Способ контроля среднего диаметра резьбы и устройство для его осуществления

 

Изобретение относится к технике механических методов измерения и может быть применено для контроля шпилек в автоматическом режиме, Цель изобретения - повышение точности контроля за счет компенсации систематической погрешности изготовления и сборки устройства, в том .6 j числе и вращающихся деталей, путем одновременного замера перемещения оси измерительного диска и угла его поворота как при прокатывании эталона, так и измеряемого изделия с последующим сравнением. На призму 3 устройства помещают измеряемое изделие (шпильку) 4 с возможностью взаимодействия с первым из трех вращающихся вокруг своей оси от привода 17 через шестерни 18 и валы 10 и 11 дисков. Шпилька (прокатывается через диски. При этом вал 11 с измерительным диском закреплен в скобе 8, подпружиненной к неподвижной скобе 2, а датчик 6 перемещения и датчик угла поворота, передают сигналы в электронную часть устройства, в которой происходит запоминание систематической погрешности при прокатывании эталона и ее вычитание при прокатывании измеряемого изделия с индикацией результата. 2 с. и 2 з. п.ф-лы, 4 ил. 34 ел

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)я G 01 В 3/40

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

О (;Ь

ОО

«О (21) 4928450/28 (22) 05.03.91 (46) 23.02.93. Бюл. М 7 (71) Самарское моторостроительное произ. водственное объединение им. M.B.Ôðóíçå (72) Б,М.Несмелов и А.M.Ïàíüêèí (56) Авторское свидетельство СССР

N 1441162, кл. 6 01 В 5/08, 1987.

Авторское свидетельство СССР й- 896370, кл. 6 01 В 5/08. 1977. (54) СПОСОБ КОНТРОЛЯ СРЕДНЕГО ДИАМЕТРА РЕЗЬБЫ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО

ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к технике механических методов измерения и может быть применено для контроля шпилек в автоматическом режиме, Цель изобретения — повышение точности контроля за счет компенсации систематической погрешности изготовления и сборки устройства, в том

Е

Ю Ы 1796859 А1 числе и вращающихся деталей, путем одновременного замера перемещения оси измерительного диска и угла его поворота как при прокатывании эталона, так и измеряемого изделия с последующим сравнением, На призму 3 устройства помещают измеряемое изделие (шпильку) 4 с возможностью взаимодействия с первым из трех вращающихся вокруг своей оси от привода 17 через шес герни 18 и валы 10 и 11 дисков, Шпилька (прокатывается через диски. При этом вал

11 с измерительным диском закреплен в скобе 8, подпружиненной к неподвижной скобе 2, а датчик 6 перемещения и датчик угла поворота передают сигналы в электронную часть устройства, в которой происходит запоминание систематической погрешности при прокатывании эталона и ее вычитание при прокатывании измеряемого изделия с индикацией результата. 2 с. и 2 з, п.ф-лы, 4 ил.

-Г

4,У

1796859

30

40 обкатывании им измеряемой и эталонной детали, а об искомом параметре судят по 45

Изобретение относится к технике механических метбдов измерения и может быть применено для контроля шпилек в автоматическом режиме, Известен способ измерения среднего диаметра резьбы методом трех проволочек, при котором две проволочки размещают на гранях призмы.

Известно устройство для осуществления этого способа, содержащее вертикальный длиномер, набор проволочек и специальную призму, Недостатки аналога — низкая производительность, трудность получения представления о форме резьбы по всей ее протяженности, так как операции производятся вручную, а кроме того, требуются дополнительные расчеты, при невозможности получения непрерывной индикации диаметра,.

Известен способ контроля среднего диаметра резьбы, заключающийся в помещении контролируемой детали между тремя измерительными элементами и определении искомого параметра по перемещению одного из них.

Известно устройство для контроля среднего диаметра резьбы, содержащее три измерительных элемента, выполненных с возможностью вращения вокруг своих осей, один из которых оппозитно размещен между двух других, а его ось подпружинена в радиальном направлении, и датчик перемещения оси подпружиненного измерительного элемента, Цель изобретения — повышение точности контроля путем компенсации систематической погрешности изготовления и сборки устройства, а также обеспечение возможности и автоматизации контроля.

Для достижения цели фиксацию перемещения измерительного элемента производят при заданных углах его поворота при разности фиксированных величин.

В устройстве для осуществления способа неподпружиненные измерительные элементы размещены соосно. а устройство снабжено средством синхронизации вращения всех трех измерительных элементов и средством сравнения значений перемещений оси подпружиненного измерительного элемента. При этом средство сравнения выполнено в виде усилителя сигнала от датчика перемещения оси подпружиненного измерительного элемента, соединенного с входом аналого-цифрового преобразователя (АЦП), выход которого подключен к информационной шине блоке памяти и первому входу вычислителя разности, выход которого соединен с блоком индикации, а второй вход вычислителя разности подключен к выходу блока памяти, адресная шина которого соединена с выходом блока формирования кода угла поворота дисков, соединенного входом с датчиком угла поворота, а входы управления блока памяти соединены с выходами переключа0 теля режимов работы устройства, Кроме того, устройство снабжено приводом, 8 существующем способе измерения, при котором производят настройку по эталону, неизвестно, как устранить систематическую погрешность при использовании эталона у механизмов с движущимися частями, например, дисками, валами и пр.

