第5章檢測自動化2

1、2022-3-16武漢理工大學(xué)機(jī)電學(xué)院1/37一、概述一、概述二、傳感器二、傳感器三、加工過程中的自動檢測三、加工過程中的自動檢測四、工件尺寸的自動補(bǔ)償四、工件尺寸的自動補(bǔ)償五、自動測量機(jī)構(gòu)五、自動測量機(jī)構(gòu)第五章第五章 檢測自動化檢測自動化2022-3-16武漢理工大學(xué)機(jī)電學(xué)院2/37為何要實(shí)現(xiàn)加工過程檢測自動化？ 目的：利用各種自動化的檢測裝置，自動地對加工對象的有關(guān)參數(shù)及工藝過程不斷地進(jìn)行在線檢測，及時地對制造過程中被加工工件質(zhì)量進(jìn)行控制，確保制造系統(tǒng)的正常運(yùn)行。 實(shí)現(xiàn)檢測自動化的優(yōu)點(diǎn)：u 消除人為誤差，使檢測結(jié)果穩(wěn)定可靠；u 采用先進(jìn)的在線檢測儀器，實(shí)現(xiàn)動態(tài)監(jiān)測，提高檢測精度；u 加工工

2、藝過程與自動測量過程重合，大大地降低了輔助時間，提高了勞動生產(chǎn)率;節(jié)約了制造成本。2022-3-16武漢理工大學(xué)機(jī)電學(xué)院3/37直接測量直接測量裝置裝置 在加工過程中，工人不停機(jī)就可測量工件的尺寸，可以通過自動在加工過程中，工人不停機(jī)就可測量工件的尺寸，可以通過自動檢驗(yàn)裝置在機(jī)床加工的同時，自動測量工件尺寸的變化，并根據(jù)測量檢驗(yàn)裝置在機(jī)床加工的同時，自動測量工件尺寸的變化，并根據(jù)測量結(jié)果發(fā)出相應(yīng)的信號，控制機(jī)床的加工過程。結(jié)果發(fā)出相應(yīng)的信號，控制機(jī)床的加工過程?？梢钥梢?變換切削用量變換切削用量 停止進(jìn)給停止進(jìn)給 退刀、停車等退刀、停車等 能主動控制加工過程，防止產(chǎn)生廢品能主動控制加工過程，防

3、止產(chǎn)生廢品主動檢驗(yàn)主動檢驗(yàn)間接測量間接測量裝置裝置 用量頭直接測量工件的尺寸變化，主動監(jiān)視和控制用量頭直接測量工件的尺寸變化，主動監(jiān)視和控制機(jī)床的工作。機(jī)床的工作。 可檢驗(yàn)外圓、孔、平面、斷續(xù)表面等加工表面?？蓹z驗(yàn)外圓、孔、平面、斷續(xù)表面等加工表面。 根據(jù)被測表面的形狀特征不同和機(jī)床的工作特點(diǎn)不根據(jù)被測表面的形狀特征不同和機(jī)床的工作特點(diǎn)不同，有不同的結(jié)構(gòu)形式。同，有不同的結(jié)構(gòu)形式。 依靠事先調(diào)整好的定程裝置，控制機(jī)床的執(zhí)行部依靠事先調(diào)整好的定程裝置，控制機(jī)床的執(zhí)行部件或刀具行程的終點(diǎn)位置來間接控制工件的尺寸。件或刀具行程的終點(diǎn)位置來間接控制工件的尺寸。三、加工過程中的自動檢驗(yàn)三、加工過程中的自

4、動檢驗(yàn)2022-3-16武漢理工大學(xué)機(jī)電學(xué)院4/37加工過程自動測量的基本過程加工過程自動測量的基本過程 工件工件 1 在機(jī)床在機(jī)床 4 上上進(jìn)行加工的同時，自動進(jìn)行加工的同時，自動測量頭測量頭 2 對其進(jìn)行測量。對其進(jìn)行測量。將所測得的工件尺寸變將所測得的工件尺寸變化量經(jīng)過信號轉(zhuǎn)換放大化量經(jīng)過信號轉(zhuǎn)換放大器器 3 轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電壓轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電壓信號，經(jīng)放大后送回機(jī)信號，經(jīng)放大后送回機(jī)床的控制系統(tǒng)，通過執(zhí)床的控制系統(tǒng)，通過執(zhí)行機(jī)構(gòu)行機(jī)構(gòu) 5 控制加工過程?？刂萍庸み^程。 2022-3-16武漢理工大學(xué)機(jī)電學(xué)院5/37自動測量裝置自動測量裝置做保障做保障 為了避免工藝系統(tǒng)的彈性變形影響測量精度

