Устройство для измерения размеров изделий кольцевой формы

 

Изобретение относится к измерительной технике, Целью изобретения является повышение точности и расширение номенклатуры измеряемых изделий за счет четкой фиксации границы изделия и обеспечения измерения крупногабаритных изделий. Цель достигается тем, что устройство содержит две телекамеры 11 и 12, установленные взаимно перпендикулярно и регистрирующие размеры объекта по двум координатам с предварительной установкой электрических баз отсчета определенным образом относительно того или иного контура измеряемого изделия 31, а измерительная платформа выполнена в виде установленного на основании 1 в подшипниковой опоре 2 шпинделя 3 с мальтийским механизмом 4. 2 з.п. ф-лы, 1 ил о 1C

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (51)5 С 01 B 21/10

Ия

1.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

flQ ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4630458/28 (22) 02,01.89 (46) 30.05.9 1. Бюп. № 20 (71) Волжский филиал Всесоюзного научно-исследовательского института абразивов и шлифования (72) В.II.Áàêóëèí, А.И.Николаенков, В.А.Легенький, Н.П.Беликова, А.В.,Дородников и Г.П.Финогенов (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 1239518, кл. G 01 В 21/10, 1985. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ РАЗМЕРОВ ИЗДЕЛИЙ КОЛЬЦЕВОЙ ФОРМЫ (57) Изобретение относится к измерительной технике, Целью изобретения является повышение точности и расшиИзобретение относится к измерительной технике, а именно к устройствам для бесконтактного измерения размеров изделий кольцевой формы, преимущественно массивных изделий типа абразивных кругов.

Целью изобретения является повышение точности и расширение номенклатуры измеряемых изделий за счет четкой фиксации границы изделий и обеспечение измерения крупногабаритных изделий.

На чертеже изображена структурная схема устройства.

Устройство для измерения размеров изделий кольцевой формы содержит измерительную платформу, выполненную в виде установленного на основании

s подшипниковой опоре 2 шпинделя 3 с мальтийским механизмом 4, освети„„ЯО„„165282О А 1

2 рение номенклатуры измеряемых изделий за счет четкой фиксации границы изделия и обеспечения измерения крупногабаритных изделий, Цель достигается тем, что устройство содержит две телекамеры 11 и 12, установленные взаимно перпендикулярно и регистрирующие размеры объекта по двум координатам с предварительной установкой электрических баз отсчета определенным образом относительно того или иного контура измеряемого изделия 31, а измерительная платформа выполнена в виде установленного на основании 1 в поднкпниковой опоре 2 шпинделя 3 с мальтийским механизмом 4. 2 з.п. ф-лы, 1 ил. тели 5, 6, съемную оправку 7 с конической зеркальной поверхностью, датчик 8 угла поворота, электропривод

9 мальтийского механизма 4 с блоком

10 его управления, промышленную телевизионную установку, состоящую из верхней 11 и боковой 12 телекамер, пультов 13, 14 управления телекамер, блоков наведения 15, 16, видеоконтрольного устройства 17 с коммутатором 18 и усилителей-распределителей f9, 20.

Устройство содержит также блок 2f преобразования и логической обработки видеосигналов, соедйненный с телекамерами 11, 12, коммутатором 18 и усилителями-распределителями 19, 20, блок 22 формирования измерительных интервалов, соединенный с телекамерами 11, 12 и блоками 21 и 10, блок

1652820

23 выб ор а и ф ормн р ов а ни я эл ек три ч еских баз отсчета, включенный между блоками 21 и 22, блок 24 контроля оптической оси боковой телекамеры

12,.который связан с блоками 21 и 22, блок 25 формирования импульсов под светки, представляющий собой схему совпапения, иа вход которой подаются сигналы с блока 22 формирования изме- 10 рительных интервалов, а на выходе подключен делитель напряжения, с которого снимается сигнал на схему подсветки видеоконтрольного устрсй ства 17, счетно-логический блок 26, соединенный с блоком 23 гл блоком 27 генератора опорной частоты, соединенные последовательно блок 28 коммутаторов, вычислитель 29 с дисплеем

30. На шпинделе 3 располагается изме- 20 ряемое изделие 31.

