Устройство для контроля формы поверхности объекта

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)э 6 01 В 5/20

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К, АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4789518/28 (22) 09.11.89 (46) 23.02.92. Бюл. hk 7 (71) Научно-исследовательский. конструкторско-технологический и проектный институт робототехники

° (72) В,А.Байкалов, Р.В.Ворошилов, -В.А.Доброванов, А.В.Коваленко, Б.О.Мирецкий, А.H.Стеванов и Ю.Л.Сокиро (53) 531,717(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 1252649, кл. G 01 В 7/28, 1986.

Рабинович А.Н. Приборы и системы автоматического контроля размеров деталеймашин. — Киев: Техника, 1970,с.250-251. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ФОРМЫ ПОВЕРХНОСТИ ОБЬ Е КТА (57) Изобретение относится к контрольноизмерительной технике; в машиностроении и гтредназначено для контроля объектов сябЖной формы. Цель изобретения — расширейие номенклатуры контролируемых объектов. Устройство содержит основание, измерительный блок с измерительными преобразователями перемещения, привод

Изобретение относится к контрольно измерительной технике, а именно к техническим измерениям в машиностроении, и предназначено для контроля изделий сложной формы, преимущественно крупногаба,ритных, например кузовов, кабин автомобилей и т.п.

Известно устройство для контроля âðîфиля деталей, содержащее неподвижное основание, жестко связанный с основанием узел крепления контролируемой детали, измерительный блок с измерительными пре,., Я2„„1714322 А1 перемещения измерительного блока, узел крепления контролируемого объекта к основанию, упор для фиксации положения измерительного блока и блок индикации, связанный с преобразователями перемещений. Измерительный блок выполнен в виде направляющих, связанных с основанием посредством жестко соединенной с ними оси, закрепленной на основании с возможностью поворота, полэунов, установленных на соответствующих направляющих с возможностью перемещения по ним, штоков, размещенных перпендикулярно направля- ф ющим с возможностью перемещения. вдоль своей оси в соответствующих ползунах, втулок, закрепленных на соответствующих штоках и, размещенных с возможностью перемещения в соответствующих втулках, дополнительных штоков, на концах которых установлены соответствующие преобразователи перемещений, выполненные бесконтактными. Устройство снабжено упругими элементами, предназначенными для соединения преобразователей перемещения с соответствующими дополнительными штоками. 2 э.п. ф-лы. 1 ил. образователями, установленный с возможностью перемещения относительно неподвижного основания, многомерный блок индикации и блок измерительных стержней.

Измерительный блок с измерительными преобразователями выполнен в виде размещенной на подвижном основании стойки иэ электроиэоляционного материала с электроконтактными элементами и датчика положения блока измерительных стержней. При этом датчик и электроконтактные элементы подключены к многократному блоку индикации.

1714322

Стойка установлена с возможностью регулирования ее положения по длине неподвижного основания, а электроконтактные элементы установлены с возможностью регулирования их положения относительно стойки. Перед контролем профилей однотипных деталей производится предвари.тельная настройка устройства по эталонному образцу. С этой целью эталонная деталь крепится в узле. крепления контролируемой детали, и блок измерительных стержней с очень малой скоростью доводится до касания с упором, В момент касания все измерительные стержни оказываются в контакте с эталонной деталью. Затем с помощью винта стойка перемещается к блоку до касания наиболее выступающего из измерительных стержней с соответствующими электроконтактными элементами.

Момент контакта регистрируется на табло 20 многомерного блока индикации, Далее по-. следовательно производится регулировка положения остальных электроконтактных элементов путем приведения их в соприкосновение с соответствующими измерительными стержнями. После этого стойка с помощью винта отводится от блока с измерительными стержнями на некоторое минимальное расстояние, достаточное для установки и снятия эталонной детали.

Далее контроль профиля деталей происходит следующим образом. Контролируемая деталь устанавливается в узле крепления контролируемой детали. Блок измерительных стержней перемещается из исходного положения к детали до касания упора. При атом все измерительные стержни оказываются в контакте с деталью и по вторяют ее профиль. Далее блок со стержнями перемещается к стойке с электроконтэктными элементами. Па мере перемещения блока к стойке связанный с блоком датчик положения вырабатывает импульсы, пропорциональные текущему перемещению блока. В моменты контактов обратных концов измерительных стержней с . соответствующими им электроконтактными элементами п блок индикации поступают сигналы,.фиксирующие перемещение блока стержней. При этом в блоке индикации происходит запоминание информации о перемещении измерительных стержней, по которой судят о профиле контролируемой детали и его отклонении от эталонного профиля.

