Общие сведения о контрольных автоматах и полуавтоматах

Принадлежности, измерительный инструмент.

НАЛАДКА И УПРАВЛЕНИЕ

АВТОМАТА МОДЕЛИ AVIKO К-1014-А. ЕГО

ИЗУЧЕНИЕ ОТДЕЛЬНЫХ УЗЛОВ

Цель и содержание лабораторной работы.

1.1. Изучить конструкцию отдельных узлов и автомата в целом.

1.2. Изучить принцип действия автомата.

1.3. Освоить методы наладки отдельных узлов автомата.

1.4. Освоить методику настройки автомата в целом.

1.5. Исследование загрузочного устройства автомата.

1.5.1. Определение параметров загрузочного устройства.

1.5.2. Определение времени прохождения шариком загрузочного устройства.

Продолжительность лабораторной работы – 8 часов.

1.6. Автомат модели “AVIKO” K-1014-A/

1.7. Контролируемые шарики – 51шт.

1.8. Штангегциркуль.

1.9. Секундомер.

1.10. Линейка (L > 500мм).

Контрольным полуавтоматом называется устройство, у которого контрольная операция, а также действие исполнительного органа автома­тизированы, но установка детали на измерительную позицию производит­ся вручную. В контрольном автомате автоматизированы все элементы процесса контроля, начиная от загрузки и кончая работой исполнительного устройства.

Рассмотрим структурную схему автомата как наиболее полную для рассматриваемой группы устройств.

Рисунок 7.1. - Структурная схема контрольного автомата.

Детали, прошедшие механическую обработку, перемещаются, как правило, неавтоматически в загрузочное устройство 1 (рис. 7.1) автомата и направляются поштучно с помощью транспортирующего устройства 2 на измерительную станцию 3, состоящую из поворотного устройства 5, бази­рующих и измерительных поверхностей (устройств), и измерительного ор­гана с измерительным преобразователем 7 и, далее, к исполнительному устройству 4. Измерительный сигнал о принадлежности детали к той или иной размерной группе после преобразования блоком 8 поступает в запо­минающее устройство 9 и сохраняется в нем, начиная с момента окончания

контроля до момента подхода проконтролированной детали к исполни­тельному устройству, например, ориентировщику. Как только деталь ока­жется на позиции сортировки, запоминающее устройство выдает соответ­ствующий сигнал, открывается необходимая заслонка сортировщика, де­таль направляется в тот или иной приемный отсек.

3.1. Загрузочные устройства

Загрузочные устройства контрольно-сортировочных автоматов слу­жат для создания запаса контролируемых деталей и их ориентации в про­странстве и времени с тем, чтобы обеспечить нормальную и бесперебой­ную работу измерительного устройства в течение запланированного пере­хода. Загрузочное устройство - важный элемент контрольно-сортировочного автомата, определяющий технические характеристики по­следнего, поскольку в процессе контроля до 90% времени приходится на транспортно-загрузочные операции.

Структурная схема загрузочного устройства представлена на рис. 7.2.

Рисунок 7.2. - Структурная схема загрузочного устройства

Контролируемые детали в достаточном для бесперебойной работы автомата количестве помещают в бункер (обычно в беспорядке, «нава­лом»), который производит их первичную ориентацию и выдает в опреде­ленной последовательности. В зависимости от конфигурации контроли­руемых деталей может потребоваться их дополнительная пространствен­ная ориентация, что осуществляется ориентирующим устройством, кото­рое может быть частью бункера. Ориентированные в пространстве детали по лотку попадают в магазин-накопитель, откуда через определенные про­межутки времени выдаются механизмом поштучной выдачи на транспор­тирующее устройство автомата или непосредственно на его измеритель­ную позицию (в зависимости от конструкции автомата). Таким образом, механизм поштучной выдачи деталей является устройством, ориентирующим детали во времени. Необходимые перемещения подвижных элементов загрузочного устройства осуществляются приводом.

Следует отметить, что названные элементы загрузочного устройства не всегда можно выделить в «чистом» виде при рассмотрении конкретного автомата. Некоторые элементы могут отсутствовать, либо один конструк­тивный элемент может выполнять несколько функций. Так, часто лоток выполняет одновременно и функции магазина.

3.2 Транспортирующие устройства

Транспортирующие устройства предназначены для перемещения контролируемых деталей от загрузочного устройства к измерительной станции и, далее, от измерительной станции к исполнительному устройст­ву. В многопозиционных автоматах непрерывного действия, то есть в ав­томатах, где на транспортирующем устройстве одновременно находится несколько деталей, подвергаемых различным контрольным операциям, транспортирующее устройство переносит детали поочередно с одной из­мерительной позиции на другую.

