Устройство для измерения деталей вращения

 

Изобретение относится к измерительной технике. Цель изобретения - повьшение точности измерений и расширение функциональных возможностей. При движении рамы 1 с размещенными на ее противоположных стойках источником 12 света и фотодиодной матрицей 13 производится фиксирование появления кромки измеряемой детали 5 в поле зрения фотодиодной матрицы 13. Блок 25 управ ения приемником переключает блок 24 обработки сигнала в режим преобразования изображения в цифровой эквивалент, на выходе которого сформируются данные для определения средней линии профиля и параметра шероховатости поверхности. Контроллер 23 управления включает блок 27 измерения перемещений рамы 1. Данные ординат, величина перемещения контроллером 23 управления передаются в микроэвм 22, где вычисляются параметры детали вращения - ее диаметр, эллипсность, конусн ость и др. 1 з.п.ф-лы, 2 ил. (Л

„„Я0„„1411585 А1

СОЮЗ СОНЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (sD 4 Г 01 В 21/08

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4187309/24-28 (22) 30.10.86 (46) 23.07.88. Бюл. N 27 (71) Проектно — конструкторское бюро по проектированию оборудования для производства пластических масс и синтетических смол (72) В.В.Солодченко и С.В.Любомирский (53) 53 1.7 (088.8) (56) Заявка Франции У 2430595, кл. C 01 В 11/08, 1978. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ. ДЕТАЛЕЙ ВРАЩЕНИЯ (57) Изобретение относится к измерительной технике. Цель изобретения повышение точности измерений и расширение функциональных возможностей.

При движении рамы 1 с размещенными на ее противоположных стойках источником 12 света и фотодиодной матрицей 13 производится фиксирование появления кромки измеряемой детали

5 в поле зрения фотодиодной матрицы

13, Блок 25 управ.-.ения приемником переключает блок 24 обработки сигнала в режим преобразования изображения в цифровой эквивалент, на выходе которого сформируются данные для определения средней линии профиля и параметра шероховатости поверхности.

Контроллер 23 управления включает блок 27 измерения перемещений рамы

1. Данные ординат, величина перемещения контроллером 23 управления передаются в микроЭВМ 22, где вычисляются параметры детали вращения — ее диаметр, эллипсность, конусность и др. 1 з.п.ф-лы, 2 ил. д Ф

1411585

Изобретение относится к измерительной технике и может быть исполь, зовано для измерения параметров деталей вращения типа "вал".

Цель изобретения — повышение точности измерений и расширение функциональных возможностей устройства путем оценки величины шероховатости поверхности и увеличения контролируемых 10 параметров.

На фиг. 1 представлена структурная схема устройства; на фиг. 2 ,,поле зрения фотодиодной матрицы.

Устройство содержит раму 1, размещенную в направляющих каретки 2, шаговый электродвигатель 3, приводящий во вращение винт 4 и обеспечивающий перемещение рамы 1 в плоскости, перпендикулярной оси вращения измеря- 20 емой детали 5, шаговый электродвигатель 6, приводящий во вращение винт

7 и обеспечивающий перемещение рамы

1 вдоль оси вращения измеряемой детали 5 по направляющим 8 и 9, опору 25 для размещения детали, например центры 10 и 11, оптически связанные источник 12 света и фотоприемник, выполненный в виде дискретной фоточувствительной системы, например фото- 0 диодной матрицы 13, размещенные на противоположных стойках рамы по разные стороны от измеряемой детали 5, оптическую систему, состоящую из последовательно установленных за источ ником 12 света по ходу светового пото- ка конденсора 14, преломляющего зеркала 15, установленных на одной стойке рамы 1, преломляющего зеркала 16 и объектива 17, установленных на про40 тивоположной стойке рамы 1, датчики

18 и 19 линейного перемещения, измеряющие горизонтальное и вертикальное перемещение рамы 1 относительно . измеряемой детали 5, электродвигатель

20, осуществляющий перемещение цент45 ра 10, привод вращения детали, выполненный в виде электродвигателя 2 1.