При этом все контролируемые точки измеряются каждая своей парой "измерительный стержень — электроконтактный элемент" и датчиком положения блока стержней. В известном устройстве срабатывание контактов, измерение положения блока стержней и фиксация его координат на табло индикации также происходит последовательно и, следовательно, производительность измерения низка, Устройство производит измерение профиля лишь в одной плоскости. т,е. устройство не универсально, не обеспечивает измерения пространственных форм, следовательно, номенклатура контролируемых объектов узка. Кроме того, измерение контактным способом — через промежуточные стержни и косвенно — через положение промежуточного блока посредством датчика снижает надежность, точность измерения. Помимо того, дополнительные составляющие части устройства — подвижный блок с измерительными стержнями, датчик положения этого блока также снижают надежность и усложняют конструкцию устройства.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для контроля профиля пера лопаток, состоящее из двух основных узлов: специального измерительного приспособления и:регистрирующего устройства.

Специальное измерительное приспособление включает в себя зажимное приспособление и измерительную головку, изготавливаемые для каждого типа лопаток.

Проверяемую лопатку закрепляют за хвост..

Измерительная головка состоит из двух раскрывающихся щек, через которые пропущены расположенные в четыре ряда измерительные щупы,, обеспечивающие одновременно контроль пера лопатки в четырех сечениях, и предназначена для контроля профиля и ширины пера на хорде, Постоянство взаимного расположения щек обеспечивается фиксатором (упором). Настройка измерительной головки производится по эталонной лопатке,.

Регистрирующее устройство представляет собой блок индикации, выполненный в виде приборного щита, каждый из показывающих приборов которого связан с соответствующим измерительным щупом.

Недостаток известного устройства заключается в том, что измерительная головка изготавливается для каждого типа лопаток, поэтому устройство не может обеспечить контроля ряда изделий (при этом не обеспечивает объемного контроля изделий; не позволяет измерять крутые и сложные профили), а для контроля крупногабаритных изделий требуется масса измерительных

0„ ек, Целью изобретения является расширение номенклатуры контролируемых объектов за счет использования его для контроля

На чертеже представлено устройство для контроля формы поверхности объекта, конструкция.

Устройство содержит основание 1, с которым связан узел 2 крепления контролируемого объекта, упор 3, осуществляющий фиксирование на измерительной позиции измерительного блока, включающего ось 4, закрепленную на основании 1 с возможностью поворота, измерительные преобраэо40

45 ватели 5 перемещений, выполнены бесконтактными.и связаны через ось 4, а также опоры 6 с основанием 1 и приводом 7 перемещения измерительного блока.. Блок индикации 8 включает логический блок 8.1 50 и табло индикации 8.2. Логический блок 8.1 связан с управляющим контроллером верхнего уровня управления (не показан), например гибкой производственной системы контактной точечной сварки роботами. Измерительнь1й блок содержит направляющие

9, жестко связанные с осью 4 и охваченные ползунами 10, в которых, перпендикулярно направляющим 9, установлены подвижные штоки 11, а также направляющие втулки 12 поверхности объектов различных типоразмеров и. форм и повышение надежности.

Представленная цель достигается тем, что в устройстве для контроля формы поверхности объектов, содержащем основание, 5 измерительный блок с преобразователями перемещений, привод перемещения измерительного блока, узел крепления контролируемого объекта к основанию, упор для фиксации положения измерительного блока 10 и блок индикации, связанный с измерительными преобразователями перемещений, измерительный блок выполнен в виде направляющих, связанных с основанием посредством жестко связанной с ними оси, 15 закрепленной на основании с воэможностью поворота, ползунов, установленных на соответствующих направляющих с воэможностью перемещения Ro ним, штоков, размещенных перпендикулярно 20 направляющим с возможностью перемещения вдоль своей оси в соответствующих ползунах втулок, закрепленных на соответствующих штоках, размещенных с возможностью перемещения в соответству- 25 ющих втулках дополнительных штоков, на концах которых установлены соответствующие преобразователи перемещений, Измерительные преобразователи перемещений выполнены бесконтэктными. Устройство 30 для контроля формы поверхности объектов снабжено упругими элементами, предназначенными для соединения преобразователей перемещения с соответствующими дополнительными штоками. 35 с дополнительными штоками 13, которые закреплены на свободном конце подвижных штоков 11, перпендикулярно им. Штоки

11 и 13 установлены с воэможностью возвратно-поступательного перемещения и поворота вокруг оси. Преобразователи 5. перемещений закреплены в упругих элементах,14 и установлены на одном из концовв дополнительных штоков 13.

Контролируемый объект 15 устанавливается в узле 2 крепления., Устройство работает следующим образом.

Перед контролем поверхности однотипных изделий производится предварительная настройка устройства по эталонному изделию (показано пунктиром). С этой цепью эталонное изделие устанавливается в узле 2 крепления, базируясь при этом относительно основания 1, например, посредством направляющих штырей(не показаны).

Затем ось 4 приводится в соприкосновение с упором 3, а преобразователи 5 устанавливаются и фиксируются нормально к поверхности .эталонного изделия с зазором h в выбранных точках контроля посредством перемещения с последующей фиксацией ползунов 10 по направляющим 9, штоков 11 и 13 в ползунах 10 и втулках 12 соответственно. Возвратно-поступательное перемещение и поворот вокруг оси обеспечивает подвижное цилиндрическое соединение (с гарантированным зазором). Фиксация в любом относительном положении осуществляется стопорным виком. Таким образом, гарантируется установка преобразователей

5 нормально к поверхности практически в любых точках сложных по конфигурации изделий.

