Зигмунд Перля - О станках и калибрах
Советский токарный шестишпиндельный автомат. На нем выполняется ряд операции обработки одного изделия: обточка, сверление, развертывание, нарезание резьбы, подрезание, отрезание и другие операции
Время, потраченное вами на то, чтобы прочесть краткое описание этого сложнейшего и полностью автоматизированного процесса, во много раз больше, чем длятся вся работа; ее продолжительность измеряется секундами.
Но изделие еще не готово. Ему предстоит пройти еще немало операций на автоматах-помощниках.
Автоматы-помощники
Чтобы превратить обработанную заготовку, вышедшую из токарного автомата, в готовое изделие, нужно {66} отшлифовать торец его днища, затем самый корпус, потом отфрезеровать внутреннюю резьбу, надеть и запрессовать на изделие кольцо и, наконец, обточить это кольцо. Все эти операции тоже в значительной степени автоматизированы. Наиболее ярко такая автоматизация показана в операциях запрессовки и обточки колец.
Станок, предназначенный для первой операции — запрессовки, оборудован двумя магазинными питателями. В одном из них находятся обработанные заготовки, в другом — медные кольца. Рабочий только загружает и подгружает питатели.
Питатели одновременно подают кольцо и изделие навстречу друг другу. В то мгновение, когда они встречаются, специальный толкатель вгоняет изделие в кольцо, которое как бы наползает на свою канавку; тут же приходят в движение восемь обжимающих губок: они обжимают кольцо и вминают его в глубину канавки.
Во время этой операции изделие неподвижно. Но как только обжимные губки закончат свою работу, оно как бы оживает. Подгоняемое толкателем, оно проходит через особое приспособление — протяжную матрицу с отверстием под окончательный размер кольца. Теперь уж кольцо плотно «усаживается» в свою канавку. Но изделие не останавливается, так как все тот же толкатель продолжает его гнать, выталкивает из матрицы и посылает в приемник.
Теперь надо обточить запрессованное кольцо. На помощь приходит очередной станок-автомат. Питатель его устроен наподобие механической руки. Эта рука подает изделия к патрону станка. Сжатый воздух закрепляет изделие на шпинделе. Затем сжатый воздух автоматически выключается, а рука-питатель возвращается в прежнее положение. За это короткое время обточка кольца заканчивается, прекращается вращение изделия. Патрон, в котором оно было зажато, освобождает его, а сжатый воздух выталкивает готовое изделие из патрона в наклонный жолоб. И пока изделие скользит по жолобу в приемник, рука-питатель неутомимо продолжает свою работу, резец обтачивает кольцо и весь цикл обработки повторяется без малейшего вмешательства человека.
«Зрячие» станки
Больше двух столетий назад супорт заменил руки рабочего-станочника. Резец зажала механическая рука {67} станка. Она, мы уже знаем, оказалась выносливей руки человека. Затем число механических рук станка было умножено, число инструментов в супорте увеличено, даже число супортов удвоилось и утроилось — станок стал многоруким. И, наконец, удалось автоматизировать движение этих механических рук. Движения их стали еще более быстрыми и точными, производительность возросла, а качество изделий стало еще лучше. В наше время во многих случаях рукам рабочего-станочника отведена скромная роль: во-время нажать кнопку управления станком, либо добавить материал в питатель станка, либо убрать уже обработанные станком детали.
Автоматизация освободила руки рабочего, но не его глаза. Во многих случаях только они должны подсказать рабочему, как вести обработку, чтобы точно были выдержаны размеры детали по чертежу, и достаточно ли качественно изготовляется деталь. Но и самый наметанный глаз квалифицированного станочника может ошибиться, когда изделия обрабатываются с точностью до тысячных долей миллиметра.
Но если глаза даже не ошиблись и точно уловили мгновение, когда следовало остановить инструмент, все равно возможна ошибка.
Ведь как ни быстро происходят мыслительные процессы в мозгу человека, все же, пока глаза передадут свои впечатления мозгу, пока он передаст приказ рукам и руки его выполнят, пройдут какие-то мгновения. А в течение этого ничтожного времени обработка изделия будет продолжаться, размеры и очертания его будут изменяться.
Заменить глаза станочника механическим «глазом», который бы точно, без ошибки улавливал размеры, очертания изделия и автоматически управлял движением инструмента во времени, — вот новая задача, которая встала перед станочниками.
Существует ли такой механический «глаз» или его нужно изобрести? Оказывается, существует и уже широко применяется в технике. Оставалось лишь как можно лучше приспособить его к станку, создать «зрячий» станок.
