Автоматическая установка для контроля геометрии деталей круглого поперечного сечения

 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для контроля диаметра кварцевых трубок,предназначенных для волоконнооптических кабелей. Цель изобретения - повышение производительности контроля и обеспечение возможности разбраковки за счет автоматизированного поступательного и углового перемещений контролируемых изделий произвольной длины. Свет от источника, пройдя коллимирующую оптическую систему 1, параллельным пучком о свещает контролируемое

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК ((9) SU ((() А1 (5в 4 G 01 В 21/12

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К A BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

Il0 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4102143/24-28 (22) 19.05.86 (46) 15.02.88. Бюл. У 6 (72) Л.Н. Бутенко, В.А. Веснина, Ю.М. Голубовский, А.Ф. Гудченко, Д.В. Петров, А.Г. Серегин, Ю.А.Степин, И.В. Шевцов и И.В. Школьников (53) 531.7(088.8) (56) Optic and laser technology.

15, В 4, 1984, р. 184. (54) АВТОМАТИЧЕСКАЯ УСТАНОВКА ДЛЯ

КОНТРОЛЯ ГЕОМЕТРИИ ДЕТАЛЕЙ КРУГЛОГО

ПОПЕРЕЧНОГО СЕЧЕНИЯ

1 (57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для контроля диаметра кварцевых трубок, предназначенных для волоконнооптических кабелей. Цель изобретения— повьппение производительности контроля и обеспечение возможности разбраковки за счет автоматизированного поступательного и углового перемещений контролируемых изделий произвольной длины.

Свет от источника, пройдя коллимирующую оптическую систему 1, параллельным пучком освещает контролируемое

137404 изделие, которое вращается с постоянной скоростью с помощью центрировочно-захватного кулачкового механизма

4 в момент измерения с последующим поступательным движением вдоль оси для подачи в следующую позицию для измерения. Теневое иэображение изделия с помощью проекционной оптической системы 2 строится в плоскости светочувствительной поверхности видикона телевизионной камеры 13. Полный телевизионный сигнал поступает в электронный блок 14 обработки видеосигнала.

Результаты измерений в цифровом коде вместе с теневым изображением стержня выводятся на монитор 15 и блок 16 вычислений, где эта информация об измеряемых диаметрах статистически обрабатывается, масштабируется, анализируется и выводится на индикатор 17.

При выходе измеренных значений за пределы допусков на номинальный диаметр, некруглость или конусность блок

16 вычислений вырабатывает команду для дефектоотметчика 12, который отмечает бракованные сечения. 2 ил.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для контроля диаметра кварцевых трубок, предназначенных для волоконно-оп5 тических кабелей.

Цель изобретения — повышение производительности контроля и обеспечение возможности разбраковки sa счет автоматизированного поступательного и углового перемещений контролируе.мых изделий произвольной длины.

На фиг. 1 приведена функциональная схема установки; на фиг. 2 — расположение контролируемого изделия от- 15 носительно опорных подставок.

Установка содержит оптически свя- . занные коллимирующую и проекционную оптические системы 1 и 2, держатель 20

3 детали, центрировочно-захватный механизм 4, состоящий из радиального кулачка 5, зажимных элементов 6 с ро" ликовыми толкателями и шпинделя 7, в радиальных отверстиях которого распо- 25 ложены роликовые толкатели, торцовой кулачок 8, закрепленный на шпинделе

7 соосно с ним, датчик 9 углового положения шпинделя 7, включаемый торцовым кулачком 8 в рабочем секторе, 30 двигатель 10 электропривода шпинделя

7, регулируемые по высоте опорные подставки 11, расположенные по обе стороны держателя 3 детали вдоль оси 35 центрировочно-захватного кулачкового механизма 4 на длину контролируемого изделия, дефектоотметчик 12, установленный за оптическими системами 1 и

2 на расстоянии от их оси, равном шагу торцового кулачка 8, передающую телевизионную камеру 13, блок 14 обработки видеосигнала, монитор 15, блок 16 вычислений и индикатор 17.

Передающая телевизионная камера

13, блок 14 обработки видеосигнала и блок 16 вычислений соединены последовательно. Второй выход блока 14 обработки видеосигнала связан с монитором 15. Первый выход блока 16 вычислений связан с индикатором 17, второй выход — с дефектоотметчиком 12, второй и третий входы — с выходами датчика 9 углового положения и эле2стропривода 10 соответственно.

На фиг. 2 приняты следующие обозначения: Π— проекция оси центрировочно-захватного кулачкового механизма 4; h - расстояние между плоскостью опорной поверхности подставки 11 до оси центрировочно-захватного кулачкового механизма 4; о /2 — половина радиального хода зажимных элементов

6, измеренного от плоскости опорных поверхностей подставки 11; 0„ „,О „„— соответственно максимальный и минимальный диаметры контролируемых изделий е заданным номинальным диаметром.

Позицией 18 обозначено контролируемое изделие.

Опорная поверхность подставки 11 выставлена по высоте так, чтобы между ней и осью центрировочнозахватного кулачкового механизма 4

74047

Электропривод сообщает вращение .шпинделю 7. Роликовые толкатели с зажимными элементами 6 обкатывают внутреннюю профилированную поверхность радиального кулачка 5. При этом зажимные элементы 6 получают радиаль- З ное движение по направлению к оси вращения, вследствие чего контролируемое изделие зажимается, центрируется относительно оси вращения и вращается вместе со шпинделем 7. Торцовый 4 кулачок 8, вращаясь вместе со шпинделем 7, сообщает держателю 3 детали поступательное движение на величину

t, равную шагу торцового кулачка 8.

