Измерительная головка

 

Изобретение относится к измерительной технике и может использоваться в машиностроении для контроля формы деталей. Цель изобретения - повьтгение точности. Измерение достигается за счет того, что перед началом измерения подается управляющий сигнал на одновибратор,который формирует электрический импульс в обмотке 9 электромагнита. Электромагнит притягивает и отпускает рычаг 4, приводя его в затухаямцие колебательные движения, в результате которых щуп 5 занимает исходное (нулевое) положение . А ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (51)4 С 01 В 21/00

ВСЕОНО3 1я Я (13,"„;,„13

Уц"HOTEKA

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H A ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3963750/24-28 (22) 14.10.85 (46) 30.07.88. Бюл. У 28 (72) Е.О.Адамов, В.Г.Иванов, С. Г.Виногоров, N.А.Великотный, Е.П.Ильин, М.М.Ляпунов и В.И.Поляков (53) 531.7 (088.8) (56) Патент Великобритании Ф 1443036, кл. G 01 В 5/20, 1976. (54) ИЗМЕРИТЕЛЬНАЯ ГОЛОВКА (57) Изобретение относится к измерительной технике и может использова1 ться в машиностроении для контроля формы деталей. Цель изобретения— повышение точности. Измерение достигается за счет того, что перед началом измерения подается управляющий сигнал на одновибратор который формирует электрический импульс в обмотке 9 электромагнита. Электромагнит притягив ае т и отпускает рычаг 4, приводя его в затухающие колебательные движения, в ре зуль тате кото рых щуп

5 занимает исходное (нулевое) положение. 1 ил.

1413421

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к средствам активного контроля поверхностей деталей сложной формы.

Цель изобретения — повышение точ- . ности измерений путем устранения погрешностей, вызванных отклонением щупа от исходного положения.

На фиг. 1 приведена структурная схема измерительной головки; на фиг. 2 — функциональная схема; на фиг. 3 — принципиальная схема одно" вибратора; на фиг. 4 — принципиальная схема выделения сигнала позицион- 15 но-чувствительного датчика.

Измерительная головка содержит корпус 1 с неподвижным опорным элементом 2 и крышкой 3, соединенный с корпусом 1 посредством поворотного рычага 4 подвижный измерительный щуп 5 с измерительным наконечником

6, позиционно - чувствительный датчик, связанный с системой управления координатно — измерительной маши- 25 ны (не показана), и устройство возврата щупа 5 в исходное положение, включающее электромагнит и пружину

7. В качестве координатно — измерительной машины может быть использован станок с числовым программным управлением, где датчик занимает позицию одного из инструментов. Устройство возврата снабжено одновибратором 8, выход которого соединен с обмоткой 9 электромагнита, а вход— с системой управления координатно— измерительной машины, электромагнит закреплен на опорном элементе 2, а

его сердечник 10 образует магнитную цепь с рычагом 4 и/или щупом 5.

Датчик- может быть выполнен в виде полого стакана 11, в котором размещен источник 12 излучения. Стакан 11 снабжен диафрагмой 13 с фигурной прорезью 14, обращенной к светочувствительной поверхности фотоприемника 15 выполненной в виде четырехквадрантной фотодиодной матрицы. Источником 12 излучения может служить светодиод, работающий в импульсном режиме. 50

Фотоприемник 15 подключен к входу схемы выделения сигнала позиционно чувствительного датчика, выходы которой при помощи проводников 16 и разъема 17 соединены с системой управления. 55

Схема выделения сигнала содержит транзисторный ключ 18, состояние которого определяет ток светодиода, генератор 19, управляющий ключом 18, и источник 20 питания. Выходы фотодиодов матрицы 21 фотоприемника 15 подключены попарно к входам двух дифференциальных усилителей 22, выходы которых, в свою очередь, связаны по переменному току с входами двух пов то рите лей 2 3. Схема в ключае т ан алоговые, ключи 24, управляемые формирователем 25 длительности и осуществляющие вычитание шумовой составляющей из поступающего сигнала. На дифференциальных усилителях 26 собрана разностная схема определения смещения измерительного щупа 5 по двум координатам. Пороговая схема определения модуля смещения по координатам собрана на компараторах 27, 28 тока и компараторах 29, 30 напряжения.