В технике этот «глаз» называется не «механическим»,— а «фотоэлектрическим». Существа дела это не меняет: так как свои приказы глаз передает через систему механизмов, — значит, его можно назвать и «механическим». {68}
Это — особый прибор, который называется фотоэлементом. Свет, падающий на фотоэлемент, возбуждает в электрической цепи прибора электрический ток, который течет по проводам все время, пока продолжается освещение прибора. Сила тока возрастает или падает в зависимости от большей или меньшей освещенности фотоэлемента. Вот на этом свойстве фотоэлемента и основано устройство механического глаза.
Фотоэлемент широко применяется в нашей жизни. Звуковое кино, передача изображений на расстояние, автоматическая сигнализация — во всем этом фотоэлемент нашел свое применение.
Рабочие механизмы связаны с очень чувствительным реле — электромагнитным прибором, настроенным так, что с уменьшением или увеличением тока до определенного уровня реле тут же «срабатывает». Это слово означает, что прибор либо замкнет, либо разомкнет электрическую цепь. В первом случае начнет действовать механизм управления каким-либо движением, во втором случае этот механизм выключится и движение либо изменится, либо прекратится.
Применяя фотоэлемент, конструкторы добиваются необъяснимых, чудесных, на первый взгляд, явлений.
Ползун быстроходного пресса, штампующего детали кузова автомобиля или самолета, работает с большой скоростью. Отдельные металлические листы, служащие заготовками, подаются под штамп вручную. Рабочий должен успеть, пока ползун взлетает вверх, подать на стол пресса новый лист. Это движение нужно сделать очень быстро и очень осторожно, чтобы руки рабочего не оказались слишком близко к ползуну. Один миг запоздания — и могучий ползун расплющит руки рабочего. Рассчитывать только на внимание нельзя, на работе возможны всякие случайности: что-то на мгновение задержит движение рабочего, и несчастье неизбежно. Конечно, можно оградить опасное место так, чтобы руки рабочего не могли попасть под ползун. Но такое ограждение, несомненно, помешает работе. Значит, надо придумать какую-то иную ограду, которая надежно охраняла бы руки рабочего и в то же время не мешала работе. И тут на помощь работникам техники безопасности пришла техника фотоэлемента. {69}
Надежным ограждением служит пучок света, направленный на фотоэлемент. Ограждение расположено так, что под ним свободно проходит заготовка. Но если руки рабочего последуют за ней слишком далеко и окажутся в угрожающей близости от уже летящего вниз ползуна, луч света разорвется, освещенность фотоэлемента мгновенно уменьшится, реле в цепи фотоэлемента сработает, двигатель станка выключится, и ползун замрет, будто перед невидимым препятствием. Так работает механический глаз.
Применение фотоэлемента для контроля и сигнализации многообразно: фотоэлемент как привратник-невидимка раскрывает ворота гаража перед быстро въезжающим автомобилем, распахивает двери перед посетителем, останавливает поезда перед внезапно возникшим препятствием, считает и сортирует изделия... Естественно, что у станочников возникла мысль: нельзя ли приспособить фотоэлемент к станку так, чтобы он заменил глаза рабочего, чтобы станок сделался «зрячим»?
Изобретатели и конструкторы стали создавать одну за другой конструкции «зрячих» приспособлений и станков. Это чудесные «умные» механизмы и машины, автоматически выполняющие такие работы, которые казались немыслимыми без вмешательства человека.
До сих пор речь шла об изготовлении деталей с прямыми очертаниями — цилиндров, плоскостей, конусов. Движения инструмента или изделия при такой обработке довольно просты. Но не всегда детали машин бывают такими простыми: бывает нужда и в изделиях с криволинейными фасонными очертаниями. В таких случаях приходится так приспосабливать движения супорта с инструментом или стола станка, чтобы в разных местах с поверхности изделия снимались и разные по толщине слои металла. Изделия с фасонными очертаниями приходится обрабатывать на разных станках — на токарных и фрезерных. Специальные приспособления — шаблон или копир — заставляют инструмент повторять очертания изделия по чертежу и точно его обрабатывать. Станки эти называются копировальными. Им дали такое название потому, что инструмент в своем движении копирует линию профиля шаблона или копира. Именно такой станок впервые был создан А. К. Нартовым. Следуя по линии профиля копира, резец снимает стружку и воспроизводит на {70} заготовке такие же очертания, копирует их. Но тут возможны всякие погрешности: и пружина может неточно сработать, и кромка копира износится, и очертания изделия могут получиться неправильными. А рабочий не заметит этой неправильности, будет продолжать обработку, изделие выйдет в брак.