5、，測量觸點(diǎn)不宜布置為了避免工藝系統(tǒng)的彈性變形影響測量精度，測量觸點(diǎn)不宜布置在砂輪的對面，應(yīng)布置在砂輪橫進(jìn)給相垂直的方向在砂輪的對面，應(yīng)布置在砂輪橫進(jìn)給相垂直的方向?qū)⒂|點(diǎn)接觸在將觸點(diǎn)接觸在工件的上母線或下母線上。工件的上母線或下母線上。單觸點(diǎn)測點(diǎn)的布置單觸點(diǎn)測點(diǎn)的布置2022-3-16武漢理工大學(xué)機(jī)電學(xué)院6/37 在磨床上精磨外圓時，要求磨床實(shí)現(xiàn)：在磨床上精磨外圓時，要求磨床實(shí)現(xiàn)： 大進(jìn)給量（粗磨）大進(jìn)給量（粗磨） 小進(jìn)給量（精磨）小進(jìn)給量（精磨） 停車停車1、單觸點(diǎn)測量裝置、單觸點(diǎn)測量裝置 此裝置由測量頭此裝置由測量頭 3、QFP-2-1 型型浮標(biāo)式氣動量儀浮標(biāo)式氣動量儀 6 和和GK-4 型

6、晶體管型晶體管光電控制器光電控制器 7、9 組成。量頭組成。量頭 3 裝裝在磨床工作臺上，測量杠桿在磨床工作臺上，測量杠桿 2 的硬的硬質(zhì)合金端與工件質(zhì)合金端與工件 1 的下母線相接觸，的下母線相接觸，另一端面另一端面B與氣動噴嘴與氣動噴嘴 4 之間具有一之間具有一定的間隙定的間隙 Z。杠桿。杠桿 2 的的 A 部削薄使部削薄使其具有一定的彈性，以保持觸頭對工其具有一定的彈性，以保持觸頭對工件的測量力。在加工過程中，工件直件的測量力。在加工過程中，工件直徑逐漸減小，間隙徑逐漸減小，間隙 Z 也隨著減小，也隨著減小，故浮標(biāo)逐漸下降。故浮標(biāo)逐漸下降。 當(dāng)工件到達(dá)規(guī)定的尺當(dāng)工件到達(dá)規(guī)定的尺寸時，浮標(biāo)

7、正好切斷光源寸時，浮標(biāo)正好切斷光源控制器控制器 7 從燈泡從燈泡 8 發(fā)出發(fā)出的光束，于是光電傳感器的光束，于是光電傳感器 9 輸出一個信號，控制砂輸出一個信號，控制砂輪輪 5 退出工件。退出工件。2022-3-16武漢理工大學(xué)機(jī)電學(xué)院7/37測量頭的結(jié)構(gòu)測量頭的結(jié)構(gòu) 杠桿杠桿 2 具有一定的彈性，具有一定的彈性，以保持觸頭對工件的測量力。以保持觸頭對工件的測量力。 量頭體量頭體 3 裝在底座裝在底座 7 的垂的垂直槽中，用螺釘直槽中，用螺釘 5 鎖緊。底座鎖緊。底座 7 固定在機(jī)床的工作臺上，其固定在機(jī)床的工作臺上，其底面結(jié)構(gòu)根據(jù)工作臺面的型式底面結(jié)構(gòu)根據(jù)工作臺面的型式確定。確定。 松開螺釘

8、松開螺釘 5，可以借助于，可以借助于螺母螺母 6 調(diào)節(jié)量頭的高低位置。調(diào)節(jié)量頭的高低位置。2022-3-16武漢理工大學(xué)機(jī)電學(xué)院8/37 測量裝置底座測量裝置底座 10 用螺釘緊固在機(jī)床用螺釘緊固在機(jī)床工作臺上，測臂工作臺上，測臂 5 和和 8 通過油缸驅(qū)動進(jìn)通過油缸驅(qū)動進(jìn)入或退出測位。由入或退出測位。由差動變壓器差動變壓器制成的傳制成的傳感器感器 18 固定在測量架固定在測量架1上。下測臂上。下測臂 8 籍籍片彈簧片彈簧 7 與測量架與測量架 1 相連，相連，8 的左端與傳的左端與傳感器感器 18 的測頭接觸。整個測量架的測頭接觸。整個測量架 1 用兩用兩個錐形支釘個錐形支釘 17 支承并可

9、繞支釘軸心擺動。支承并可繞支釘軸心擺動。彈性支釘彈性支釘 20 頂在滑塊頂在滑塊 12 的平面上，以的平面上，以承受測量架承受測量架 1 的重量。上下測臂的重量。上下測臂 5 和和 8 間的距離，可根據(jù)工件尺寸的大小，在旋間的距離，可根據(jù)工件尺寸的大小，在旋松緊固螺釘松緊固螺釘 4 后，轉(zhuǎn)動帶齒輪的小軸后，轉(zhuǎn)動帶齒輪的小軸 3，使齒輪在固定齒條使齒輪在固定齒條 2 上滾動，從而使上測上滾動，從而使上測臂臂 5 上下移動進(jìn)行調(diào)整。上下移動進(jìn)行調(diào)整。2、液壓式雙觸點(diǎn)自動測量裝量、液壓式雙觸點(diǎn)自動測量裝量 至于上下測臂相對于工件中心的位置，可松開螺釘至于上下測臂相對于工件中心的位置，可松開螺釘16，

