第二章 工序自动化(3).ppt

2 2检验过程自动化 2 2 1概述一 实现检验过程自动化的意义 1 保证和提高产品质量 2 提高劳动生产率 加速生产过程 降低产品成本 3 减轻工人的劳动强度 1 实现检验过程自动化的途径 1 在机床上安装自动检测装置 在线检测 如磨削过程中 安装在磨床上的自动检测装置 2 在自动线中设置自动检验工位 离线检测 如在自动线中设置对精镗孔测量的工位 曲轴动平衡自动线中设置不平衡量的检测工位等 3 设置专用的检验分类机及分类自动线 如活塞环 滚针 钢球等零件的分类机 连杆称重分类自动线等 2 自动检验的基本过程 3 自动检验的分类 2 2 2加工过程中的自动检验装置 1 直接测量装置 1 外圆磨削自动测量装置 单触点测量装置 1工件 2测量杠杆 3量头体 4喷嘴 5砂轮 6QFQ 2 1型浮标式气动量仪 7 光电控制器 测量头的结构 1工件 2测量杠杆 3量头体 4喷嘴 5锁紧螺钉 6调节螺母 7底座 测量装置的电气控制原理 当浮标上升未切断光源时 光束直射在光电二极管上 使三极管BG1和BG2导通 继电器J1通电 此时J1的常闭触点断开 控制继电器J2不通电 无控制信号输出 当浮标下降切断光源后 三极管BG1和BG2截止 J1断电 J2通电 其常开触点闭合 接通电磁铁DT 控制砂轮退出 2 内圆磨削自动测量装置 内圆磨削的自动测量装置也有多种 如刚性塞规 单触点和双触点测量装置等 刚性塞规的结构和电路简单 但易磨损 工作稳定性较差 测量精度也不很高 通常只在大批和大量生产中用于测量7级精度以下的孔 单触点测量装置存在着与外圆磨削单触点测量装置相同的缺点 因此只应用于工艺系统刚度较好 主轴振动小的情况下 目前在自动和半自动的内圆磨床上广泛采用双触点测量装置 在这种测量装置中常应用电感应式 差动变压器式和气动式传感器作为发信元件 电感应式传感器的双触点测量装置原理图 1 2量爪 3十字片弹簧 4支承块 5弹簧 6电感式传感器 7 9锥面放松螺钉 8锥塞 11量端 12轴 15定位块 工作原理 1 量爪1 2已经进入工件孔中而处于测量状态 量爪1和2 都通过支承块4 十字片弹簧3与测量装置的基架16相连 在上支承块4的右端装有电感式传感器6 在下支承块的右端则装有臂10 其中装有可调节的量端11 与传感器量端接触 上 下量爪1 2各处在弹簧5的作用下而获得一定的测量力 工件孔径尺寸变大时 上量爪绕十字片弹簧顺时针转动 下量爪逆时针转动 从而使传感器测量杆 铁芯 相对于线圈移动 发出尺寸偏差信号 如果工件振动而使量爪摆动 则由于两量爪的转向相同 故传感器发出的信号没有变化 内圆磨削双触点测量装置 工作原理 2 整个装置通过支架13安装在轴12上 在进行测量之前 由于锥塞8楔入螺钉7和9之间 因而量爪1和2收拢 测量时 液压装置驱使锥塞8后退 并带着支架13绕轴12顺时针转动 直至靠在定位支钉14上为止 此时 量爪1 2进入工件孔中 当锥塞8进一步后退 其锥面放松螺钉7和9 于是量爪1 2的量端在孔内张开 靠在被测量的表面上 加工完毕后 量爪1和2必须退出工件 此时 由液压驱动的锥塞8前进 其锥面首先顶开螺钉7和9 图B B 使量爪1 2的量端合拢 传感器6的测量杆与量端11离开 当液动锥塞8进一步前进 将使测量装置的支架13绕立柱12逆时针转动 从而使量爪1 2退出工件 定位块15是在搬运测量装置时固定量爪1 2之用 工作时 应将定位销拔出 将定位块15转动 使量爪1 2能自由摆动 通过螺塞调节弹簧5的压力 可以分别对上 下量爪1和2的测量力进行调整 传感器的信号调整 可借助于手柄调整量端11的位置来实现 量爪1和2以夹箍安装在支承块4的圆柱端上 当用于测量不同直径的工件时 可以进行调整 2 间接测量装置 以间接测量法控制加工过程时 不是用测量装置直接检测工件尺寸的变化 而是利用预先调整好的定程装置 例如行程挡铁或开关 控制机床执行机构的行程 或者借助于专用的装置检测工具的尺寸来间接地控制工件的尺寸 珩磨孔径的间接测量 1珩磨头 2塑料块 