Устройство содержит также блок управления и вычислений, выполненный, например, в виде связанных канатном

"общая шина" микроЭВМ 22 (в качестве микроЭВМ может быть использована ЭВМ

"Электроника 60М") и контроллера 23 управления, блок 24 обработки сигнала, блок 25 управления фотоприемни- 55 ком, блок 26 управления перемещением рамы, блок 27 измерения перемещений и блок 28 управления вращением измеряемой детали 5. Четыре выхода контроллера 23 управления связаны соответственно с входами блока 24 обработки сигнала, блока 25 управления фотоприемником, блока 26 управления перемещением рамы и блока 28 управления вращением измеряемой детали 5, первый и второй входы контроллера 23 управления связаны соответственно с выходами блока 24 обработки сигнала, блока 25 управления фотоприемником, блока 26 управления перемещением рамы и блока 28 управления вращением измеряемой детали 5, первый и второй входы контроллера 23 управ ения связаны соответственно с выходами блока

24 обработки сигнала и блока 27 измерения перемещений, два входа которого связаны с датчиками 18 и 19 линейного перемещения соответственно. Вход блока 24 обработки сигнала связан с выходом фотодиодной матрицы 13, к входу которой подключен выход блока

25. Два выхода блока 26 управления перемещением рамы связаны с входами шаговых электродвигателей 3 и 6 соответственно, а выходы блока 28 — с входами электродвигателей 20 и 21.

Устройство работает следующим образом.

Зажим детали осуществляется центром 10 задней бабки устройства автоматизированного измерения размеров, а перемещение заднего центра 11 осуществляется электродвигателем 20. Вращение измеряемой детали осуществляется электродвигателем 21 привода шпинделя передней бабки устройство.

Измеряемая деталь 5 устанавливает-. ся и зажимается в центрах 10 и 11. В микроЭВМ 22 известным способом загружается программа изменений конкретной детали. МикроЭВМ 22 связана с контроллером 23 управления шинами адреса данных и управления.

Контроллер 23 управления является устройством связи и органиэации обмена между центральным процессором микроЭВМ 22 и внешними блоками устройства.

В соответствии с заложенной программой в микроЭВМ 22 контроллер 23 управления вырабатывает последовательный ряд команд: первая команда направлена к блоку 26 управления перемещением рамы, вырабатывающему сигналы управления электрическим двигателем 6, который, вращаясь посредством (3 1411 винта 7, перемещает каретку 2 в заданную (по программе) координату измерения. Котроль перемещения каретки осуществляется датчиком 18 линейного перемещения (например, индуктосин).

При достижении кареткой 2 заданной координаты блоком 27 измерения перемещений вырабатывается сигнал, который направлен в контроллер 23 управления. Контроллером 23 управления вырабатывается команда прекращения движения каретки 2 и одноврем .нно подается сигнал на блок 26 управления перемещения рамы для включения шагового электродвигателя 3 вертикального перемещения рамы 1.

Рама 1 из нижнего исходно о положения перемещается вверх перпендикулярно оси измеряемой детали 5. Луч света от источника 12 через конден- сор 14, зеркала 15 и 16 и обьектив

17 попадает на фотодиодную матрицу

13, При движении рамы 1 в поле оптической системы попадает нижняя кромка детали 5 и на фотодиодной матрице

13 проецируется профиль участка образующей детали. До появления изображения на фотодиодной матрице 13 непрерывно производится анализ первой строки на наличие изображения.

Появление тени на любом участке первой строки сигнализирует о "захвате" кромки изображения. Блок 25 переключает блок 24 обработки сигнала и режим преобразования изображен> я в числовой эквивалент.

Блок 24 обработки предназначен для преобразования временного интер- вала, генерируемого блоком 25 управления фотоприемником, в некоторое коли- чество импульсов, пропорциональное его длительности, суммирования этих импульсов при изменении адресов строк, хранения и передачи на входные шины микроЭВМ 22 в виде последовательности 45 байтовой информации, для определения наличия оптической информации, в режиме поиска кромки детали 5, Блок 25 предназначен для согласования входных и выходных параметров фотодиодной матрицы 13, организации управления и усиленйя малых сигналов на выходе фотодиодной матрицы 13, Участок кромки детали 5, спроецированный на фотодиодную матрицу 13, 55 блоком 25 преобразуется в ряд числовых значений ординат (по числу столбцов фотодиодной матрицы), поступаю585 ших в счетно — суммирующее устройство и являющи. "я исходными данными для определения средней линии профиля и параметров шероховатости поверхности детали P . Этим же сигналом- через контроллер 23 управления включается блок 27 измерения перемещений, который фиксирует расстояние, пройденное рамой 1 от момента появления тени на первой строке фотодиодной матрицы 13 до момента засветки первой строки фотодиодной матрицы 13 при выходе рамы 1 за габариты измеряемой детали

5. Засветка любого участка. первой строки фотодиодной матрицы 13 приводит к тем же результатам, что и появление тени (участок кромки детали, спроецированный на фотодиодную матрицу 13, преобразуется в ряд числовых значений — ординат для определения средней линии профиля и параметров шероховатости).