10、轉(zhuǎn)動齒輪，轉(zhuǎn)動齒輪14，移動滑塊，移動滑塊12來進(jìn)來進(jìn)行調(diào)整。滑塊行調(diào)整?；瑝K12及其刻度板又用板彈簧與支座及其刻度板又用板彈簧與支座10相聯(lián)。通過微調(diào)螺釘相聯(lián)。通過微調(diào)螺釘15，可對上下測臂的，可對上下測臂的中心高度進(jìn)行微調(diào)。中心高度進(jìn)行微調(diào)。 2022-3-16武漢理工大學(xué)機(jī)電學(xué)院9/37上下測臂的調(diào)整上下測臂的調(diào)整 上、下測臂的調(diào)整系用標(biāo)準(zhǔn)上、下測臂的調(diào)整系用標(biāo)準(zhǔn)工件進(jìn)行。首先使下測臂工件進(jìn)行。首先使下測臂8與標(biāo)與標(biāo)準(zhǔn)工件輕輕接觸，然后調(diào)整上測準(zhǔn)工件輕輕接觸，然后調(diào)整上測臂臂5使之與標(biāo)準(zhǔn)件接觸。當(dāng)指針使之與標(biāo)準(zhǔn)件接觸。當(dāng)指針13落在中間刻線上時，表示上測落在中間刻線上時，表示上測臂臂5作

11、用在標(biāo)準(zhǔn)工件上的接觸力作用在標(biāo)準(zhǔn)工件上的接觸力正合適正合適(約約0.20.25公斤力公斤力)。下。下測臂的測量力，由傳感器中的彈測臂的測量力，由傳感器中的彈簧決定，約為簧決定，約為0.2 0.25公斤力。公斤力。2022-3-16武漢理工大學(xué)機(jī)電學(xué)院10/37特點(diǎn)及應(yīng)用特點(diǎn)及應(yīng)用 此測量裝置控制磨削過程最后發(fā)出三此測量裝置控制磨削過程最后發(fā)出三個控制信號：粗磨結(jié)束進(jìn)入精磨，控制相個控制信號：粗磨結(jié)束進(jìn)入精磨，控制相應(yīng)接觸器或電磁閥，減小砂輪進(jìn)給量；精應(yīng)接觸器或電磁閥，減小砂輪進(jìn)給量；精磨結(jié)束進(jìn)入光磨，控制相應(yīng)接觸器或電磁磨結(jié)束進(jìn)入光磨，控制相應(yīng)接觸器或電磁閥停止進(jìn)給；工件磨到尺寸發(fā)出信號使砂閥

12、停止進(jìn)給；工件磨到尺寸發(fā)出信號使砂輪架和測量裝置快速退回。輪架和測量裝置快速退回。 由于測架由于測架1是用支釘是用支釘17支承在滑塊支承在滑塊12上，上，從而可以上下擺動，工作時上測臂從而可以上下擺動，工作時上測臂5以工件以工件的上母線為基準(zhǔn)，用下測臂的上母線為基準(zhǔn)，用下測臂8測量下母線至測量下母線至上母線的距離，即工件的直徑，因而只有上母線的距離，即工件的直徑，因而只有當(dāng)工件尺寸變化時才反映信號，而工件中當(dāng)工件尺寸變化時才反映信號，而工件中心對量頭的相對偏移以及加工中的振動都心對量頭的相對偏移以及加工中的振動都不會影響測量結(jié)果。不會影響測量結(jié)果。 2022-3-16武漢理工大學(xué)機(jī)電學(xué)院11/

13、37雙觸點(diǎn)氣動測量裝置雙觸點(diǎn)氣動測量裝置 裝在上測量卡爪一端的擋銷裝在上測量卡爪一端的擋銷11與裝在下卡爪上的噴嘴與裝在下卡爪上的噴嘴14之間形成測量間隙之間形成測量間隙 Z。當(dāng)工件。當(dāng)工件的直徑在磨削中減小時，兩個測量卡爪相對運(yùn)動的結(jié)果使間隙的直徑在磨削中減小時，兩個測量卡爪相對運(yùn)動的結(jié)果使間隙 Z 逐漸減小，從而通過氣動逐漸減小，從而通過氣動量儀發(fā)出相應(yīng)的控制信號。由于上下測量卡爪可繞小軸量儀發(fā)出相應(yīng)的控制信號。由于上下測量卡爪可繞小軸3擺動，因而能消除工件回轉(zhuǎn)時振擺動，因而能消除工件回轉(zhuǎn)時振動的影響。動的影響。 下測量卡爪下測量卡爪13以以滾動軸承安裝在座塊滾動軸承安裝在座塊3上，可以繞

14、小軸上，可以繞小軸3擺擺動。座塊動。座塊6與支承板與支承板5聯(lián)成一體，安裝在傳聯(lián)成一體，安裝在傳動滑板動滑板4上。上測量上。上測量卡爪卡爪8用片彈簧用片彈簧10安安裝在下卡爪裝在下卡爪13的上部，的上部，并在片彈簧并在片彈簧7的作用的作用下對工件產(chǎn)生測量力。下對工件產(chǎn)生測量力。彈簧銷彈簧銷2則使下卡爪則使下卡爪貼緊工件的下母線。貼緊工件的下母線。2022-3-16武漢理工大學(xué)機(jī)電學(xué)院12/37 雙觸點(diǎn)測量裝置能保證較高的測量穩(wěn)定性，同時便于自動引進(jìn)和退雙觸點(diǎn)測量裝置能保證較高的測量穩(wěn)定性，同時便于自動引進(jìn)和退離工件，離工件，在自動和半自動的磨床上、曲軸磨床上廣泛使用。在自動和半自動的磨床上、曲