3标准环 4珩磨砂条 5支架 6工件 7销8信号发送装置 9挡销 10挡销 2 2 3自动补偿装置 对于一些用调整法进行加工的机床 工件的尺寸精度主要决定于机床精度和调整精度 当工件的精度要求较高 而切削工具磨损较快 即刀具的尺寸耐用度较低时 则机床工作时间不长 工件的尺寸精度就会显著下降 为了恢复机床的调整精度 必须经常停机进行再调整 从而使生产率受到很大的影响 这样 在提高加工精度和充分发挥自动化机床的生产效率之间 就产生了突出的矛盾 为了适应自动化生产中高精度 高效率的要求 在此情况下就需要采用自动补偿装置 1 自动补偿的工作原理 自动补偿装置多采用尺寸控制原则 即在工件完成加工后 自动测量其实际尺寸 当工件的尺寸超出某一规定的范围时 测量装置发出信号 控制补偿装置 自动调整机床的执行机构 或对刀具进行调整以补偿尺寸上的偏差 自动补偿实例 1工件 2镗刀 3镗头 4补偿机构 5工件 6测量头 7控制装置 尺寸公差带与补偿带 Z一正常尺寸带B一补偿带A一安全带 为了避免偶然误差的影响 测量控制信号在送入补偿装置之前 须经过适当处理 通常 当某一个工件的尺寸进入补偿带时 并不立即进行补偿 而将此测量信号储存起来 必须当连续出现几个 例如五件 补偿信号时 补偿装置才会得到动作信号 自动补偿装置应用场合 1 用调整法加工的磨床 例如无心磨床 立轴式和卧轴式的双端面磨床等 当砂轮磨损后 工件尺寸变大 到达一定限度 需进行补偿 这时的补偿运动多由补偿装置驱动砂轮座或导轮座来实现 2 在用于精加工的自动化机床上 当刀具的尺寸耐用度较低时 需借助于自动测量和补偿装置以保证加工精度 并相应地保证生产率 在此情况下 补偿运动大多由特殊结构的镗刀杆来实现 2 2 4检验自动机 检验自动机用以将已经加工好的零件按检验技术要求自动地进行分类或分组 一般来说 检验自动机可将零件分为三大类 即合格品 可返修废品和不可返修废品 在选择装配时 合格品通常又按一定的尺寸偏差 再细分为若干组 所以 检验自动机有时又称为自动分类机 1 钢球自动分类机 2 活塞环厚度自动检验分类机传动系统 1上料推板 2活塞环 3圆环 4传感器 5 6上 下触头 7测量卡规 8固定板 9活门 10电磁铁 11推杆 12分配轴 13 15蜗轮副 14凸轮 16杠杆 17电动机 工作原理 整个系统运动的协调是由电动机17通过蜗轮副15 13 驱动分配轴12而实现 活塞环2贮存在弹仓式上料装置的料仓中 图上未表示 上料推板I由凸轮14驱动 将料仓最下面一只活塞环2推送至半圆形固定板8上 板1和8的半圆拼成一个整圆 将活塞环夹住 凸轮14通过杠杆16 推杆11上端的圆盘将活塞环2顶入旋转着的圆环3的孔中 当活塞环在圆环3中正确地定位以后 测量卡规7的上 下触头5和6进入被测量的活塞环中 其厚度的尺寸信号 由上触头6的移动经测量传感器4的量杆而发出 由于圆环3是转动着的 因而可以对活塞环2整个圆周上轴向的厚度进行测量 如果活塞环2的厚度超出公差范围 就向电磁铁10发送信号 使分类机构的活门9打开 让它落入相应的 过大或过小 分类箱中 动力传递过程 电机17蜗杆15蜗轮13分配轴带轮带轮圆环3分配轴曲柄上料推板凸轮14 往复运动 推杆杠杆16摆轴摆杆推杆11圆盘活塞环推入圆环3孔内 检验分类自动机的电气原理图 分类工作原理 摆动杆5用导线经开关K2与C点相联 触头3 4分别与三极管BG1和BG2的基极联接 当工件尺寸合格时 测量杆6使摆杆5处在两个触点3 4之间 因而管BG1 BG2的基极均开路 管BG1和BG2均截止 分类活门1和2均关闭 合格的工件沿料槽输出 若工件尺寸过小 则量杆的杠杆6下移 压动杠杆5 使之与触头3接触 管BG2因基极电位变化而导通 于是中间继电器P2吸合 其常开触点接合 电磁铁M1动作 其衔铁将分类活门1顶起 过薄的工件落入 过小 的废品箱中 如果工件尺寸过大 则摆动杆5与触头4接触 管BG1导通 中间继电器P1吸合 电磁铁M2的衔铁将分类活门2顶开 过厚的工件落入 过大 的废品箱中 工件离开测量位置