Предлагаемые же способ и устройство для его осуществления позволяют компенсировать с помощью эталона всю систематическую погрешность, связанную с подвижностью деталей устройства, Известен также способ, при котором в качестве контактного ощупывающего элемента используют гибкий элемент, охватывают им несколько соседних витков резьбы, а передачу контролируемого размера чувствительному элементу осуществляют этим же гибким элементом, образующим бесконечную передачу гибкой связью (авт. св, M

994905, кл. G 01 B 5/08), При этом способе также отсутствует скольжение чувствительного элемента по поверхности резьбы, как и в предлагаемом, однако этим способом нельзя получить информацию о форме витка резьбы, так как гибкий элемент усредняет величину диаметра витка. Кроме того, этот способ достаточно сложно реализовать при больших длинах резьбовых изделий, из-за сложности выполнения стабильного перемещения измерительного устройства по всей длине изделия, а при послеоперационном контроле, например. шпилек и болтов этот способ низкопроизводителен из-за необходимости возвращения гибкого элемента в исходное положение, что затрудняет создание авто. матических устройств контроля.

На фиг,1 показана общая схема устройства; на фиг;2 — сечение А-А на фиг.1; на фиг,З вЂ” механическая часть устройства; на фиг,4 — разрез Б — Б на фиг.3.

Устройство содержит неподвижно смонтированные на корпусе Iскобу 2,,призму 3 для установки контролируемого изделия 4. На одном конце скобы 2 расположен щуп 5 датчика 6 перемещения, а на другом конце — ось 7 для монтажа на ней одним концом подвижной скобы 8 с регулируемым упором 9 на другом конце. напротив щупа 5.

1796859

В средней части скоб 2 и 3 установлены полые валы 10 и 11. На валу 10 жестко закреплен диск 12 и диск 13, имеющий воэможность перемещения вдоль оси вала для самоустановки по виткам резьбы иэделия 4.

На валу 11 расположен диск 14, также имеющий воэможность перемещения вдоль оси вала. Подвижная скоба 8 подпружинена в сторону неподвижной скобы (не показана).

На корпусе 1 установлен датчик 15 угла поворота шестерни 16, которая находится в зацеплении с шестерней привода 17 и соосна с осью 7. Шестерня 16 соединена с валами 10 и 11 средством синхронизации в виде шестерен 18, зацепляющихся с шестернями

19, закрепленными на валах 10 и 11 и имеющих равное число зубьев с шестерней 16.

Диски 12 и 13 выполнены на несколько миллиметров сотых большими по диаметру, чем диск 14. Направление вращения привода выбирается из условия прижима дисками 12 и 13 изделия 4 к призме 3. Устройство содержит также электронную часть в виде усилителя 20 для датчика 6 перемещения, соединенного с входом АЦП 21, выход которого подключен к информационной шине блока 22 и первому входу вычислителя 23 разности. Выход последнего соединен с блоком 24 индикации. а второй вход вычислителя 23 разности подключен к выходу блока 22 памяти, адресная шина которого соединена с выходом блока 25 формирования кода угла поворота дисков, соединенного входом с датчиком 15 угла поворота.

Входы управления блока 22 памяти соединены с выходами переключателя 26 режимов работы устройства.

Способ осуществляют следующим образом.

Измеряемая деталь, в которой контролируется наружная резьба. располагается между контрольными роликами (дисками)

12-14. Сигнал с датчика 15 угла поворота дисков подается на блок 25 формирования кода угла поворота, преобразующий сигнал датчика с заданной дискретностью (например, 123) в цифровой код. который затем подается в блок 22 памяти на его адресную шину. На информационную шину блока 22 памяти поступает цифровая информация о межосевом расстоянии дисков. Это расстояние преобразуется датчиком перемещений в электрический сигнал, который масштабируется усилителем 20 и преобразуется в цифровую форму АЦП 21. Итак, производят сначала калибровку по эталону.

При прокатывании дисками 12--14 эталонной детали переключатель 26 устанавливают в положение "Калибр", что соответствует режиму записи информации в блок памяти

22. Б результате в ячейки памяти блока 22 с адресами, соотве гствующими определенным угловым положениям дисков, запишутся цифровые значения, соответствующих

5 межосевых расстояний дисков (Ne» (Юц, где

i - О...п, и — количество дискретных отсчетов угла поворота дисков за оборот. Дискретная функция Ne3r{f) нссет информацию о погрешности изготовления эталона и дисков

10 12-14. При высоком качестве изготовления эталона погрешностью его изготовления можно пренебречь. поэтому

Ке» (i) = dcp ..-,(i) + д дис, (i)

ГдЕ dcp 3т (i) СрЕдНИй дИаМЕтр рЕЭЬбЫ Эталонной шпильки; д диск() — погрешность (изготовления роликов (дисков).

