ПРОЕКТИРОВАНИЕ  И  РАЗРАБОТКА  ТРЕБОВАНИЙ  К  КОНТРОЛЬНО-СОРТИРОВОЧНОМУ  АВТОМАТУ  НА  БАЗЕ  УСТРОЙСТВА  БЕСКОНТАКТНОГО  КОНТРОЛЯ  МИКРОРАЗМЕРОВ

Табекина  Наталья  Александровна

аспирант,  БГТУ  им.  В.Г.  Шухова,  г.  Белгород

E-mail:  mail-tasha@bk.ru

DESIGN  AND  DEVELOPMENT  REQUIREMENTS  FOR  CONTROL  AND  SORTING  MACHINE  BASED  ON  THE  DEVICE  FOR  CONTACTLESS  CONTROL  OF  THE  SMALL  SIZES.

Tabekina  Natalia  Aleksandrovna

post-graduate  student  of  Belgorod  Shukhov  State  Technological  University,  Belgorod

АННОТАЦИЯ

Цель  работы:  повышение  производительности  контрольно-сортировочного  автомата  при  обеспечении  точности  контроля  и  стабильности  измеряемых  размеров.

Метод:  метод  бесконтактного  измерения  размеров,  в  основу  которого  положено  использование  ПЗС-матрицы. 

Результат:  рекомендации,  в  виде  технических  условий  для  создания  контрольно-сортировочного  автомата  для  формирования  групп  изделий  с  исправимым  и  неисправимым  браком.

Выводы:  решение  задачи  оперативного  контроля  микроразмеров  после  токарной  операции  может  повысить  эффективность  производства  за  счет  снижения  потерь  от  брака,  получая  при  этом  качественный  инструмент.

ABSTRACT

Background:  the  increase  of  productivity  of  the  inspection  and  sorting  machine,  ensuring  the  accuracy  of  the  control  and  stability  of  the  measured  dimensions.

Methods:  automated  contactless      method  of  control  of  the  sizes  and  sorting  of  products  created  with  the  use  of  a  CCD  matrix.

Result:  recommendations  in  the  form  of  technical  conditions  for  the  development  of  control  and  sorting  machine  for  the  formation  groups  of  products  with  corrigible  and  incorrigible  defect.

Conclusion:  solution  of  the  problem  of  operational  control  of  the  small  sizes  after  turning  operation  can  increase  of  production  efficiency  by  decrease  losses  from  defect,  to  give  a  quality  instrument.

Ключевые  слова:  контрольно-сортировочный  автомат;  лазерный  микрометр;  брак.

Keywords:  control  and  sorting  machine,  laser  micrometer,  defect.

В  настоящее  время  для  изготовления  заготовок  изделий  малых  размеров  (например,  стоматологический  боров)  используют  токарные  автоматы  продольного  точения,  обеспечивающие  такт  выпуска  до  2  деталей  за  пять  секунд,  что  является  хорошим  показателем.  Заготовки  после  токарной  операции  подвергаются  100  %  контролю  и  сортировке  на  4  группы  [2]:  годно,  размер  превышает  требуемый,  размер  меньше  требуемого,  размер  меньше  предельно  допустимого,  в  этом  случае  деталь  попадает  в  контейнер  с  неисправимым  браком.  Исправление  брака  выполняется  следующими  способами:

1.  Если  размер  больше  максимально  допустимого,  то  длительность  операции  галтовки  увеличивают,  тем  самым  снимая  больший  припуск,  для  получения  требуемого  размера.

2.  Если  размер  меньше  требуемого,  то  увеличивают  время  выполнения  гальванической  операции,  тем  самым  увеличивая  слой  никеля  на  поверхности  изделия.

Но  в  любом  случае  требуется  предварительная  сортировка  получаемых  в  токарных  автоматах  изделий.  Эту  операцию  должен  выполнять  специальный  сортировочный  автомат. 

Таким  образом,  решение  задачи  оперативного  контроля  размеров  стоматологических  боров  после  токарной  операции,  может  повысить  эффективность  производства  за  счет  снижения  потерь  от  брака,  получая  при  этом  качественный  инструмент.

При  контроле  поток  деталей  распределяется  на  следующие  группы 
(рис.  1):

·     Размеры  1.57…1,58  мм  —  годно.

·     Размеры  1,56…  1,57  мм  —  брак  исправимый  гальваникой.

·     Размеры  1.58  …  1,60  мм  —  брак  исправимый  галтовкой.

·     Менее  1,56  мм,  или  более  1,6  мм  —  брак  неисправимый.

Схема  ,  иллюстрирующая  сортировку,  представлена  на  рис.  1

Рисунок  1.  Схема  сортировки

В  результате  проделанной  работы  выяснилось,  что  гипотеза  о  возможности  создания  КСО  на  базе  приборов  бесконтактного  оптического  метода  контроля  размеров,  в  основу  которого  положено  использование  ПЗС-матрицы  [3],  нашла  своё  подтверждение  по  результатам  теоретических  и  практических  исследований  на  основании  выбранных  методов  исследования.  Известные  работы  [4]  по  контролю  шероховатости  получаемых  поверхностей  формообразующих  деталей  пресс-форм  предлагают  различные  варианты  реализации  приборов  по  оценке  шага  получаемых  микронеровностей  поверхности  имеют  точность  до  1  мкм,  что  вполне  сопоставимо  с  целями  поставленной  задачи,  а  реализация  приборов  контроля  поверхностей  крупногабаритных  тел  вращения  позволяет  разработать  эффективный  алгоритм  вычисления  размера  по  количеству  засвеченных  пикселей  (зерен)  ПЗС-матрицы. 