15、軸磨床上廣泛使用。 結(jié)構(gòu)簡單，厚度尺寸很小，適合磨削位于兩端面之間的短軸頸。結(jié)構(gòu)簡單，厚度尺寸很小，適合磨削位于兩端面之間的短軸頸。雙觸點(diǎn)氣動測量裝置特點(diǎn)及應(yīng)用雙觸點(diǎn)氣動測量裝置特點(diǎn)及應(yīng)用2022-3-16武漢理工大學(xué)機(jī)電學(xué)院13/37與外圓磨床相似，易受安裝誤差和振動影響。與外圓磨床相似，易受安裝誤差和振動影響。剛性塞規(guī)剛性塞規(guī)雙觸點(diǎn)測量裝置雙觸點(diǎn)測量裝置單觸點(diǎn)測量裝置單觸點(diǎn)測量裝置 結(jié)構(gòu)和電路簡單，容易磨損，工作穩(wěn)定性差，測結(jié)構(gòu)和電路簡單，容易磨損，工作穩(wěn)定性差，測量精度不高，用于測量精度低于量精度不高，用于測量精度低于IT7以下的孔。以下的孔。 廣泛使用。電感應(yīng)式、差動變壓器式、氣動式廣

16、泛使用。電感應(yīng)式、差動變壓器式、氣動式內(nèi)圓磨削雙觸點(diǎn)自動測量內(nèi)圓磨削雙觸點(diǎn)自動測量2022-3-16武漢理工大學(xué)機(jī)電學(xué)院14/37內(nèi)圓磨削雙觸點(diǎn)自動測量原理內(nèi)圓磨削雙觸點(diǎn)自動測量原理 量爪量爪1，2 進(jìn)入工件孔中而處于測量狀態(tài)。量爪進(jìn)入工件孔中而處于測量狀態(tài)。量爪 1 和和 2 都通過支承塊都通過支承塊4、十、十字片彈簧字片彈簧3與測量裝置的基架與測量裝置的基架16相連。在上支承塊相連。在上支承塊4的右端裝有電感式傳感器的右端裝有電感式傳感器6，在下支承塊的右端則裝有臂在下支承塊的右端則裝有臂10，其中裝有可調(diào)節(jié)的量端，其中裝有可調(diào)節(jié)的量端 11，與傳感器量端接觸。，與傳感器量端接觸。上、下量

17、爪上、下量爪 1、2 各處在彈簧各處在彈簧 5 的作用下而獲得一定的測量力。工件孔徑尺寸變的作用下而獲得一定的測量力。工件孔徑尺寸變大時，上量爪繞十字片彈簧順時針轉(zhuǎn)動，下量爪反時針轉(zhuǎn)動，從而使傳感器測大時，上量爪繞十字片彈簧順時針轉(zhuǎn)動，下量爪反時針轉(zhuǎn)動，從而使傳感器測量桿量桿(鐵芯鐵芯)相對于線圈移動，發(fā)出尺寸偏差信號。如果是由于工件振動而使量爪相對于線圈移動，發(fā)出尺寸偏差信號。如果是由于工件振動而使量爪擺動，則兩量爪的轉(zhuǎn)向相同，傳感器不發(fā)出信號。擺動，則兩量爪的轉(zhuǎn)向相同，傳感器不發(fā)出信號。2022-3-16武漢理工大學(xué)機(jī)電學(xué)院15/373、斷續(xù)表面自動測量裝置、斷續(xù)表面自動測量裝置 裝有護(hù)帽

18、裝有護(hù)帽 2 的測量噴嘴的測量噴嘴 11 安裝在支承塊安裝在支承塊 10 上，護(hù)帽上，護(hù)帽 2 的上端面比噴嘴高出的上端面比噴嘴高出0.1毫米。在支承塊毫米。在支承塊5上裝有可調(diào)螺釘，其端面與噴嘴形成測量氣隙。這樣當(dāng)鍵槽上裝有可調(diào)螺釘，其端面與噴嘴形成測量氣隙。這樣當(dāng)鍵槽從量頭下通過時，由于護(hù)帽從量頭下通過時，由于護(hù)帽2的作用，其測量氣隙總等于的作用，其測量氣隙總等于0.1毫米，而當(dāng)花鍵外圓毫米，而當(dāng)花鍵外圓部分與測頭接觸時，測量氣隙的大小就決定于工件外徑尺寸。部分與測頭接觸時，測量氣隙的大小就決定于工件外徑尺寸。 上下測桿上下測桿 5 和和 1 的硬質(zhì)的硬質(zhì)合金測頭與工件合金測頭與工件 4

19、的外圓的外圓表面接觸，另一端則分別固表面接觸，另一端則分別固定在支承塊定在支承塊 7 和和 10 上。支上。支承塊承塊 7 和和 10 各用兩片平行各用兩片平行的片彈簧的片彈簧 8 支承，彈簧支承，彈簧 6 用以對工件產(chǎn)生測量力，擋用以對工件產(chǎn)生測量力，擋塊塊9 用以限制支承塊的行程。用以限制支承塊的行程。氣隙2022-3-16武漢理工大學(xué)機(jī)電學(xué)院16/37 刀具的磨損對工件尺寸有直刀具的磨損對工件尺寸有直接影響接影響 加工精度要求低，刀具耐用加工精度要求低，刀具耐用度高時，問題不突出。度高時，問題不突出。 依靠事先調(diào)整好的定程裝置，依靠事先調(diào)整好的定程裝置，控制機(jī)床的執(zhí)行部件或刀具行程的控制