Транспортирующие устройства во многом предопределяют кинема­тическую схему и конструктивные особенности автомата и оказывают за­частую решающее влияние на его производительность.

Транспортирующие устройства должны обеспечивать:

- - удобство размещения измерительных позиций и исполнительных устройств;

- легкость доступа к регулировочным приспособлениям;

- максимально возможную производительность контроля;

- кинематическую простоту, надежность автомата, его дешевизну;

- возможность перенастройки автомата на контроль деталей дру­гих размеров и другой конфигурации;

- малое влияние на динамическую погрешность измерительной
станции.

Транспортирующие устройства

1) в зависимости от способа транспортирования подразделяются на
устройства с перемещением деталей под действием собственного веса и с
принудительным перемещением;

2) в зависимости от вида движения - на устройства с реверсивным и
с нереверсивным движением;

3) в зависимости от характера движения - на устройства с прерыви­стым и с непрерывным движением;

4) в зависимости от траектории перемещения контролируемой дета­
ли - на устройства с движением детали по прямой, по ломаной, по окруж­ности и по сложной траектории.

Транспортирующие устройства с реверсивным движением осущест­вляют прерывистые перемещения детали. Привод их, как правило, осуще­ствляется от кулачковых механизмов, позволяющих легко получить практически любой

необходимый закон перемещения толкателя, имеющих ма­лые габариты иобеспечивающих простую кинематическую схему устрой­ства. В качестве примера рассмотрим устройство, изображенное на рис. 7.3.

а) б) в)

Рисунок 7.3 – Схемы транспортирующих устройств с реверсивным движением

Возвратно-поступательное движение от кулачка 1 (рис. 7.З а), закреп­ленного на распределительном валу автомата, через рычаг 3 передается толкателю 5. При совпадении отверстия питателя 7 с окном толкателя оче­редная деталь западает в толкатель и перемещается на измерительную по­зицию.

3.3. Измерительная станция

Измерительная станция служит для правильной установки детали относительно базирующих и измерительных поверхностей, а также для формирования и передачи информации о ее принадлежности к той или иной размерной группе.

В общем случае измерительная станция включает в себя следующие сборочные единицы:

а) устанавливающее устройство;

б) базирующие и измерительные поверхности;

в) измерительное устройство;

г) поворотное устройство;

д) устройство для запоминания измерительного сигнала и некоторые
другие.

Устанавливающим устройством называется механизм, осущест­вляющий взаимное сближение контролируемой детали и измерительного органа, установку детали в положение контроля и вывод ее из этого поло­жения. Обычно устанавливающее устройство выполняется в виде толкате­ля.

Основным требованием, предъявляемым к устанавливающему уст­ройству, является правильность установки детали на измерительную пози­цию с тем, чтобы обеспечить наименьшую погрешность контроля при дос­таточном быстродействии автомата в целом. Для удовлетворения этого требования необходимо:

- уменьшать количество кинематических звеньев и выполнять их с оптимальными допусками;

- обеспечивать минимальную скорость соударения толкателя и де­тали, а также детали и измерительных наконечников измерительного орга­на;

- снабжать толкатель амортизатором с тем, чтобы избежать излиш­него давления на деталь и на измерительную базу, а также для быстрейше­го демпфирования колебаний.

Базирующие и измерительные поверхности. Типы измеритель­ных и базирующих поверхностей, наиболее часто встречающиеся при кон­троле цилиндрических деталей, показаны на рис.7.4. Базовые поверхности, указанные на рис.7.4 а и б, одновременно являются опорными поверхностя­ми, по которым детали перемещаются в процессе контроля. Схема «а» со­ответствует контролю диаметра детали плоским ножом пир базировании по ее цилиндрической поверхности, схема «б» - контролю высоты сфери­ческим наконечником при базировании цилиндрической детали на ее то­рец, схема «в» — контролю диаметра детали сферическим наконечником при базировании детали по столу, схема «г» - контролю высот детали сфе­рическим наконечником при ее базировании по цилиндру и по плоскому торцу, схема «д» - контролю диаметра цилиндрическим ножом при бази­ровании детали на плоский торец и цилиндр, схема «е» - контролю высоты сферическими наконечниками при базировании детали по цилиндру и по плоскому торцу.

Рисунок 7.4 - Типы измерительных и базирующих поверностей.

Длина измерительных ножей и базирующих поверхностей при изме­рении деталей в процессе их перемещения зависит от количества деталей, одновременно находящихся под ножом.