Упругие элементы 14, представляющие собой. плоские пружины, позволяют демпфировать случайные удары преобразователей 5 об объект 15. На корпусе преобразователей 5 перемещения имеется резьба со стопорными гайками относительно элемента 14. В исходном положении направляющие 9, жестко связанные с осью 4, отведены от контролируемого объекта 15.

По команде (от управляющего контроллера) привод 7 перемещения (например, пневмоцилиндр) поворачивает измерительный блок вокруг опоры б в измерительную позицию, т.е. до касания упора 4. При этом между преобразователями 5 и контролируемой поверхностью объекта 15 устанавливаются зазоры и, соответствующие реальному положению контролируемых точек поверхности, 8 результате нэ выходах преобразователей перемещения 5 появляются сигналы, пропорциональные соответствую1714322

2Р щим величинам зазоров hl, например соответствующие уровню давления в случае применения струйных измерительных преобразователей, поступающие на входы логического блока 8.1, который сравнивает их с опорными сигналами„соответствующими зазорам hp.

Ы тех случаях если отклонение Л hi положения всех контролируемых точек объекта I5 находится s д оorпlу сcк еe, т.е..

I A hi I =! hl — hp p1 Л hpp(o)h, где h> — реальный измерительный зазор 1-го . измерительного преобразователя перемещений;

g hen — допустимое отклонение. поверхности измеряемого объекта, то на соответствующих выходах блока 8.1 появляются соответствующие сигналы, поступающие на табло индикации 8.2, которое высвечивает информаци о о соответствии контролируемого объекта допускам.

Если же отклонение положения одной или нескольких контролируемых точек нахо. дится не в допуске, т.е.

I A hi I — I h) hp I > A hype, то на выходах блока 8.1 появляются сигналы, поступающие затем на табло индикации

8.2, несущие информацию об.адресах точек, имеющих недопустимо большое отклонеwe ЬЬ| .

От блока 8.1 к управляющему контроллеру верхнего уровня управления.поступают сигналы на дальнейшую транспортировку объекта 15. или его выбраковку в зависимости от результатов контроля всеми преобразователями 5, Таким образом, обеспечивается автоматическая выбраковка объектов.

Используя измерительные преобразователи 5 в бесконтактном исполнении, можно измерять крутые поверхности, в том числе параллельные направлению перемещения преобразователей 5 при выходе последних в измерительную позицию.

Преобразователи 5 при нормальных услоаиs;x работы не контактируют с контролируемым объектом 15. Однако в нештатных ситуациях,.например при неправильном базировании объекта 15 в узле 2 крепления, может произойти ударное взаимодействие преобразователей 5 с объектом 15. Для демпфирования удара в этом случае и служат упоугие элементы 14, что повышает надежность устройства. В данном случае блок 8 индикации содержит струйный логический блок 8 1, а блок 8.2 выполнен в виде контроллера типа SlmatIr SS — 1103 с дисплеем, .на который выводится информация о состоянии преобразователей 5 (например, струйных кольцевых датчиков тийа СТ135).

Предлагаемое устройство может использоваться для контроля поверхности объектов различных типоразмеров и форм, включая крупногабаритные, являясь при этом достаточно легкой, ажурной и надежНОЙ конструкцией, а также при .Входном, операционном и послеоперационном контроле в гибкой производственной системе контактной точечкой сварки.

Формула изобретения

1. Устройство для контроля формы поверхности объекта, содержащее основание, измерительный блок с преобразователями перемещений, привод перемещения измерительного блока, узел крепления контролируемого объекта к основанию, упор для фиксации положения измерительного блока и блок индикации, связанный с преобраэователями перемещений, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью расширения номенклатуры контролируемых объектов, измерительный блок выполнен в виде направляющих, связанных с основанием

rlocðåäñòâoM жестко связанной с ним оси, закрепленной на основании с возможностью поворота, ползунов, установленных на соответствующих направляющих с возможностью перемещения по ним, штокоа, размещенных перпендикулярно направляющим с воэможностью перемещения вдоль своей оси в соответствующих ползунах, втулок, закрепленных на соответствующих штоках, и размещенных с возможностью перемещения в соответствующих втулках дополнительных штоков, на концах которых установлены соответствующие преобразователи перемещений.

2. Устройство по п.1, о т л и ч а ю щеес я тем. что измерительные преобразователи перемещений выполнены бесконтактными, 3, Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью повышения надежности, оно снабжено упругими элементами, предназначенными для соединения преобразователей перемещения с соответствующими дополнительными штоками.

1714322

Составитель

Редактор И.Ванюшкина Техред М.Моргентал Корректор Э.Лончакова

Заказ 680 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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