20、機(jī)床的執(zhí)行部件或刀具行程的終點(diǎn)位置來間接控制工件的尺寸。終點(diǎn)位置來間接控制工件的尺寸。 例如：行程擋鐵或行程開關(guān)例如：行程擋鐵或行程開關(guān) 在車床上用停車擋塊控制工件在車床上用停車擋塊控制工件的軸向尺寸的軸向尺寸 組合機(jī)床用擋鐵和行程開關(guān)控組合機(jī)床用擋鐵和行程開關(guān)控制加工循環(huán)制加工循環(huán) 自動和半自動磨床用定程法磨自動和半自動磨床用定程法磨削工件削工件間接測量裝置間接測量裝置2022-3-16武漢理工大學(xué)機(jī)電學(xué)院17/37 珩磨過程中對孔徑進(jìn)行自動測量，要比內(nèi)圓磨削要困難一些珩磨過程中對孔徑進(jìn)行自動測量，要比內(nèi)圓磨削要困難一些珩磨頭珩磨頭堵塞了孔的整個空間。堵塞了孔的整個空間。 主要問題主要問題如

21、何可靠地安置量頭。如何可靠地安置量頭。非接觸式測量非接觸式測量將噴嘴安裝在珩磨頭體上，與珩磨頭一起往復(fù)運(yùn)動，在將噴嘴安裝在珩磨頭體上，與珩磨頭一起往復(fù)運(yùn)動，在孔的全長上進(jìn)行測量?？椎娜L上進(jìn)行測量。量頭無磨損，測量精度高。量頭無磨損，測量精度高。磨粒和金屬細(xì)粒、冷卻液對噴嘴工作產(chǎn)生影響。磨粒和金屬細(xì)粒、冷卻液對噴嘴工作產(chǎn)生影響。珩磨自動測量珩磨自動測量2022-3-16武漢理工大學(xué)機(jī)電學(xué)院18/37珩磨過程自動測量裝置珩磨過程自動測量裝置 在工件在工件 6 上方的支架上方的支架 5 中，裝有可轉(zhuǎn)動的中，裝有可轉(zhuǎn)動的標(biāo)準(zhǔn)環(huán)標(biāo)準(zhǔn)環(huán) 3，此標(biāo)準(zhǔn)環(huán)的孔徑與被加工孔在珩磨，此標(biāo)準(zhǔn)環(huán)的孔徑與被加工孔在珩磨

22、后的尺寸相應(yīng)。在每一珩磨砂條后的尺寸相應(yīng)。在每一珩磨砂條 4 的末端，帶的末端，帶有塑料有塑料(或電木或電木)塊塊 2。每當(dāng)珩磨頭。每當(dāng)珩磨頭 1 向上到最高向上到最高位置時，塑料塊位置時，塑料塊 2 進(jìn)入標(biāo)準(zhǔn)環(huán)進(jìn)入標(biāo)準(zhǔn)環(huán) 3 的孔中，當(dāng)工的孔中，當(dāng)工件的余量未被切除時，珩磨頭的外徑小于環(huán)件的余量未被切除時，珩磨頭的外徑小于環(huán) 3 的孔徑。在珩磨過程中砂條逐漸向外脹開，亦的孔徑。在珩磨過程中砂條逐漸向外脹開，亦即珩磨頭連同塑料塊即珩磨頭連同塑料塊 2 的外徑不斷增大，等到的外徑不斷增大，等到工件孔徑達(dá)到要求的尺寸時，塑料塊工件孔徑達(dá)到要求的尺寸時，塑料塊 2 進(jìn)入環(huán)進(jìn)入環(huán) 3的孔中后，便以摩擦

23、力帶動標(biāo)準(zhǔn)環(huán)的孔中后，便以摩擦力帶動標(biāo)準(zhǔn)環(huán) 3 轉(zhuǎn)動。環(huán)轉(zhuǎn)動。環(huán) 3 上的銷上的銷 7 壓在信號發(fā)送裝置壓在信號發(fā)送裝置 8 上，發(fā)出停車上，發(fā)出停車信號。擋銷信號。擋銷 9 和和 10 用以限制環(huán)用以限制環(huán) 3 的轉(zhuǎn)動角度。的轉(zhuǎn)動角度。 2022-3-16武漢理工大學(xué)機(jī)電學(xué)院19/37 對于一些用調(diào)整法進(jìn)行加工的機(jī)床，工件的尺寸精度主要取決于機(jī)對于一些用調(diào)整法進(jìn)行加工的機(jī)床，工件的尺寸精度主要取決于機(jī)床精度和調(diào)整精度。當(dāng)工件精度要求高，而切削工具磨損較快床精度和調(diào)整精度。當(dāng)工件精度要求高，而切削工具磨損較快刀具刀具的尺寸耐用度較低時，則機(jī)床的工作時間不長，工件的尺寸精度就會顯的尺寸耐用度較低