Измерительное устройство. Основными требованиями, предъяв­ляемыми к измерительным устройствам, являются:

- высокая точность, стабильность и надежность измерения;

- быстродействие, особенно необходимое в автоматах для многодиапазонной сортировки; мероприятия по повышению быстродействия ав­томата не должны приводить к уменьшению стабильности и надежности
его работы или к чрезмерному усложнению его конструкции.

Измерительные устройства подразделяются на две группы: непо­средственного действия и с преобразованием измерительного сигнала с помощью измерительного преобразователя.

В измерительных устройствах непосредственного действия деталь под действием силы тяжести или под некоторым усилием проходит через предельный клиновидный (рис.7.5а) или раздвижной (рис. 7.5б) калибр.

а)

Рисунок 7.5 - Схемы измерительных устройств непосредственного действия

При использовании предельных калибров механически воспроизво­дится операция ручного контроля. При использовании клиновидного ка­либра деталь перемещается вдоль его кромок и проходит через него в том месте, где ширина зева соответствует размеру детали. Раздвижные калибры имеют циклически изменяющуюся ширину зева, сквозь который прова­ливается деталь в тот момент, когда ширина зева оказывается равной ее диаметру. Синхронно с перемещением подвижной части раздвижного калибра вращается барабан с приемными отсеками. В зависимости от момента прохождения через зев деталь попадает в тот или иной отсек.

Важнейшей частью измерительных устройств с преобразованием из­мерительного сигнала являются ИП, основные типы которых достаточно подробно были описаны ранее.

Поворотные устройства. Поворотные устройства применяются
при необходимости поворота контролируемой детали вокруг своей оси в
процессе контроля. Поворот может осуществляться с помощью различных
механических приспособлений - фрикционных роликов, ремешков, пере­
кинутых через деталь, пружинящих захватов и т. п. или с помощью элек­тромагнитных устройств.

Устройства для запоминания измерительного сигнала. У большинства контрольно-сортировочных автоматов операции контроля и сортировки происходят неодновременно, в результате чего возникает необходимость фиксировать результат контроля, «запоминая» его от момента
контроля до момента сортировки. Эту функцию выполняет «запоминающее» устройство.

Различают кратковременное запоминание, когда изделие должно пройти операцию сортировки на позиции, следующей за измерительной, и длительное, когда заблокированное или проконтролированное по данному

параметру изделие должно пройти еще несколько измерительных позиций, прежде чем поступить на сортировку.

Основными способами запоминания в настоящее время являются электромеханическое и электромагнитное.

Электромагнитное запоминание легче всего осуществляется сле­дующим образом. Якорь 4 электромагнита 5 жестко связан с сортировочной заслонкой 2, причем в его катушке протекает ток, достаточный для того, чтобы удерживать якорь в притянутом состоянии (заслонка закрыта). В момент окончания контроля изделия, размер которого не соответствует заданному, электромагнит обесточивается, якорь под действием пружины 3 отпадает, заслонка открывается. После прохождения забракованного изделия в приемный лоток 7 заслонка механически возвращается в исходное положение толкателем 6, после чего обмотка электромагнита по команде командоаппарата автомата становится под напряжение (рис. 7.6).

Рисунок 7.6 – Схема электромагнитного запоминающего устройства.

Наиболее совершенными являются устройства с записью результатов контроля на магнитную ленту с централизованной (рис. 7.7.а) и индивидуаль­ными (рис. 7.7.б) линиями связи.

а) б)

Рисунок 7.7 – Запоминающие устройства с записью информации на магнитную ленту с централизованной (а) и индивидуальной (б) линиями связи.

При централизованной линии связи сигнал о номере сортировочной группы подается с измерительного преобразователя 1 и порогового уст­ройства 2 на одну из пар электроконтактов, замыкая его. При этом с мно­гочастотного генератора 3 поступает электрический сигнал заданной час­тоты на записывающую головку 7 и намагничивает с этой же частотой ферромагнитный носитель, нанесенный на барабан 5, непрерывно вра­щающийся синхронно с транспортирующим устройством. Каждой сортировочной группе соответствует сигнал определенной частоты. При прохождении намагниченного участка носителя мимо считывающей головки 8 в последней индуцируется напряжение, пропорциональное скорости изменения магнитного потока. Сигнал со считывающей головки подается на полосовой фильтр 11, настроенный на определенную частоту пропускания. Таким образом, полосовые фильтры являются заслоном от частот других групп и пропускают частоту своей сортировочной группы. Сигнал с фильтра поступает на усилитель 9, который включает исполнительный орган 10, открывающий сортировочную заслонку, соответствующую размеру детали, подошедшей к данной сортировочной группе.

Перед позицией записи носитель размагничивается стирающей го­ловкой 6.