В  результате  было  разработано  техническое  задание  для  проектирования  контрольно-сортировочного  автомата  и  сформулированы  требования  к  нему.

Рассмотрим  контрольно-сортировочный  автомат  (КСА)  на  примере  стоматологического  бора  (предназначенного  для  измерения  геометрических  параметров  (диаметра  хвостовиков)  стоматологических  боров)  в  соответствии  с  ISO  3823/2  -86,  ГОСТ  Р  50569-93,  ГОСТ  50532-92  с  отбраковкой  изделий  и  распределением  их  на  группы  в  соответствии  с  настоящим  техническим  заданием.  Сформируем  следующие  требования  к  КСА:

1.  Диапазон  измерений  диаметров  хвостовика  бора  в  диапазоне  от  1,58  до  2,35  мм  в  соответствии  с  ГОСТ  26634-91  [1].

2.  Зона  измерений:  на  расстоянии  1  мм  и  12  мм  от  конца  хвостовика  бора.

3.  Дискретность  измерения  диаметра  хвостовика  бора  —  0,001  мм.

4.  Для  хвостовиков  тип  1  [1,  c.  2]  измеряется  диаметр  на  уровне  канавки,  высота  лыски  по  диаметру,  расстояние  между  торцем  лыски  и  вторым  торцем  канавки,  ширина  канавки.  Точность  выполнения  измерений  —  0,01  мм.

5.  Диаметр  рабочей  части  бора  (d1)  [1,  c.  2]  измеряется  трижды  по  наибольшему  диаметру  через  120°  с  точностью  0,01  мм.  За  результат  следует  принимать  среднее  арифметическое  значение.

6.  Диаметр  шейки  головки  d2  [1,  c.  2]  измеряется  по  наименьшему  диаметру  непосредственно  за  рабочей  частью  бора.  Точность  измерений  —  0,01  мм.

7.  Общая  длина  L₂  [1,  c.  2]  измеряется  в  точках  расположенных  по  краям  наибольшей  длины,  включая  вершину  рабочей  части  и  конец  хвостовика.  Точность  0,01  мм  ГОСТ  Р  50532-92  (ISO  3823/2  -86).

8.  Производительность  КСА  не  менее  25000  изделий  в  смену  (3125  изделий/час)

9.  Количество  зон  измерений  —  две.

10.       Распределение  потоков:  изделие  годно;  брак  неисправимый  (диаметр  хвостовика  больше  нормы  на  0,01  мм  или  меньше  нормы  на  0,01  мм);  брак  исправимый  —  два  потока  (диаметр  хвостовика  больше  нормы  на  0,01  мм,  меньше  нормы  на  0,01  мм).  Итого  —  четыре  потока  деталей.

11.       Переналадка  КСА  в  соответствии  с  типами  боров.

12.       Подающие  устройство  КСА  —  вибробункер.

13.       Загрузка  вибробункерная  —  ручная  насыпом.

14.       Система  управления  КСА  —  персональный  компьютер  или  программируемый  логический  контроллер  с  панелью  оператора.

15.       Напряжение  питания  —  220  Вольт.

16.       Потребляемая  мощность  —  не  более  550  Вт.

17.       Габариты  КСА  —  1200х600х600  мм.

18.       Обслуживание  —  один  оператор.

Использование  описанного  метода  измерений  деталей  малых  диаметров  возможно  в  составе  производственных  комплексов  на  основе  автоматов  продольного  сечения  для  опреративного  контроля  получаемых  размеров.

Список  литературы: 

1.ГОСТ  26634-91.  Инструменты  стоматологические  вращающееся.  Хвостовики  [Текст]  Москва:  ИПК  Изд-во  стандартов,  1991.

2.Егунов  О.В.  Устройство  бесконтактного  измерения  шероховатости  поверхностей  деталей  сложной  формы  /  О.В.  Егунов,  М.С.  Чепчуров,  —  Сборник  научных  трудов  Sworld  по  материалам  международной  научно-практической  конференции.  —  Т.  5,  —  №  4.  —  2010.  —  С.  24а-25.

3.Табекина  Н.А.  Бесконтактный  метод  контроля  деталей  малых  размеров  и  его  реализация  на  примере  стоматологического  бора.  —  №  12.  —  2012.

4.Чепчуров  М.С.  Бесконтакный  способ  контроля  шероховатости  поверхности  деталей  пресс-форм  и  его  реализация  /  М.С.  Чепчуров,  Ю.А.  Афанаскова  Технология  машиностроения.  —  №  11.  —  2009.  —  С.  15.

5.Чепчуров  М.С.,  Тюрин  А.В.  Модернизация  токарных  автоматов  продольного  точения  с  использованием  мехатронных  модулей.  Ремонт,  восстановление,  модернизация.  —  №  7,  —  с.  10—13.  —  2012.