Съемная конусная оправка 7 снабжена упорами в виде скоб (на чертеже не показаны), закрепленных на большем основании конуса, являющимся его 7Г базовой поверхностью, с помощью кото- рых она крепится за верхнюю поверхностью измеряемого изделия 31 с зазором между ней и поверхностью отверстия изделий.

Устройство работает следуюгшгм образом.

На шпиндель 3 устанавливается эталонное изделие, по которому произво35 дится калибровка импульсов опорной частоты, заполняющих измерительные видеосигналы. В отверстие эталонного изделия устанавливается коническая оправка 7 и включаются осветители 5 и б. В память вычислителя 29 заносятся коэффициенты нелинейности разверток, коэффициенты геометрических искажений по полю видикона, определяемые опытным путем, и вводится про=грамма функционирования устройства.

Верхняя телекамера 11 наводится с пульта управления 13 при помощи устройства наведения 15 на эталонное изделие таким образом, чтобы на мишень вигвгкона телекамеры проецировался зазор между внутренней конической оправкой 7 и образующей отверстия изделия. Боковая телекамера 12 наводится с пульта управления 14 при помощи устройства наведе55 ния 16 таким образом, чтобы ее оптическая ось была направлена по верхней поверхности изделия, а на мишени видикона телекамеры 12 проецировалась часть liýäåëèÿ так, чтобы верхняя поверхность приходилась на середину экрана видеоконтрольного устройства

17 по горизонтали (вдоль строчной развертки), а образующая наружного диаметра изделия - на середину экрана по вертикали (по направлению кадровой развертки). Установка боковой телекамеры 12 по оптической оси относительно верхней поверхности изделия корректируется блоком 24. Минимальное количество счетных импульсов из ряда измерений, отсчитанных от базы отсчета до. верхней поверхности эталонного изделия вдоль измерительной строки, указывает на то, что оптическая ось боко-. вой телекамеры 12 направлена вдоль верхней говерхности эталона. Масштаб и резкость изображения контролируется видеоконтрольным устройством 17, которое переключается с одной телекамеры на другую при помощи коммутатора 18, I

Данные гсалибровки обрабатываются в вычислителе 29 по определенному алгоритму и вычисленные коэАфициенты масштабирования заносятся в память вычислителя. На этом калибровка за-канчивается. Эталон снимается со ыгинделя 3, куда устанавливается измеряемое изделие 31 ° Автоматически включается электропривод 9 вращения мальтийского механизма 4, который поворачивает шпиндель 3 с измеряемым изделием, 31 на определенный угол, фиксируемый датчиком 8 угла поворота. Измерение производится при остановленном шпинделе 3. Перед измерением выдерживается пауза на время инерционности телекамер 11, 12. Сигнал с датчика 8 угла поворота поступает в блок 22, фор-. мирования измерительных интервалов, Видеосигналы с телекамер 11, 12 поступают на входы усилителей-распределителей 19, 20, откуда передаются на видеоконтрольное устройство 17 через коммутатор 18 и в блок 21 преобразования и логической обработки видеосигналов. В этот же блок 21 с телекамер 11, 12 поступают сигналы синхронизации строчной и кадровой разверток и сигналы с блока 22 формирования измерительных интервалов. Измерительные сигналы с блока 21 преобразования и логической обработки видеосигналов в течение заданных интервалов поступают на вход счетно-логического блока 26. Измерительные r.èãíàëû, на-

1652820 правленные вдоль строчной развертки и по направлению кадровой развертки, отсчитываются от электрических баэ отсчета блока.23. Дпя видеоканалов

5 дпительность которых измеряется вдоль строки, формирование баз отсчета производится при помощи строчных синхро1 импульсов и Д-триггеров, формирование баз отсчета вдоль кадровой развертки производится при помощи двоичного счетчика Д-триггера, кадровых и строчных сийхроимнульсов. В этом случае за начало отсчета принимается начало определенной фиксированной строки, отсчитанной от конца кадрового синхроимпульса сформированного

Д-триггером. Таким образом, за начало баз отчета принимаются, в конечном счете, начала определенных строч- 20 ных синхроимпульсов, фронты которых формируются Д-триггером блока 23 формирования баз отсчета, а частота .. задается генератором с кварцевым резонатором, входящим в синхрогенера- 25 тор .телекамеры, что определяет стабильность баз отсчета в течение всех измерений.