24、時，則機(jī)床的工作時間不長，工件的尺寸精度就會顯著降低。為了恢復(fù)機(jī)床的調(diào)整精度，就必須進(jìn)行再調(diào)整著降低。為了恢復(fù)機(jī)床的調(diào)整精度，就必須進(jìn)行再調(diào)整對生產(chǎn)率有對生產(chǎn)率有很大影響，不能發(fā)揮自動化機(jī)床的生產(chǎn)效率。很大影響，不能發(fā)揮自動化機(jī)床的生產(chǎn)效率。尺寸控制原則尺寸控制原則四、工件尺寸的自動補(bǔ)償四、工件尺寸的自動補(bǔ)償 工件尺寸的自動補(bǔ)償一般采取工件尺寸的自動補(bǔ)償一般采取尺寸控制原則。尺寸控制原則。在工件完成加工后，自在工件完成加工后，自動測量其實(shí)際尺寸。當(dāng)工件的尺寸超出某一規(guī)定的范圍時，測量裝置動測量其實(shí)際尺寸。當(dāng)工件的尺寸超出某一規(guī)定的范圍時，測量裝置就發(fā)出信號，控制補(bǔ)償裝置，自動調(diào)整機(jī)床的執(zhí)行機(jī)構(gòu)

25、，或者對刀具就發(fā)出信號，控制補(bǔ)償裝置，自動調(diào)整機(jī)床的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，或者對刀具進(jìn)行調(diào)整以補(bǔ)償尺寸上的偏差。進(jìn)行調(diào)整以補(bǔ)償尺寸上的偏差。2022-3-16武漢理工大學(xué)機(jī)電學(xué)院20/37 已加工好的工件已加工好的工件 5 用量頭用量頭 6 進(jìn)行測量，其測量結(jié)果可在進(jìn)行測量，其測量結(jié)果可在控制儀表控制儀表 7 上顯示出來。上顯示出來。 當(dāng)由于鏜刀磨損使工件尺當(dāng)由于鏜刀磨損使工件尺寸到達(dá)某一極限值時，控制裝寸到達(dá)某一極限值時，控制裝置置 7 即發(fā)出補(bǔ)償信號。補(bǔ)償機(jī)即發(fā)出補(bǔ)償信號。補(bǔ)償機(jī)構(gòu)構(gòu) 4 通過鏜頭通過鏜頭 3 對鏜刀對鏜刀 2 進(jìn)行進(jìn)行調(diào)整以補(bǔ)償磨損，使其后加工調(diào)整以補(bǔ)償磨損，使其后加工的工件的工件

26、1 的尺寸回到規(guī)定的尺的尺寸回到規(guī)定的尺寸范圍內(nèi)。寸范圍內(nèi)。自動補(bǔ)償裝置工作原理自動補(bǔ)償裝置工作原理2022-3-16武漢理工大學(xué)機(jī)電學(xué)院21/37自動補(bǔ)償裝置的組成自動補(bǔ)償裝置的組成測量裝置測量裝置信號轉(zhuǎn)換或信號轉(zhuǎn)換或控制裝置控制裝置補(bǔ)償機(jī)構(gòu)補(bǔ)償機(jī)構(gòu)2022-3-16武漢理工大學(xué)機(jī)電學(xué)院22/37 自動補(bǔ)償系統(tǒng)的測量和補(bǔ)償過程滯后于加工過程。自動補(bǔ)償系統(tǒng)的測量和補(bǔ)償過程滯后于加工過程。 為了保證在對前一個工件進(jìn)行測量和發(fā)出信號時，后一為了保證在對前一個工件進(jìn)行測量和發(fā)出信號時，后一個工件不成為廢品，不能在工件已到達(dá)極限尺寸時才發(fā)出信個工件不成為廢品，不能在工件已到達(dá)極限尺寸時才發(fā)出信號。號。

27、留有一定的安全帶。留有一定的安全帶。刀具磨損，工件尺寸不斷變小刀具磨損，工件尺寸不斷變小補(bǔ)償帶補(bǔ)償帶B?？准庸た准庸ぽS加工軸加工刀具磨損，工件尺寸不斷變大刀具磨損，工件尺寸不斷變大補(bǔ)償帶補(bǔ)償帶B?？紤]其它因素的影響，有時在兩個方向上設(shè)置補(bǔ)償帶?？紤]其它因素的影響，有時在兩個方向上設(shè)置補(bǔ)償帶。補(bǔ)償帶補(bǔ)償帶2022-3-16武漢理工大學(xué)機(jī)電學(xué)院23/37雙端面磨床自動補(bǔ)償雙端面磨床自動補(bǔ)償2022-3-16武漢理工大學(xué)機(jī)電學(xué)院24/37 機(jī)床有左右兩個磨頭機(jī)床有左右兩個磨頭 2 和和 5，被磨削工件被磨削工件 7 從兩個砂輪中間通從兩個砂輪中間通過，同時磨削兩個端面。氣動量過，同時磨削兩個端面。氣

