряжений (R62, R63, R64,и R65, R66, R67). Потенциометры R63 и R67,входящие в состав этих делителей, выполняют функции задатчиков. В соответствии с решаемой задачей, формирователи команд имеют по два входа (Вх.1 ФКП, Вх.2 ФКП и Вх.1 ФК0, Вх.2 ФКО) и по одному выходу (Вых. ФКП, Вых. ФКО). Входы Bx.l ФКП и Вх.1 ФКО подключены к выходу ФНЧ, входы Вх.2 ФКО, через трансформаторы Т24 и Т38, - к задатчикам R63 (предварительная команда) и R67 (окончательная команда). С выходами формирователей команд соединены обмотки соответствующих исполнительных реле (Р1 и Р2).

Вспомогательными элементами схемы являются блок питания со стабилизатором напряжения и реле времени.

Блок питания состоит из выпрямительного моста (диоды Д16...Д19),на который подается напряжение порядка 38В (f=50Гц) с силового трансформатора Tpl, стабилизатора постоянного напряжения и сглаживающих С-фильтров на входе стабилизатора (С20) и на выходе из него (С21).Напряжение питания стабилизатора 40...50В, выходное напряжение - минус 30В.

Реле времени РВ предназначено для отключения цепей управления станком на время, пока скоба измерительного прибора находится в нерабочем положении и задержки момента включения цепей управления после установки скобы на деталь на время, необходимое для исключения влияния на точность измерения возникших переходных процессов.

Реле времени, так же, как и формирователи команд, являются пороговым элементом, на один вход которого подается напряжение с выхода ФНЧ (Вх.1 РВ), на второй - напряжение с датчика реле времени R79. Реле времени собрано на транзисторах Т29.. Л32. Нагрузкой его служит блокировочное реле РЗ.

Дата добавления: 2017-02-01