Измерительные интервалы, формиру— емые в блоке 22, представляют собой 30 временные интервалы п-го количества строк в течение и-кадров, Область измерительных интервалов контролируется на видеоконтрольном устройстве 17 при помощи блока 25 формирования импульсов подсветки.

На вход счетно-логического блока

26 поступают также сигналы с блока

27 генератора опорной частоты. Импульсы опорной частоты с блока 27, заполняющие временные промежутки измерительных сигналов в течение заданных интервалов, подсчитываются счетчиками блока 26. В блоке 26 подсчитывается: количество иьачульсов 45 опорной частоты вдоль строчной развертки верхней телекамеры 11 от базы отсчета до образующих дуг конической оправки 7 и внутреннего диаметра изделия 31, для боковой телекамеры 12количество импульсов опорной частоты вдоль определенной выбранной строки от базы отсчета до изображения верхней поверхности изделия, количество строк по направлению кадровой разверт55 ки от базы отсчета до образующей внешнего диаметра изделия.

По окончании счета по командам, поступающим с блока 22 формирования измерительных интервалов, информация передается через блок 28 коммутаторов в вычислителе ?9, где она обрабатывается по определенному алгоритму и результаты обработки выводятся на экран дисплея ЗО.

Введение блока 23,формирования электрических баз отсчета позволяет за счет формирования стабильных во времени электрических баз отсчета сделать устройство. более универсальным, что значительно распиряет область применения и повьппает точность измерений. Использование блока 24 контроля оптической оси позволяет точно устанавливать боковую телекамеру 12 по оптической оси относительно верхней поверхности изделия 31, что повьппает точность измерения.

Блок 25 формирования импульсов подсветки позволяет контролировать по видеоконтрольному устройству 17 границы измерительных интервалов, сбои, возникающие в измерительных интервалах, что также повышает точность измерения.

Выполнение измерительной платформы в виде шпинделя 3 с мальтийским механизмом 4 позволяет устанавливать на шпиндель крупногабаритные массивные изделия, а с помощью мальтийского механизма производить точную остановку во время измерений, что также повышает точность измерения.

Коническая оправка 7 с зеркальной боковой поверхностью создают дополнительную подсветку, что позволяет избавиться от теней и полутеней.

Формула изобретения

1. Устройство для измерения размеров изделий кольцевой формы, содержащее измерительную платформу с электроприводом, коническую оправку, датчик угла поворота, осветитель, промьппленную телевизионную установку с двумя телекамерами, блок преобразования и логической обработки видеосигналов, блок формирования измерительных интервалов, блок управления электроприводом, блок коммутаторов, счетно-логический блок, блок генератора огорной частоты и вычислитель с дисплеем, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности, измерений, оно снабжено блоком выбора и формиро! 652820 вания электрических баз отсчета, соединенным с блоком преобразования и логической обработки видеосигналов, с блоком формирования измерительных интервалов и со счетно-логическим блоком, блоком Аормирования импульсов подсветки, включенным между блоком

Аормирования измерительных интервалов и промышленной телевизионной установ- !О кой, и блоком контроля оптической оси телекамеры, соединенным с блоком преобразования и логической обработки видеосигналов и блоком Аормирования измерительных интервалов.

2. Устройство по и. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения диаметра отверстия изделия, боковая поверхность конической оправки выполнена зеркальной..

3. Устройство по пп. 1 и 2, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения номенклатуры контролируемых изделий путем контроля крупногабаритных изделий, измерительная платформа выполнена в виде шпинделя с мальтийским механизмом.

Составитель R. Глазкова

Редактор Т. Пилипенко Техред Л.Олийнык Корректор 8. Р,нская

Заказ 2188 Тираж 391 Подписное

ВИИИПИ Государстве «ного комитета по изобретениям и открытиям «««««« KIIT СССР ! 3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат Патент", г, Ужгород, у-.. : «:.«I«èíà, 101