28、動量儀的噴嘴儀的噴嘴 1 用來測量砂輪用來測量砂輪 5 相對相對于定位板于定位板 6 的位置，并保證定位的位置，并保證定位板板 6 比砂輪比砂輪 5 的工作面低一個數(shù)的工作面低一個數(shù)值值，以保證工件順利地輸送出來。，以保證工件順利地輸送出來。已加工工件已加工工件 7 的厚度由擋板的厚度由擋板 3、氣動噴嘴氣動噴嘴 4 進(jìn)行測量。如果砂輪進(jìn)行測量。如果砂輪 5磨損了，則氣隙磨損了，則氣隙 Z1 變大，氣動變大，氣動量儀將發(fā)出信號使砂輪量儀將發(fā)出信號使砂輪 5 進(jìn)行補(bǔ)進(jìn)行補(bǔ)償；如果工件尺寸過厚，則氣隙償；如果工件尺寸過厚，則氣隙Z2 將變小，氣動量儀將發(fā)出信號將變小，氣動量儀將發(fā)出信號使砂輪使砂輪

29、 2 進(jìn)行補(bǔ)償。進(jìn)行補(bǔ)償。 雙端面磨床自動補(bǔ)償雙端面磨床自動補(bǔ)償2022-3-16武漢理工大學(xué)機(jī)電學(xué)院25/37鏜削尺寸自動補(bǔ)償原理鏜削尺寸自動補(bǔ)償原理 測量頭測量頭 2 測量已加工完的工件測量已加工完的工件 1，測量結(jié)果與預(yù)定值，測量結(jié)果與預(yù)定值(警告界限警告界限)進(jìn)進(jìn)行比較并由控制裝置進(jìn)行處理。當(dāng)孔的尺寸達(dá)到控制尺寸下限時，向自行比較并由控制裝置進(jìn)行處理。當(dāng)孔的尺寸達(dá)到控制尺寸下限時，向自動補(bǔ)償裝置動補(bǔ)償裝置 4 和和 5 發(fā)出補(bǔ)償指令，使刀具發(fā)出補(bǔ)償指令，使刀具 3 產(chǎn)生微米級的徑向微量位移，產(chǎn)生微米級的徑向微量位移，完成補(bǔ)償?shù)毒叱叽缒p的運(yùn)動。完成補(bǔ)償?shù)毒叱叽缒p的運(yùn)動。2022-3-

30、16武漢理工大學(xué)機(jī)電學(xué)院26/37精鏜自動補(bǔ)償技術(shù)精鏜自動補(bǔ)償技術(shù) 2022-3-16武漢理工大學(xué)機(jī)電學(xué)院27/37壓電晶體式補(bǔ)償?shù)稐U壓電晶體式補(bǔ)償?shù)稐U 圖中 1 為壓電陶瓷管，加上正電壓時便向左伸長，推動滑柱 2、方形截面的楔塊 8 和圓柱楔塊 7，在克服板彈簧 4 的壓力后左移，通過圓柱楔塊的斜面將固定在滑套 6 中的鏜刀 5 頂出，產(chǎn)生一次微量進(jìn)給。當(dāng)加上反向電壓時，元件1收縮，圓柱楔塊 7 的斜面因小于自鎖角而不能后退。在彈簧 3 的作用下，方形楔塊 8 向下位移，以填補(bǔ)由于元件 1 收縮時所留出的間隙。經(jīng)若干次正反向電壓的反復(fù)作用，使刀尖向外伸出達(dá)到頂定補(bǔ)償量。這個裝置不能實(shí)現(xiàn)反向補(bǔ)

31、償和自動復(fù)位。 2022-3-16武漢理工大學(xué)機(jī)電學(xué)院28/37五、自動測量機(jī)五、自動測量機(jī) 專用自動測量裝置 通用自動測量裝置2022-3-16武漢理工大學(xué)機(jī)電學(xué)院29/37應(yīng)用實(shí)例應(yīng)用實(shí)例u鋼球自動分類機(jī)鋼球自動分類機(jī)u活塞環(huán)厚度自動檢驗(yàn)活塞環(huán)厚度自動檢驗(yàn)分類機(jī)分類機(jī)1、專用自動測量裝置2022-3-16武漢理工大學(xué)機(jī)電學(xué)院30/37 軸承廠大量的鋼球需要按一定尺寸分組軸承廠大量的鋼球需要按一定尺寸分組選擇法裝配軸承。選擇法裝配軸承。 結(jié)構(gòu)簡單，有慣性，分結(jié)構(gòu)簡單，有慣性，分類精度不高，類精度不高，0.002mm。 料斗料斗1中貯存有按產(chǎn)品公中貯存有按產(chǎn)品公差制造的鋼球，通過轉(zhuǎn)動著差制造的

32、鋼球，通過轉(zhuǎn)動著的圓盤的圓盤2將鋼球送入輸料槽將鋼球送入輸料槽3中，楔形量規(guī)中，楔形量規(guī)4由兩塊傾斜布由兩塊傾斜布置的刃片組成，兩刃口組成置的刃片組成，兩刃口組成一狹縫，按鋼球的尺寸公差一狹縫，按鋼球的尺寸公差調(diào)整，開始窄一些，逐漸變調(diào)整，開始窄一些，逐漸變寬。寬。 鋼球沿刃口邊滾動時，鋼球沿刃口邊滾動時，尺寸由小到大依次落入相應(yīng)尺寸由小到大依次落入相應(yīng)的分組格子中。的分組格子中。鋼球自動分類機(jī)鋼球自動分類機(jī)分組裝配法分組裝配法2022-3-16武漢理工大學(xué)機(jī)電學(xué)院31/372022-3-16武漢理工大學(xué)機(jī)電學(xué)院32/37 鋼球鋼球 9 從料斗從料斗 1 輸出后，沿輸料槽進(jìn)入精密測量板輸出后，