При обкатывании дисками контролиру20 емой детали 4 (изделия) переключатель 26 устанавливается в положение "Измерение", что соответствует работе блока 22 памяти в режиме чтения. На выходе АЦП 21 при это л формируется цифровая информация о теку25 щем значении среднего диаметра контролируемой резьбы (dcð (t)) и погрешности изготовления дисков (д д„„, (t)):

Ne(t) = dcp (l) + д диск (t).

Эта информация поступает на вход, например, уменьшаемого вычислителя 23 разности. на вход вычитаемого которого поступает дискретная информация Ne»{t) с

35 выхода блока 22 памяти. В результате на выходе вычислителя разности получают й3ук = Ne (t) Ne3 (i) cfcp (t) d ср,3T (i)+

+ д диск () -- д диск ().

Если число угловых отсчетов и эа оборот дисков 12 — 14 выбрано таким, что достаточно полно при этом запоминается s памяти погрешность изготовления дисков (их эл45 липсность. огранка и т,д.), то можно считать, что д диск(1) =-. д диск ();

СЛЕДОВатЕЛЬНО М ык = Cfcp(t) — d ср,3т().

При высоком качестве изготовления эталона можно считать. что

dcp 3y(f) =- СОПЗ1 следовательно, выходнои код вычислигеля разности N3l< пропорционален только среднему диаметру контролируемой детали

Cfcp(t) В НабЛЮДаЕМЫй МОМЕНТ ВРЕМЕНИ t.

Предлагаемый способ позволяет компенсировать погрешность вращающихся деталей устройства дпя контроля и соеди1796859

Формула изобретения

1, Способ контроля среднего диаметра 25 резьбы, заключающийся в помещении контролируемой детали между тремя измерительными элементами и определении искомого параметра по перемещению одного из них, отл ич а ю щи и с я;ем, что, с 30 целью повышения точности контроля, фиксацию г|еремещения указанного измерительного элемента производят при заданных углах его поворота при обкатывании им измеряемой и эталонной деталей, а 35 об искомом параметре судят по разности фиксированных величин.

2. Устройство для контроля среднего диаметра резьбы, содержащее три измерительных элемента, выполненных с 40 возможностью вращения вокруг своих осей, один из которых оппозитно размещен между двух других, а его ось подпружинена в радиальном направлении. и датчик перемещения оси подпружиненного измерительно- 45 гоэлемента, отл ича ю щееся тем, что, с цепью повышения точности путем компенсации систематической погрешности изготовления и сборки устройства, неподпружиненные измерительные элемен- 50 ты размещены соосно, а устройство снабженить тем самым преимущества метода с использованием дисков с точностью метода трех проволочек. При этом обеспечивается непрерывность с, любой степенью дискретности) ощупывания резьбы по всей ее длине с получением информации о форме (круглости) витков.

Устройство работает следующим образом, Включают привод 17. Вращение шестерни 16 средствами синхронизации передается шестерням 19 валов 10 и 11 с закрепленными на них дисками 12-14. После этого рычаг 8 отводят в сторону, на призму 7 устанавливают контролируемое изделие 4 и отпускают рычаг. Под действием пружины диск 14 входит между витками резьбы и, касаясь их по среднему диаметру, прижимает изделие 4 к дискам 12 и 13, касаясь их средним диаметром. как при изме5

20 рении методом трех проволочек. При вращении дисков 12 -14 изделие 4 приводится во вращение за счет сил трения, при этом оно, ввинчиваясь по резьбе между дисков. прокатывается по всей длине резьбы, Постоянный контакт изделия 4 с призмой 3 обеспечивается прижимом дисками 12 и 13 за счет большей окружной скорости, определяемой несколько большими диаметральными размерами. Углы поворота валов 10 и

11 при равенстве чисел зубьев шестерен 16 и 19 равны углам поворота шестерни 16, которые считываются датчиком 15. Величины углов поворотов валов 16 и 19 и перемещения вала, считанные датчиком 6, соответственно передаются s электрснную часть устройства.

Изобретение позволяет строить дешевые переналаживаемые автоматы для контроля даже небольших партий шпилек, болтов п винтов но средством синхронизации вращения всех трех измерительных элементов, датчиком угла поворота измерительных элементов и средством сравнения значений перемещений оси подпружиненного измерительного элемента:

3. Устройство по п,2, отл ич а ю ще ес я тем, что средство сравнения выполнено в виде усилителя сигнала от датчика перемещения оси подпружиненного измерительного элемента, соединенного с входом аналого-цифрового преобразователя, выход которого подключен к информационной шине блока памяти и первому входу вычислителя разности, выход которого соединен с блоком индикации, а второй вход вычисллтеля разности подключен к выходу блока памяти, адресная шина которого соединена с выходом блока формирования кода угла поворота дисков, соединенного своим входом с датчиком угла поворота, а входы управления блока памяти соединены с выходами переключателя режимов работы устройства.

4, Устройство по пп, 2 и 3, о т л и ч à ющ е е с я тем, что, с целью обеспечения возможности автоматизации контроля, оно снабжено приводом.

1796859

ФРГ. 7

Составитель П.Перезнатнов

Техред М.Моргентал Корректор Л.Ливринец

Редактор

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

Заказ 641 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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