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.

Советский копировально-фрезерный полуавтомат. Управление работой станка с помощью электронных устройств по системе, созданной советскими изобретателями

Изобретатели-станочники постепенно вооружают механическим глазом многие станки. Конструкторы добиваются того, что станок замечает микроскопически малые неровности, оставшиеся на точных плоскостям, и снимает их, сглаживая поверхность. Тот же прибор на шлифовальных и других доводочных станках улавливает момент, когда нужно выключить инструмент, чтобы не «запороть» деталь. Доводочной обработкой снимают тончайшие стружки; достаточно, например, допустить лишних два-три оборота шлифовального круга, и изделие выйдет в брак. Рабочему то и дело приходится останавливать станок {72} и проверять размеры детали. Механический «глаз» освобождает рабочего от такой потери времени, неотступно следит за размером изделия и стережет, чтобы не было отступления от чертежа. В то мгновение, когда этот размер достигнут, прибор выключает движение инструмента. Точность, с которой в этом случае механический глаз измеряет изделие, доходит до одного микрона.

Все эти удивительные достижения техники станкостроения, основанные на всесторонней электрификации и автоматизации рабочих процессов, наиболее полно выражены только в конструкциях советских станков. В западных странах капиталисты-промышленники стремятся предельно увеличить свои прибыли путем выжимания из станка наибольшей производительности за счет сил и здоровья рабочих. Это стремление выражено и в конструкциях станков.

Совсем недавно в цехах некоторых американских машиностроительных заводов можно было наблюдать более чем странную картину перед станком «танцевал» рабочий. Извиваясь всем корпусом, он выделывал руками и ногами повторяющиеся движения какой-то судорожной пляски. Эти движения следовали одно за другим с невероятной быстротой, струйки пота стекали с лица рабочего.