33、沿輸料槽進(jìn)入精密測量板 4 上，位于量板上方的上，位于量板上方的梳形板梳形板 2 沿封閉的矩形曲線作循環(huán)運(yùn)動，將鋼球依次放到量頭沿封閉的矩形曲線作循環(huán)運(yùn)動，將鋼球依次放到量頭 3 下面進(jìn)行測量。下面進(jìn)行測量。量頭量頭 3 的數(shù)量取決于要求分組的數(shù)目，與量板的數(shù)量取決于要求分組的數(shù)目，與量板 4 之間的距離用塊規(guī)事先調(diào)整好之間的距離用塊規(guī)事先調(diào)整好（沿鋼球傳送方向依次增大）。（沿鋼球傳送方向依次增大）。 梳形板由凸輪和杠桿傳動。梳形板由凸輪和杠桿傳動。可按可按0.002mm的精度將鋼球的精度將鋼球進(jìn)行分組。進(jìn)行分組。生產(chǎn)率：生產(chǎn)率：180-250個個/分鐘分鐘 當(dāng)鋼球當(dāng)鋼球 9 被送到第被送到第

34、 1 量頭量頭下面時，如果直徑大于量頭下面時，如果直徑大于量頭 3與量板與量板 4 之間的距離，就會阻之間的距離，就會阻留在這個位置上，再由梳形板留在這個位置上，再由梳形板2 移至下一個位置。移至下一個位置。 如果此時鋼球直徑小于量如果此時鋼球直徑小于量頭與量板之間的距離，鋼球便頭與量板之間的距離，鋼球便在自重的作用下滾入相應(yīng)的分在自重的作用下滾入相應(yīng)的分類箱中。類箱中。精密鋼球自動分類機(jī)精密鋼球自動分類機(jī)2022-3-16武漢理工大學(xué)機(jī)電學(xué)院33/37活塞環(huán)厚度自動檢驗(yàn)活塞環(huán)厚度自動檢驗(yàn)分類機(jī)分類機(jī)2022-3-16武漢理工大學(xué)機(jī)電學(xué)院34/37 用電接觸式測量頭對活塞環(huán)整個圈周軸向厚度進(jìn)行

35、測量，用電接觸式測量頭對活塞環(huán)整個圈周軸向厚度進(jìn)行測量，并將測量結(jié)果分成合格品、過大（厚）和過薄三類。并將測量結(jié)果分成合格品、過大（厚）和過薄三類。 活塞環(huán)活塞環(huán)在在圓盤圓盤 3 中正確定位后，測量卡規(guī)中正確定位后，測量卡規(guī) 7 的觸頭（的觸頭（5、6）進(jìn)入被測量的活）進(jìn)入被測量的活塞環(huán)中，厚度的尺寸信號由傳感器塞環(huán)中，厚度的尺寸信號由傳感器 4 發(fā)出。發(fā)出。 由于圓盤由于圓盤 3 轉(zhuǎn)動，可以對活塞環(huán)轉(zhuǎn)動，可以對活塞環(huán) 2 整個圓周進(jìn)行厚度測量，如果厚度超出公整個圓周進(jìn)行厚度測量，如果厚度超出公差范圍，就向電磁鐵差范圍，就向電磁鐵 10 發(fā)出信號，活門發(fā)出信號，活門 9 打開，落入相應(yīng)的分類箱

36、中。打開，落入相應(yīng)的分類箱中。 活塞環(huán)活塞環(huán) 2 貯存在料倉中，貯存在料倉中，上料推板上料推板 1 由凸輪驅(qū)動，將料由凸輪驅(qū)動，將料倉最下面的一只活塞環(huán)倉最下面的一只活塞環(huán) 2 推送推送至半圓形固定板至半圓形固定板 8 上，上料推上，上料推板板 1 和固定板和固定板 8 的半圓拼成一的半圓拼成一個整圓，將活塞環(huán)夾住，凸輪個整圓，將活塞環(huán)夾住，凸輪14 通過杠桿機(jī)構(gòu)通過杠桿機(jī)構(gòu) 16、推桿、推桿 11上端的圓盤將活塞環(huán)上端的圓盤將活塞環(huán) 2 頂入旋頂入旋轉(zhuǎn)圓盤轉(zhuǎn)圓盤 3 的孔中。的孔中。工作原理工作原理2022-3-16武漢理工大學(xué)機(jī)電學(xué)院35/37檢驗(yàn)自動機(jī)的設(shè)計(jì)特點(diǎn)檢驗(yàn)自動機(jī)的設(shè)計(jì)特點(diǎn)自動上料裝置自動上料裝置運(yùn)輸裝置運(yùn)輸裝置測量裝置，包括測量傳感器測量裝置，包括測量傳感器執(zhí)