Способ бесконтактного определения линейного размера детали

 

Изобретение относится к области измерительной техники. Целью изобретения является повышение точности при измерении линейного размера детали . Измеряемую деталь освещают коллимиров анным пучком света, перпендикулярным направлению измерения размера. .Формируют проекцию детали. Затем деталь вращают вокруг оси, перпендикулярной пучку света, и в моменты достижения параллельности торцов детали пучку света определяют координаты базовых точек проекции, по которым вычисляют линейный размер детали. 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А1 (19) ® (III (su W С 01 В 21/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTMA (21) 4178335/24-28 (22) 09. 01 . 87 (46) 15.10.88. Бюл. 11 38 (72) В.И. Миронченко (53) 531.7. 717 (088.8) (56) Патент США N - 4279513, кл. G 01 В 11/02, 1979. (54) СПОСОБ БЕСКОНТАКТНОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЛИНЕЙНОГО РАЗМЕРА ДЕТАЛИ (57) Изобретение относится к области измерительной техники. Целью изобретения является повышение точности при измерении линейного размера детали. Измеряемую деталь освещают колли-. мированным пучком света, перпендикулярным направленью измерения размера. . Формируют проекцию детали. Затем деталь вращают вокруг оси, перпендикулярной пучку света, и в моменты достижения параллельности торцов детали пучку света определяют координаты базовых точек проекции, по которым вычисляют линейный размер детали.

3 ил.

1430747

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при бесконтактном измерении линейного размера непрозрачной дета5 ли в

Целью изобретения является повышение точности определения длины детали за счет исключения влияния на результат измерения неперпендикулярности плоскости торцов детали к направлению определения размера.

На фиг.l представлена схема устройства, реализующего предлагаемый способ; на фиг,2 — проекции детали, поясняющие реализацию способа; на фиг.3 — схема блока фиксации моментов параллельности плоскости торца детали пучку света, образующего проекцгю детали. 20

Устройство содержит первый осветитель 1, пучок света которого направляется на деталь 2, оптическую систему 3, фотоприемник 4 с блоком 5 управления, блок 6 сопряжения, блок 7 25 вычислений и блок 8 определения параллельности торцов детали 2 пучку света. осветителя 1. Блок 8 состоит из второго осветителя 9, блока 10 двухэлементных фотоприемников, блока 11 30 дифференциального усилителя и блока 12 регистрации.

Способ осуществляют следующим образом.

Первым осветителем 1 освещают измеряемую деталь параллельным пучком света, нормальным направлению измерения размера, формируют оптической системой 3 проекцию детали на светочув, ствительной поверхности позиционно- 40 чувствительного фотоприемника 4„ Блоком 5 управления сканируют позиционно-чувствительный фотоприемник 4, информация с которого поступает через блок 6 в блок 7.

Для введения коррекции на погреш45 ность, обусловленную неперпендикулярностью плоскостей торцов детали оптической оси, используется информация о положении плоскости торцов детали относительно пучка света, поступаю- 50 щая с блока 8.

Каждому торцу измеряемой ступени соответствует свой канал блока 8 определения параллельнОсти плОскОсти 55 торца пучку света .содержащий последовательно соединенные второй осветитель 9, блок 10 двухэлементного фотоприемника, блок. Il дифференциаль1, =1х, -х,/; з.,— ы-lx -x,(, 1,=АР=(хд-Х,(/ 6 Y5 /

d2=!Y.-Y !;

vi i=/x,-х!;

l, =в c =/х,-х, /;

d. =(Y,--Y,/; ного усилителя, блок 12 регистрации.

Все каналы идентичны, поэтому рассмотрим работу одного из них.

В зоне анализа устанавливается отражающая плоская поверхность (или образцовая деталь) параллельно пучку света первого осветителя 1 . На нее от второго осветителя 9 направляют узкий осесимметричный световой пучок так, чтобы направление измерения линейного размера лежало в плоскости, образованной падающим и отраженным пучками, На пути отраженного пучка устанавливается блок 10 двухэлементного фотоприемника так, чтобы линия разделения его элементов делила световое пятно пополам. Таким образом, фиксируется заданное положение плос- кости торца детали 2. Сигналы с эле-ментов блока 10 подаются на блок ll с выхода которого информация поступает на блок 12, определяющий момент достижения минимума сигнала с блока

-l1 дифференциального усилителя и выдающий команду на блок 6 сопряжения для регистрации информации фотоприемника 4. Затем на место образцовой детали устанавливают иэмеряему а деталь 2 и вращают ее вокруг Оси, совпадающей с направлением измерения линейного размера, В момент достижения параллельности плоскости АВ .(фиг.2а) первого торца детали пучку све".а первого осветителя l определяют координаты точек А,В,С,D ° Аналогично в момент достижения параллельности плос„g I кости С D пучку света первого осветителя I определяют координаты точек (I I

А,В,С,D (фиг,26), Далее по полученным данным определяют линейный размер Ь ступени детали следующим Образом, АЦРОРВСБМ11ТЭ вЂ” вершины проекции детали при достижении параллельности

I плоскости первого торца АВ измеряемой ступени ABCD пучку света (фиг ° 2а) °

Вершины проекции детали при достижении параллельности плоскости второго торца ДС ступени ABCD пучку света обозначены теми же буквами со штрихами (фиг.26), Обозначим

1430747

Фигуры ABCD u A В С D - трапеции, I ( так как ВС параллельна AD а В С—

А D

Средйяя линия трапеции ABCD

Аи+ВС 1(+1

2 2 ((I (Средняя линия трапеции А В С D (< A D+B С 1<+1< 2 . 2

Средние линии обеих трапеций совпадают с осью вращения детали и, сле( довательно, О, О =0 0

Из точек В и О< опустим перпендикуляры ВН(и О,Е, на сторону AD, а (( из точек D и О и аналогичные пер< ( пендикуляры D Н и О Е на сторону (<

В С . Из подобия треугольников АО, Е, 1 « и АВН(, Р Н С и Е О С следует, что

АЕ,=i/2 AH,=h

L=0<0 +AE<+EgC э

4 2 2

Усреднение величины средней линии трапеции выполнено для повышения точности определения L.

При определении размера части детали, находящейся в окружении частей с большими поперечными размерами, чем измеряемая, отрезки AEr и Е С должны учитыаться с противоположнйми знаками, поэтому в обобщенном виде длина ступени детали определяется по формуле (<

1, +1,+1 +1(, Ь

+ 2 дп(й -<()+ 2 з д"(йг.-й ) °

h< . hg,, < (Повышение точности измерения ли10 нейного размера ступени детали достигается за счет повышения контрастнос- . ти границ проекции ступени при опре- . делении координат базовых точек, 5 Формула изобретения

Способ бесконтактного определения линейного размера детали, заключающийся в. том, что формируют параллель20 ный пучок света, направляют его на изизмеряемую деталь перпендикулярно направлению определения линейного размера, формируют проекцию детали, определяют линейный размер детали, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности измерения размера детали, ее вращают вокруг оси, перпендикулярной пучку света, при .этом фиксируют моменты парал-.

30 лельности торцов детали пучку света, в эти моменты измеряют координаты базовых точек проекции, по которым оп ределяют линейный размер детали.

1430747

1430747

9 ир 3

Составитель С, Межнев

Техред А.Кравчук Корректор Н. Король

Редактор Е. Конча

Заказ 5330/40 Тираж 680

Подписное

В11ИИПИ 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