Устройство для измерения внутреннего диаметра крупногабаритного изделия
Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для бесконтактного измерения размеров изделий, имеющих, например, форму кольца. Цель изобретения - повьппение точности измерения и возможиость измерения внутреннего диаметра изделий с грубо обработанной поверхностью за счет возможности вычисления размера диаметра крупногабаритного изделия по величине расстояний между первичнь ми лучами и дифрагированны-г ми отражениями; при этом не требуется ИИ подгонки внутренней поверхности изделия, ни знания положения его центра. Два одинаковых источника монохроматического света - лазеры 1 и 2 - расположены на одной оптической оси 3 соосно и навстречу друг другу. На той же оптической оси между источниками установлена прозрачная дифракционная решетка 4, В качестве регистрирующей системы могут быть использованы, например, две гибкие измерительные линейки 5 и 6. Устройство содержит также механизм для перемещения изделия 7. относительно оптической оси 3. Величину диаметра изделия вычисляют по измеренным расстояниям между первичными лучами, испускаемыми источниками 1 и 2, и отражениями , дифрагированными дифракционной решеткой 4. 3 ил. С кэ 00 00 00
СОЮЗ СОВЕТСНИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИН ам С1!!
А1
Сп4 С 01 В 1!/Os
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИтЕт СССР
ГЮ ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3886406/24-28 (22) 19.04.85 (46) 07.01.87, Бюл,и - 1 (71 7 Запорожский машиностроительный институт им. В.Я,Чубаря (72) В.В.Левитин, B,В.Коконов, Е.Н.Мартынов и З.Л.Рожковская (53) 531.715.27(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР М 502208, кл; G 01 В 11/08, 1976..
Авторское свидетельство СССР
Ф 319838, кл. G 01 В .1!/08, 1971. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ВНУТРЕННЕГО ДИАМЕТРА КРУПНОГАБАРИТНОГО
ИЗДЕЛИЯ (57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для бесконтактного измерения размеров изделий, имеющих, например, форму кольца. 1!ель изобретения — повышение точности измерения и возмож" ность измерения внутреннего диаметра изделий с грубо обработанной поверхностью за счет возможности вычисления размера диаметра крупногабаритного изделия по величине расстояний между первичными лучами и дифрагированны-. ми отражениями; при этом не требуется ни подгонки внутренней поверхности изделия, ни знания положения его центра. Два одинаковых источника монохроматического света — лазеры
I и 2 — расположены на одной оптической оси 3 соосно и навстречу друг другу, На той же оптической оси между источниками установлена прозрачная дифракционная решетка 4. В качестве регистрирующей системы могут быть использованы, например, две гибкие измерительные линейки 5 и 6. Устройство содержит также механизм для перемещения изделия 7. относительно оптической оси 3. Величину диаметра иэделия вычисляют по измеренным расстояниям между первичными лучами, испускаемыми источниками 1 и 2, и отражениями, дифрагированными дифракционной решеткой 4. 3 ил.
78 2
nh = d sind..
1 12818
Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для бесконтактного измерения размеров иэделий, имеющих, например, форму кольца, в различных отраслях машиностроения, .Цель изобретения — повышение точности измерения и возможности измерения внутреннего диаметра иэделий с грубо отработанной поверхностью эа fQ счет возможности вычисления размера диаметра крупногабаритного иэделия по величине расстояний между первич- ными лучами и дифрагированными отражениями (при этом не требуется ни f5 е ° г>одготовки внутренней поверхности иэделия, ни знания положения его центра) .
На фиг.1 изображена схема предлагаемого устройства; на фиг.2 — то же, разрез, на фиг.3 — схема, обосновываюшая ход вычислений.