Электромеханические ЗУ представляют собой стирающиеся запоми­нающие устройства непрерывного или прерывистого действия, как прави­ло, с индивидуальной линией передачи информации. Пространственное положение записи информации у ЗУ заранее задано расположением меха­нического носителя информации на движущемся диске. Характер движе­ния носителя зависит о вида движения дисков 2 и тесно связан с характе­ром движения транспортирующего органа автомата.

Электромеханические ЗУ могут иметь два конструктивных решения:

- секционное, при котором каждая секция передает только инфор­мацию определенной сортировочной группе;

- круговое, при котором носители информации всех сортировочных
групп расположены на одном диске.

Носители информации, имеющие два устойчивых положения, могут быть выполнены в виде штырей либо в виде лепестков.

Независимо от конструктивного решения и вида носителя информа­ции электромеханические ЗУ имеют общий принцип действия. От измерительного устройства сигнал в зависимости от номера сортировочной группы подает­ся на один из электромагнитов, который переводит носитель информа­ции 2 (штырь или лепесток) в рабочее положение. Штырь или лепесток при своем движении к моменту подхода детали к заданной преобразователем сортировочной позиции нажимает на рычаг и повора­чивает его. Рычаг замыкает контакт, через который на исполнительный элемент сортировочного устройства подается напряжение. Исполнитель­ный элемент открывает сортировочную заслонку, и деталь попадает в со­ответствующий отсек. Перед позицией записи информации носитель ин­формации кулаком, возвращается в исходное положение.

3.4. Исполнительные устройства

Исполнительные устройства предназначены для направления про­контролированных деталей в тот или иной канал в зависимости от резуль­татов контроля, подачи сигнала о номере сортировочной группы и подраз­деляются на силовые, направляющие, сигнальные и маркирующие. На­правляющие исполнительные устройства обычно именуются сортировщи­ками.

Силовые измерительные устройства сами перемещают проконтроли­рованную деталь в тот или иной канал и поэтому являются относительно мощными устройствами. Привод силовых исполнительных устройств ме­ханический, пневматический, гидравлический или электрический.

Направляющие устройства (сортировщики) сами не перемещают из­делия, а лишь направляют их по тому или иному каналу, переставляя за­слонку или открывая люк. Привод сортировщиков обычно механический, электрический или смешанный.

К сортировщикам предъявляются следующие требования:

1)— удобство разводки деталей по сортировочным отсекам;

2)- предотвращение повреждения деталей при перемещении по сор­тировщику и при ударах друг о друга;

3)-удобство подхода к сортировочным каналам и отсекам;

4)- предотвращение возможности заклинивания деталей в сортиро­вочных каналах и отсеках;

5)- достаточно высокая производительность.
Сортировщики классифицируются по следующим признакам:

- по виду движения сортируемых деталей - на устройства с движе­нием деталей под действием силы тяжести и устройства с принудительным
движением детали;

- в зависимости от формы и способа передачи измерительного сиг­
нала к сортировочным элементам - на устройства с кратковременным и
устройства с длительным запоминанием;

- по конструктивному выполнению - на устройства шахтного типа,
поворотные, дисковые и транспортерные устройства.

Сортировочные устройства шахтного типа относятся к устройствам с перемещением деталей под действием силы тяжести и, как правило, рабо­тают с кратковременным запоминанием измерительного сигнала. По кон­струкции они представляют собой комбинацию наклонных и вертикальных шахт с системой сортировочных заслонок, управляемых электромагнита­ми.

В простейшем случае сортировочное устройство данного типа пред­ставляет собой наклонную (рис. 7.8а) или вертикальную (рис. 7.8г) шахту с системой сортировочных заслонок 2, оси вращения которых связаны с тя­гами электромагнитов. Встречая на своем пути одну из открывшихся заслонок. деталь скатывается в соответствующий сортировочный канал, от­куда попадает в сортировочные отсеки автомата

Рисунок 7.8 – Схема сортировочного устройства.

Для деталей небольших и средних размеров иногда бывает целесо­образно применение дисковых сортировочных устройств. Транспорти­рующим органом такого сортировочного устройства может служить либо диск транспортирующего устройства с вертикальным (рис. 7.9а) или с го­ризонтальным расположением вала, либо самостоятельный диск (рис. 7.9б), вращающийся синхронно с диском транспортирующего устройства.

а	б
Рисунок 7.9. - Дисковые сортировочные устройства

Маркирующие исполнительные органы ставят отметку на поверхно­сти детали, указывая на ее принадлежность к определенной группе брака или годности. Сигнальные органы дают сигнал о виде брака, номере груп­пыи т.д. В этом случае они, как и маркирующие, играют вспомогательную роль.

Дата добавления: 2017-02-01