Данные ординат, величина перемещения контроллером 23 управления по типам данных передаются в микроЭВМ

22, где в результате обработки информации одного замера получают диаметр детали (размер между двумя средними линиями верхнего и нижнего профиля), К вЂ” параметры шероховатости. С помощью шагового электродвигателя 6 каретка 2 перемещается вдоль оси измеряемой детали 5 к новой координате .измерения, и процесс, измерения производится при движении рамы 1 вниз аналогично описаному. Совмещение движений: вертикального — измерительной рамы 1, горизонтального — каретки 2 и вращательного — детали, позволя-— ет определить все основные параметры детали — размеры в заданных сечениях, эллипсность, конусность, биение и др, Пример . Применяют фотоматрицу МФ 16. При движении в момент времени t (фиг.2) проекция детали затемняет одну или несколько элементов первой строки. При этом могут быть затемнены элементы последующих одной или нескольких строк, что на работу системы не влияет. Затемнение элементов первой строки сигнализирует о наличии кромки детали и вызывает сигнал, переключающий блок 25 на опрос всех ее строк. Опрос строк производится в момент времени с, т.е. после очередного перемещения рамы 1 в паузе ее движения. Выбор шага (дискреты) перемещения рамы 1 определяют

5 141 исходя иэ допустимой точности измерений предлагаемой величиной шерохеваости поверхности. Для токарной обаботки шероховатость К = 20-40 мкм. еличина дискреты перемещения выбиратся, исходя из условий полного оторажения профиля кромки детали на отодиодной матрице 13 (момент време1 } при любом положении иэображеия в начальный момент времени

Размер проекции отображения ойрееляется выбранной точностью измереия. Так как резьбовая поверхность является разновидностью шероховатоси, но с совершенно определенным агом и высотой гребешков, то устройтво выполняет операции по измерению езьбовых поверхностей с контролем еометрии профиля резьбы.

Для выполнения замеров резьбовых оверхностей объектив снабжен трансокатором. формула изобретения

1. Устройство для измерения деталей вращения, содержащее основание, становленную с возможностью переещения в плоскости, перпендикулярой основанию, раму, стойки которой редназначены для размещения по разые стороны от оси вращения детали, асполагаемой в плоскости, параллельой основанию, привод перемещения амы, оптически связанные источник вета и фотоприемник с объективом, расположенные на противоположных стойках рамы, датчик линейного перемещения рамы в плоскости, перпендику! 585 лярной коснованню, о т л и ч а ю— щ е е с я тем, что, с целью повышения точности и расширения функциона5 льных воэможностей путем обеспечения измерений наряду с диаметром детали вращения и других ее параметров, оно снабжено приводом перемещения рамы в плоскости, параллельной основанию, датчиком линейного перемещения рамы в плоскости, параллельной основанию, блоком управления и вычислений, блоком обработки сигнала, блоком управ ления фотоприемником, блоком управления перемещением рамы, блоком измерения перемещений, блоком уп, авления вращением детали, четыре выхода блока управления и вычислений связаны соответственно с входами блока обработки сигнала, блока управления фотоприемни. ком, блока управления перемещением рамы, блока управления вращением дета ли, два входа блока управления и вычислений связаны соответственно с выходами блока обработки сигнала и блока измерения перемещений, два входа которого связаны с выходами датчиков линейного перемещения, вход блока обработки сигнала связан с выходом

ЗО фотоприемника, вхбд которого связан с выходом блока управления фотоприемником, выходы блока управления перемещением рамы связаны соответственно с выходами приводов перемещения рамы, а фотоприемник выполнен в ниде фотоЗ5 диодной матрицы.

2. Устройство по п.1, о т л и ч аю щ е е с я тем, что оно снабжено трансфлокатором, связанным с объективом. !

1411585

Составитель О.Несова

Техред Л.Олийнык

Корректор О. Кравцова

Редактор Н.Тупица

Заказ 3643/36

Тирам 680 Подписное

ВПИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

3 S 7 9 rt 13 rS

СlogllEgk/

Риг.2

Наирабпение дби жение

Фотомамри цы