Любая металлообработка так или иначе связана с периодическими измерениями изготавливаемых изделий и инструмента. В конечном итоге снятие размеров обеспечивает точное соответствие конечной продукции требованиям проектной документации. И если при обработке металла на обычных станках эти функции выполняет оператор, то применение машин с ЧПУ и исключение человека из производственного процесса приводят к необходимости автоматизации этих действий.
Для проведения автоматических измерений предназначаются контрольно-измерительные механизмы (КИМ), входящие в состав металлообрабатывающих станков. Эти технические средства полностью заменяют людей и предоставляют информацию для автономного управления станочным оборудованием. Измерители классифицируются в зависимости от следующих критериев.
- Тип станка (токарный, фрезерный, шлифовальный).
- Метод определения размеров (контактный, бесконтактный).
- Назначение измерителя (для деталей, для инструмента).
- Вид связи с ЧПУ (проводная, беспроводная).
Отдельным классом являются усложнённые устройства, которыми оснащаются многофункциональные обрабатывающие центры.
Датчики
Базовыми компонентами КИМ являются датчики, непосредственно взаимодействующие с поверхностями измеряемых деталей. Существует два основных вида устройств – механические и бесконтактные. Первые снимают размеры специальными щупами, входя ими в прямое соприкосновение с металлом. Механические датчики используются только для снятия размеров с изготавливаемых изделий. Концы их щупов покрываются особо твёрдыми материалами, например, вольфрамовыми соединениями. Это обеспечивает отсутствие погрешностей при измерениях.
Бесконтактные датчики применяются, в основном, для измерения инструмента в процессе его наладки после установки заготовки и перед началом её обработки. Эти данные используются для коррекции положения резцов, фрез, свёрл, шлифовальных камней. В бесконтактных системах измерения выполняются лазерным лучом. Это обеспечивает высокую точность снятия размеров и повышает качество наладки инструмента.
Способы передачи данных
Точность металлообработки во многом зависит от качества передачи информации от датчика в управляющее устройство ЧПУ. В настоящее время используются следующие основные методы трансляции данных:
- проводной;
- индуктивный;
- радиочастотный;
- оптический.
Проводной способ передачи информации является наиболее простым в реализации. Из самого названия понятно, что сигнал передаётся по электрическому кабелю. В индуктивных системах используются катушки индуктивности. Радиочастотные устройства представляют собой классическую систему передатчик-приёмник. И, наконец, оптические приборы передают данные посредством трансляции светового потока по оптоволоконной линии.
Выбор способа передачи данных оказывает сильное влияние на стоимость оборудования. Наиболее дорогостоящей является оптика. Однако её высокая цена компенсируется отличным качеством передачи сигнала и отсутствием погрешностей. Самые дешёвые проводные устройства чаще всего применяются в модернизации станков. Работа по оснащению устаревших машин этими системами не требует особой квалификации исполнителей, что снижает финансовую нагрузку на владельца модернизируемой техники.
В заключение перечислим основных производителей контрольно-измерительных механизмов. На сегодняшний день самые качественные КИМ поставляются компаниями Heidenhain, Renishaw, Blum и Marposs. Их предложения отличаются оптимальным соотношением цены и качества.