Устройство содержит два одинаковых источника монохроматического све-. та — лазеры 1 и 2, расположенные
25 на одной оптической оси 3 соосно и навстречу друг другу, На той же оптической оси между источниками установлена прозрачная дифракционная решетка 4. В качестве регистрирующей системы могут быть использованы, например, две гибкие измерительные линей- ки 5 и 6. Устройство содержит также механизм для перемещения изделия 7 относительно оптической оси 3 (не 35 показан), Устройство работает следующим образом °
Луч, вышедший из лазера 1, идет вдоль оптической оси 3 устройства, проходит по верхнему торцовому срезу изделия 7, затем через прозрачную дифракционную решетку 4 и попадает на противоположный конец диаметра изделия на верхний его срез. Вследствие того, что при прохождении све.том дифракционной решетки 4 происходит явление дифракции, на внутренних дугах иэделия 7 вблизи торцового среза и на срезе кроме следа первичного луча по обе стороны от него наблюдаются дифрагированные отражения. Зтн отражения располагаются парами симметрично первичному лучу. Аналогично световой луч, вышедший иэ лазера 2, проходит с противоположной стороны по верхнему торцовому срезу иэделия
7, затем через дифракционную решетку
4 попадает на противоположный .конец диаметра измеряемого изделия 7. По обе стороны от.следа первичного пучка лазера 2 наблюдаются дифрагированные отражения.
На фиг.3 дифракцнонная решетка 4 находится в точке Г,XY - измеряемый диаметр, точка Х вЂ” след первичного луча от первого лазера I, точки А и  — следы от отражений первого порядка (отражения более высоких порядков не показаны). Аналогично по обе стороны от следа луча второго лазера
2 (точка Y) появляются дифрагированные отражения С и Е. Угол о между первичным пучком и дифрагированным отражением, как известно, определяется по формуле, где и — порядок отражения, целое число, и = Ið2,.5, ° ° °, длина волны светового излучения, м;
Й вЂ” постоянная дифракционной решетки, м; о(— угол дифракции, рад, Так как постоянная дифракционной решетки и длина волны лазера данного типа известны,. из формулы (1) можно вычислить угол а .
Процесс измерения внутреннего диаметра крупногабаритного изделия состоит иэ двух этапов. На первом этапе совмещают измеряемый диаметр с оптической осью 3. устройства. Для этого с помощью механизма перемещения из- з делие 7 устанавливают так, что его торцовый срез делит световой луч, ищущий вдоль оптической оси 3, примерно пополам. Далее, наблюдая sa следами дифрагированных лучей А, В, С, Е (фиг.3), перемещают иэделие 7 в его плоскости до тех пор, пока расстояние от первичного луча до дифрагированных лучей цо обе стороны не станут равными друг другу. Иначе говоря, смещая иэделие 7, необходимо и достаточно добиться условий "ХА ХВ и YC = YE. При этом точка F, в которой находится дифракционная решетка 4, лежит на измеряемом диа- метре иэделия 7. На втором этапе с помощью регистрирующей системы, например измерительных линеек 5 и 6, измеряют длины дуг — АВ Я и СЕ = $
Искомый диаметр .находят по формуле
I 2818
Составитель Л.Лобкова
Редактор А.Р!ищкина Техред Н.Глущенко Корректор С.Черни
Тираж 676 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д,4/5
Заказ 7251/35
11роиэводственно-полиграфическое предприятие, r.Óìãîðîä, ул.Проектная,4
D = ...2B = -- (2) где D - диаметр иэделия, м;
8 †-,, радиус иэделия, м;
$ — длина дуги АВ, м; 5
s — - длина дуги СЕ, и;
Ф вЂ” угол дифракции для отражения первого порядка, рад.
Можно пользоваться аналогичными формулами для отражений второго, тре-10 тьего и т.д.,порядков.
Формула изобретения
Устройство для .измерения внутреннего диаметра крупногабаритного издеf5
78 о лия, содержащее два источника моиохроматического света, механизм перемещения изделия и регистрирующую
I систему, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения и воэможности измерения внутреннего диаметра иэделий с грубо обработанной поверхностью, оно снабжено прозрачной дифракционной решеткой, источники света расположены на одной оптической оси соосно и навстречу друг другу, а решетка установлена между источниками на одной с ними оптической оси.
