Устройство для бесконтактного измерения диаметра вала

 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для бесконтактных измерений наружных диаметров изделий в машиностроении, в частности в гибких производственных системах. Целью изобретения является повышение точности и надежности измерений за счет повышения коэффициента оптического увеличения и исключения предварительной настройки при измерении изделий с различными размерами. Контролируемый вал 11 освещается коллимированным пучком от источника света 1. Теневое изображение проецируется на блок 4 призм и с его помощью смещается в сторону плоскости симметрии устройства. Для оптического согласования изображения осуществляется его сжатие по ширине объективом-анаморфотом 5. Изображение на выходе последнего проецируется на поверхность матричного фотопреобразователя 7. По количеству засвеченных и затемненных зон на поверхности матричного преобразователя судят о величине диаметра вала. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (И) (51) 5

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

М А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4465531/24-28, (22) 28.07. 88 (46) 07.10,90. Бкп. ¹ 37 (72) С.И,Оржекаускас, P.Þ.Áàíñÿâè÷þñ, М,С,Рондоманскас, Ю.А.Ефимушкин и В.Н.Дербенев (53) 537.7(088.8) (56) Авторское свидетельство ГССР № 1208480, кл, G 01 В 21/10, 1986, 1 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ БЕСКОНТАКТНОГО

ИЗМЕРЕНИЯ ДИАМЕТРА ВАЛА (57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для бесконтактных измерений наружных диаметров изделий в машиностроении, в частности в гибких производственных системах. Целью изобретения является повышение точности и на2 дежности измерений за счет повьппения коэффициента оптического увеличе:ия и исключения предварительной настройки при измерении изделий с различными размерами. Контролируемый вал 11 освещается коллимированным пучком от источника света 1 ° Теневое изображение проецируется на блок 4 призм и с его помощью смещается в сторону плоскостн симметрии устройства. Для оптического согласования изображения осуществляется-его сжатие по ширине объективом-анаморфотом 5. Иэображение.на выходе последнего проецируется на поверхность матричного фожпреобразователя 7. По количеству засвеченных и затемненных эон на поверхности матричного преобразователя судят о величине диаметра вала. 2 ил.

1597544

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для бесконтактных измерений наружных диаметров изделий в машино, строении, в частности в гибких производственных системах.

Целью изобретения является повышение точности и надежности измере-. ний за счет повышения коэффициента оптического увеличения и исключения предварительной настройки при измерении изделий с различными размерами, Ца фиг.1 изображена схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 — схема хода лучей в горизонтальной плоскости

Устройство содержит последователь" но установленные источник 1 света, коллимирующий объектив 2, первый объектив-анаморфот 3 с линейным увеличением Ку > 1, блок 4 призм, состоящий из склееных боковыми сторонами и имеющих различную длину призм-ромбов

4г — 4„, Устройство также содержит второй объектив-анаморфот 5 с линейным увеличением К у < 1, фокусирующий объектив 6, матричный фотопреобраэователь 7, выполненный в виде матричноro прибора с зарядовой связью, и последовательно к нему подключенные электронный блок 8, вычислительный блок 9 и индикатор 10.

Устройство работает следующим обр азом.

Контролируемый вал 11 (фиг. 1) освещается коллимированным пучком света, сформированным источником 1 света и коллимирующим объективом 2. Теневое иэображение вала 11 проецируется на блок 4 призм и с помощью призмромбов 4 — 4 смещается в сторону и плоскости симметрии устройства. В результате образуется прямоугольное поле изображения, однако из-за канечной ширины призм-ромбов ширина и высота этого изображения получаются неравномерными. Для оптического согласования осуществляется сжатие изображения по ширине с помощью объектиФ ва-анаморфота 5. Коэффициент К объектива-анаморфота 5 устанавливается с учетом размеров рабочей поверхности фотопреобразователя 7 и высоты изображения на выходе блока 4 призм.

Полученное иэображение на выходе объектива-анаморфота 5 проецируется

I на поверхность фотопреобразователя 7 с помощью фокусирующего объектива 6, Так как каждому интервапуфд „rid<,..., dd соответствует определенная зона

7, 7, ..., 7„, то на поверхности фотопреобразователя образуются полностью засвеченные sоны (диаметр вала меньше соответствующих интервалов), полностью затемненные зоны (диаметр вала больше соответствующих интервалов) и зона с частичным затемнением (диаметр вала расположен внутри интервала) . Возможен также случай, когда на поверхности фотопреобраэователя образуются только засвеченные и затемненные зоны (край теневого изоб15 ражения совпадает с границей интервала).

Электронным блоком 8 производится опрос дискретных преобразователей каждой зоны и формирование результирующего сигнала, который состоит из последовательности импульсов от каждого дискрета в зоне и последовательности зон. В зависимости от требуемой точности число зон может быть разным, Очевидно, что максимальное число зон ограничено максимальным числом рядов дискретов и их разрешающей способностью. Если каждая зона охватывает несколько рядов дискретов, то сигнал снимается только с дискретов, стоящих в среднем ряду, 1

В результирующем сигнале засвеченные дискреты вЫделяются от затемненных большим уровнем напряжения, т,е.

Б )Ь

Для определения диаметра вала сигнал с выхода блока 8 подается на вычислительный блок 9, в котором произ40 водится подсчет импульсов затемненных дискретов и умножение их на масштабный коэффициент, т. е, m = 1„„,„,, -щ- масштабный коэффициент; суммарное число

0 ц импульсов; . — число импульсов

Т от затемненных дискретов.

Результат вычисления визуализируется на индикаторе 10, В случае, если используется большое число призм-ромбов, а контролируемый участок вала ограничен. по длине, между контролируемым валом 11 и блоком 4 призм устанавливается объекФормула и э о б р е т е н и я

Устройство для бесконтактного измерения диаметра вала, содержащее последовательно установленные оптичесСоставитель В.Шабанова

Техред Л.Олийнык Корректор Н.Ревская

Редактор О.Юрковецкая

Заказ 3040 Тираж 488 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101

5 l59 тив-анаморфот 3 (фиг. 2) . Коэффициент е го линейно го увеличения определ я ет ся как отношение ширины блока 4 призм к„ длине контролируемого участка вала 11., Использование предлагаемого устройства позволяет с высокой точностью и надежностью измерять диаметры валов различных размеров беэ предварительной настройки измерительной системы и создавать на .этой базе высокоскоростные измерители для гибких производственных систем, 7544 6 ки сопряженные источник света, коллимирующий и фокусирующий объективы и фотопреобразователь, электронный и вычислительный блоки и индикатор, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерений, .оно: снабжено блоком призм, состоящим иэ призм-ромбов разной длины, сопряженных боковыми гранями и образующи10 ми пирамиду, вертикальная ось которой перпендикулярна оси симметрии устройства и пересекает ее, и .объективом-анаморфотом, установленными меж15 ду коллимирующим и фокусирующими объективами, а фотопреобразователь выполнен матричным и его выход через электронный блок и вычислительный блок подключен к входу индикатора.