При этом контролируемое изделие пода- 4 ется в первую позицию для измерений, где вращается с постоянной скоростью.

Датчик 9 углового положения шпинделя

7 включается выступом по внешнему обводу торцового кулачка 8 в секторе измерений, выдавая сигнал, разрешающий измерения.

Контролируемый участок изделия освещается через коллимирующую оптичес-. кую систему 3 . При этом теневое изоб- 5 ражение с помощью проекционной оптической системы 2 строится в плоскости, светочувствительной поверхности видикона телевизионной камеры 13. з

13 было расстояние h в пределах от половины максимального диаметра контролируемых иэделий, что необходимо для центрировки оси изделия с осью центрировочно-захватного кулачкового механизма 4, до полусуммы минимального диаметра контролируемых изделий и измеренного от плоскости опорной поверхности подставки 11 радиального хода зажимных элементов 6 центрировочно-захватного кулачкового механизма 4, что обеспечивает зажим трубы минимального диаметра, т.е.

Омакс 11мин+ 8 — chc

2 2

Установка работает следующим образом.

В исходном положении зажимные элементы 6 отпущены. Контролируемое изделие кладется оператором на опорные подставки 11 и продвижением вперед (на фиг.1 — влево) вводится в держатель 3 детали между зажимными элементами 6. После этого включается двигатель 10 электропривода и все последующие операции производятся автоматически.

5

5

Полный телевизионный сигнал поступает в блок 14 обработки видеосигнала, где квантуется по выбранному амплитудному уровню и преобразуется в дискретную форму с двумя состояниями, соответствующими фоновому и теневому уровням яркости изображения. Линейный размер теневого изображения определяется путем измерения длительности участков строк, ограниченных теневым изображением, с помощью заполняющих счетных импульсов кварцованной частоты. Осреднение этого значения по множеству строк, ограниченному некоторым постоянным по величине рабочим полем телевизионного растра, позволяет повысить точность измерений sa счет снижения влияния микронеровностей, пыли и т.д. на поверхности стержня.

Результаты измерений в цифровом виде вместе с теневым изображением стержня выводятся на монитор 15.

Измерение диаметров в контролируемых сечениях осуществляется прн непрерывном вращении контролируемого изделия посредством вывода текущих показаний в блок 16 вычислений через равные промежутки времени, определяемые интервалом следования специально вырабатываемых тактовых импульсов, что при равномерной скорости вращения стержня обеспечивает равные угловые промежутки между измеряемыми диаметрами. В блоке 16 вычислений информация об измеряемых диаметрах статистически обрабатывается, масштабируется, анализируется и выводится на индикатор 17. При этом осуществляются следующие контрольные операции: контроль измеренных диаметров по заданному допуску на номинал; контроль некруглости в поперечных сечениях по заданному допуску на .некруглость; контроль геометрических искажений, связанных с отклонениями поверхности стержня от цилиндрической формы; сортировка на размерные группы в пределах допуска на номинальный диаметр.

При наличии брака, т.е. выходе измеренных значений за пределы допусков на номинальный диаметр, некруглость или конусность, блок 16 вычислений формирует соответствующую команду на срабатывание дефектоотметчика 12, который отмечает специальными чернилами бракованные сечения после перемещения контролируемого стержня в следующую контрольную позицию.

1374047

Заказ 562/36 Ти аж 680 Подписное

Произв.-полигр. пр-тие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Сектор измерений, т.е. центральный угол в сечении контролируемого изделия, внутри которого через равные угловые промежутки производится измео 5 рение диаметров, равен 180 (очевидно, что результаты измерений в последующие 180 повторяются). После поворота о шпинделя 7 на 180 датчик углового положения отключается, прекращая тем

1 самым прохождение информации, поступающей по тактовым импульсам в блок

16 вычислений. При дальнейшем поворо- те шпинделя 7 зажимные элементы 6, отслеживая профиль внутренней поверх- 15 ности радиального кулачка 5, разжимаются, и контролируемое изделие ложится на опорные подставки 11. Держатель

3 детали в соответствии с профилем торцового кулачка 8 под действием 20 пружины откатывается назад на расстояние t, равное шагу торцового кулачка 8. В дальнейшем цикл контроля одного сечения повторяется.

Формула изобретения

Автоматическая установка для контроля геометрии деталей круглого поперечного сечения, содержащая держатель 30 детали, установленный с возможностью возвратно-поступательного перемещения, оптически связанные коллимирующую и проекционную оптические системы, последовательно соединенные телевизионную камеру, блок обработки видеосигнала и блок вычислений, монитор, вход которого связан с выходом блока обработки видеосигнала, индикатор, вход которого связан с первым выходом блока вычислений, о т л и ч а ющ а я с я тем, что, с целью повышения производительности контроля и обеспечения возможности разбраковки, держатель детали размещен между коллимирующей и проекционной оптическими системами и выполнен в виде центрировочно-захватного кулачкового механизма, а установка снабжена торцовым кулачком, соосно закрепленным на центрировочно-захватном кулачковом механизме, связанными с последним электроприводом .и датчиком углового положения, установленным с возможностью периодического взаимодействия с торцовым кулачком, выход датчика углового положения связан с входом блока вычислений, опорными подставками для детали и дефектоотметчиком, установленным на расстоянии от оптичес-, кой оси коллимирующей и проекционной оптических систем, равном шагу торцового кулачка, со стороны, противоположной установке детали, управляющие входы дефектоотметчика и электропривода связаны с вторым и третьим выходами блока вычислений соответственно.