Системы активного контроля размеров (САК-Р) находят широкое применение на металлорежущих станках и автоматических линиях, используемых чаще всего на финишных операциях механической обработки деталей. Использование САК-Р устраняет влияние на качество продукции различных факторов производственного процесса. Станок, оснащенный САК-Р, может работать в автоматическом режиме по жестко наперед заданной программе управления. Во время обработки САК-Р обеспечивает непрерывное получение сигнала, пропорционального отклонению контролируемого размера детали от заданного значения. По мере снятия с детали припуска на обработку САК-Р выдает команды управления электро- и гидроавтоматике станка на переключение скоростей подачи режущего инструмента, прекращение подачи на некоторый интервал времени и отвод инструмента от детали, как только размер окажется в пределах поля допуска. Каждый рабочий цикл управления станком начинается по сигналу «начало цикла», поступающему извне (от электроавтоматики станка), либо от возбуждаемого в самой САК-Р сигнала о наличии очередной заготовки в рабочей позиции на станке.
В САК-Р информационные сигналы об изменении размера детали в процессе обработки получают при помощи одно- или двухконтактных измерительных головок, наконечники щупов которых постоянно находятся в контакте с обрабатываемой поверхностью. Контактное (измерительное) усилие наконечника на поверхность детали выбирается в пределах 70…150 грамм. Контактный способ получения информации об изменении контролируемого размера детали устраняет влияние на точность контроля охлаждающей жидкости, стружки и шлама, образующегося в процессе резания, вибрации детали и станка и микронеровностей поверхности детали.
Системы активного контроля размеров фирмы MARPOSS существенно отличаются от аналогичных по назначению средств других фирм. К основным отличиям следует отнести:
а) использование в САК-Р двух измерительных преобразователей с существенно нелинейными характеристиками преобразования (измерительной головки и прибора);
б) применение в измерительной головке контактного принципа взаимодействия с объектом контроля (деталью) и одинарного индуктивного чувствительного элемента;
в) использование в САК двух базовых «архитектур» организации преобразований измерительных сигналов для решения задач контроля и управления.
Измерительная головка, то есть первичный измерительный преобразователь, предназначена для получения сигнала о значении контролируемой величины (отклонения размера от номинального значения) и приведения его к форме и значению, удобным для дальнейшего использования. В головках фирмы MARPOSS выходной величиной является индуктивность одинарного чувствительного элемента. Изменение индуктивности служит входной величиной для электронного прибора САК.
Электронный прибор, то есть вторичный измерительный преобразователь, служит для линеаризации и нормирования характеристики преобразования сигналов в системе, а также для выполнения ряда функциональных преобразований, определяемых назначением САК.
Так как измерительная головка, имеющая нелинейную характеристику преобразования, включена последовательно с электронным прибором, то для получения результирующей характеристики в виде линейной зависимости выходной величины Y от входной Х в приборе должно производиться нелинейное преобразование. Это преобразование и называется линеаризацией.
Линеаризация в САК-Р может осуществляться разными способами. Фирма MARPOSS для этой цели использует в приборах специальный линеаризирующий трансформатор.
Для обеспечения высоких показателей качества САК-Р и экономической эффективности их изготовления и эксплуатации, технические решения унифицированы. Унификация – это использование во всей гамме САК одинаковых технических решений: корпусов приборов, разъемов для входных и выходных цепей, источников питания, печатных плат, применение таких нормализованных узлов, как масштабно-линеаризирующего преобразователя, программно-командного блока, системы памяти, и, наконец, нормирование характеристик отдельных узлов, то есть приведение к одинаковым уровням измерительных сигналов в «контрольных точках» электрических схем, заранее оговоренных техническими документами.
Нормирование характеристик преобразования САК-Р, как и линеаризация, являются важными и обязательными операциями.
К функциональным преобразованиям в приборах САК-Р относятся:
- запоминание измеренных значений;
- выполнение логических операций;
- сравнение измеренных значений контролируемой величины с «уставками» команд, управление режимами резания или станком;
- выдача команд управления в станок, в том числе и на завершение цикла изготовления детали;
- непрерывное отслеживание изменения контролируемой величины стрелочным или цифровым индикаторами, расположенными на лицевой стороне прибора САК-Р;
- подтверждение выдачи команд управления в станок светосигнальным устройством (светофором).
Конкретный набор функциональных преобразований зависит от назначения САК-Р, модели станка, формы поверхности детали, типа измерительной головки и других параметров.
Фирма MARPOSS имеет два основных вида САК-Р:
1. одноканальные САК-Р, используемые с однощуповыми головками, или их аналогами, а также с двухщуповыми головками;
2. двухканальные САК-Р, используемые с двухщуповыми головками или с блоками, состоящими из двух однощуповых головок.
Парк этих САК-Р составляет на Волжском автомобильном заводе примерно 70…80%.