Причем выходы компараторов 27 и 29 соединены с входами логического элемента 31, а выходы компараторов 28 и 30 — с входами логического элемента 32. Пороги срабатывания компараторов 27-30 задаются источником 33 напряжения. К формирователю 34 подключены триггеры 35.

Схема одновибратора — схема формирования импульса в обмотке электромагнита — включает логические элементы 36 — 39, транзисторы 40 и 41, резистор 42, диод 43 и конденсатор

44.

Измерительная головка работает следующим образом.

Перед началом измерения подается управляющий сигнал на одновибратор

8, который формирует электрический импульс в обмотке 9. Электромагнит притягивает и отпускает рычаг 4,приводя его в затухающие колебательные движения, вследствие чего щуп 5 занимает исходное (нулевое) положение.

При соприкосновении наконечника

6 с поверхностью контролируемой детали измерительный щуп 5 поворачивается относительно оси головки. При этом светящееся изображение на светочувствительной поверхности фотоприемника 15 смещается, что приводит к появлению на выходе его переменной составляющей сигнала, величина которого характеризует величину смещения светящего изображения, а фаза — направление перемещения. В каждом периоде импульсов генератора 19, управляющего ключом 18, определяющим в свою очередь, ток светодиода — источника

1413421

12, формирователь 34 формирует импульс синхронизации записи выделенных логиче скими элементами 31 и 32 сигналов смещения источника 12 по координатам, поступающий н триггеры 35.

При эточ элементы 31 и 32 выполняют логическую функцию И-НЕ. Триггеры 35 передают сигналы смещения по двум координатам на выходной разъем 17 и далее н систему управления координатНо — измерительной машины. Для того чтобы щуп 5 возвратился в исходное положение, одновибратор 8 формирует по входному перепаду из высокого логического уровня в низкий выходной сигнал длительностью 1-2 с,включающий электромагнит.

Входной перепад формируется систе- мой управления и запирает логический элемент 36, с выхода которого высокий уровень запирает диод 43 для обеспечения заряда конденсатора базовым током транзистора 40. Время заряда 25 конденсатора 44 до порога срабатывания элемента 37 определяется базовым, током транзистора 40 и током через резистор 42. На время заряда конденсатора 44 элемент 37 заперт, высокий логический уровень с его выхода открывает элемент 38,низкий блокирует элемент 36. Элементы 36 и 38 выполняют логическую функцию И-НЕ, а элементы 37 и 39 — функцию инвертора.

Элемент 39 также заперт на время заряда конденсатора 44, высокий логический уронень с его выхода отпирает транзистор 41, н коллекторную цепь которого нключена обмотка 9. На обмотку 9 подается напряжение от источ40 ника 20 питания, н результате чего ток в обмотке 9 создает импульс электромагнитного поля для кратковременного перемещения рычага 4 со щупом 5./

После заряда конденсатора 44 до порогового напряжения транзистор 40 запирается, что вызывает отпирание элемента 37 и элемента 39 и запирание элемента 38 и транзистора 41, последний при этом выключает ток н обмотке 9 электромагнита. По окончании импульса рычаг 4 со щ упом 5 совершает затухающие колебания, в результате которых щуп возвращается н исходное положение.

Наличие однонибратора, обеспечивающе го "н стряхив ание" изме рительно го щупа -перед началом измерения, обеспечивает его возврат в исходное (нулевое) положение, что позволяет отказаться от периодической юстировки измерительной головки и улучшает ее эксплуатационные характеристики.

Кроме того, стабильность нулевого положения делает возможным уменьшить зону нечувствительности Датчика, что положительным образом сказывается на точности измерений.

Формула изобретения

Измерительная головка, соде ржащая корпус с неподвижным опорным элементом и крьппкой, соединенньп1 с корпусом посредстном поворотного рычага подвижный измерительный щуп с измерительным наконечником, позиционно чувствительный датчик и устройство возврата щупа в исходное положение, включающее электромагнит и пружину, отличающая с я тем, что, с целью повышения точности измерений, устройство возврата снабжено одновибратором, выход которого соединен с обмоткой электромагнита, электромагнит закреплен на неподниж ном опорном элементе, а его сердечник о бр аз уе т магнитн ую це пь с рычагом и/или со щупом. 1413421

ll

Фиг. 3

1413421

Составитель В. Гордеев

Техред Л.Сердюкова

Редактор А.Маковская

Корректор В. Бутяra

Тираж 680

ВПИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

Заказ 3782/41 ч

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