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.
Чтобы избежать этого, станкостроители прибегли к помощи фотоэлемента, который управляет движением резца и как бы следит за тем, чтобы очертания изделия точно совпадали с очертаниями копира.
На салазках супорта в застекленной рамке помещается копир, изготовленный из непрозрачного материала. Сверху от источника света на кромку копира направляется световой кружок очень малого диаметра — яркая световая точка. Под рамкой находится фотоэлемент, электрическая цепь которого связана с механизмом движения супорта.
Пучок световых лучей падает на рамку в точку начала профиля копира. Яркий глазок внимательно следит за линией профиля, послушно следуя всем его изменениям. А резец или иной инструмент станка так же послушно обрабатывает изделие, точно воспроизводя все извилины фасонного профиля.
Существуют, ставшие уже обычными, копировально-фрезерные станки. Эти станки не «зрячие», скорее, наоборот, их можно назвать «слепыми». «Палец» копирующего механизма, точно ощупывающая рука слепого, скользит по контурам образца-эталона изделия. Все движения «пальца» через систему рычагов передаются фрезе, и она воспроизводит из металла заготовки точно такое же изделие. Копировальный станок тоже следует отнести к «умным» машинам. Но еще «умнее» копировально-фрезерный станок с механическим глазом, не «слепой», а «зрячий» станок.
Конструкция его разработана советскими инженерами. Световой «глазок», как и в токарно- копировальном станке, на этот раз скользит не по кромке шаблона, а по линиям чертежа изделия. Станок «читает» чертеж. Все «зрячее» устройство станка жестко связано с фрезой, которая и воспроизводит контуры изделия. «Глаз» станка устроен так, что при малейшей попытке светового кружка уклониться от линии чертежа механизм срабатывает, заставляя кружок вернуться на точный путь, указанный ему глазом. {71}
Советские станкостроители одержали много побед на пути к созданию наиболее совершенных станков. В 1951 году еще одна группа советских инженеров была удостоена высшей награды — Сталинской премии за создание уникального электрокопировального токарно-винторезного станка.
Изобретатели-станочники постепенно вооружают механическим глазом многие станки. Конструкторы добиваются того, что станок замечает микроскопически малые неровности, оставшиеся на точных
