Устройство для изготовления объемных аналогов трехмерных объектов сложной конфигурации

 

ОПИСАН И Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ззтвоз

Союз Советских

Социалистических

Республик

*- ь-, +ilg .;Ц " -:, .„, И

- :: 01 Я1;4

Кл. 42гпч, 7/48

Зависимое от авт. свидетельства М

Заявлено 19.Х11.1967 (№ 1204308/18-24) с присоединением заявки ¹

Приоритет

Опубликовано 28.Х1.1968. Бюллетень № 36

Дата опубликования описания 15Л.1969

ЧПК 6 06@

УДК 681.333.001.57 (088.8) Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров

СССР

Авторы изобретения

Заявитель

Г. П. Катыс, Ю. Д. Мамиконов, В. М. Ильинский и Е. П. Чубаров

Институт автоматики и телемеханики (технической кибернетики) АН СССР

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ОБЪЕМНЫХ АНАЛОГОВ

ТРЕХМЕРНЫХ ОБЪЕКТОВ СЛОЖНОЙ КОНФИГУРАЦИИ

Автоматическое получение объемных аьалогов трехмерных моделей любой формы в современной технике имеет большое прикладное значение.

Известны устройства для изготовления объемных аналогов трехмерных объектов сложной конфигурации, реализующие способ сканирования объекта с помощью измерителей расстояния и последующего его воспроизведения с помощью систем формирования объекта аналога, содержащие две синхронно вращаемые и перемещаемые в вертикальном направлении платформы с установленными на них воспроизводимым объектом и заготовкой объекча аналога.

Современные устройства позволяют изготавливать макет, а по нему формы или шаблоны натуральных размеров путем сло кных геометрических построений.

Предложенное устройство отличается тем, что оно содержит дополнительный датчик распределения измеряемого параметра, например цвета или температуры, по поверхности воспроизводимого объекта с подключенным к нему устройством преобразования этого параметра в новый параметр, например твердость, и дополнительный датчик расстояния до объекта аналога, выход которого через разностиое устройство, подключенное к преобразователю сигналов измерителей расстояния, соединен со входами исполнительных механизмов систем формирования объекта аналога.

Такое выполнение устройства позволяет упростить технологию изготовления объекта.

5 IIa фиг. 1 и 2 приведены схемы описываемого устройства.

Устройство содержит две платформы 1 и 2, установленные на осях 8 и 1. Ось 8 вращается или перемещается в вертикальном направлсlo нии от приводного электродвигателя 5, а ось

4 при помощи сельсинной связи б или другой системы электрического вала совершает движения, синхронные движению оси 3.

На фиксированном расстоянии от платфор15 мы 1 установлен измеритель расстояния 7, в качестве которого может быть использовано любое оптико-механическое, радиотехническое или ультразвуковое устройство, обеспечивающее высокую точность измерения. Измеритель

20 расстояния 7 во время вращения j одновременного вертикального перемещения платформы 1 осуществляет круговое построчное сканирование объекта 8, и непрерывно измеряет расстояние до объекта. Выходной сигнал из25 мерителя расстояния 7 через исполнительный механизм 9 управляет ходом штока 10, положение которого относительно оси вращения платформы 2 соответствует измеренному расстояншо. EIa штоке 10 устанавливается систе30 ма формирования 11 трехмерного объекта 12, 231902 подобного сканируемому оо.ьекту 8. Воспроизводимый об.ьект 12 будет образовываться пли путем последовательного наложения по сканируемому контуру какого-.;шбо материала или путем удалешш с заготовки части материала.

В случае масштабного воспроизведения объекта информация от измерителя расстояния 7 преобразуется преобразователем 18 по закону: а = à — k(l — а).

Коэффициент пропорциональности воспроизведения Й, à так?ке l и l вводятся как постоянные величины, При этом вертикальная подача на один оборот платформы также преобразуется с коэффициентом пропорционально 1 сти Й; — = k.

Путем изменсния коэффициентов усиления либо по всртикальной оси, либо в плоскости сканирования устройство позволяет изменять масштаб по осям воспроизводимого объекта 8.

В процессе работы можно в определенных пределах производить моделирование сложных объектов и осуществлять экспериментальное исследование их характеристик (цвета, структуры поверхности, твердости, химического состава и т. д.). Для этого рядом с измерителем расстояния устанавливается датчик 14, который определяет распределение измеряемого параметра по поверхности объекта 8. Выходной сигнал датчика 14 корректирует и дополняет систему формирования 11, а также управляет устройством 15, воспроизводящим новый параметр на объекте. Это приводит к изменению физических параметров формируемой поверхности (например, происходит преобразование цвета в твердость, температуры в цвет, цвета в цвет, твердости в твердость и т. д.).

Кроме того, пало?кение па сигнал датчика расстояния 7 периодического сигнала различной формы, снимаемого с блока памяти 1б (например, магнитного барабана, вращаемого синхронно со сканированием объекта 8), позволяет получать воспроизводимый объект 12 с поверхностями различной формы (ребристой, волнообразной и т. д.). При периоде накладываемых сигналов, большем периода кругового обзора модели, форма поверхности воспроизводимого объекта 12 по вертикальной оси изменяется согласно предъявляемым требованиям.

В случае воспроизведения простых об ьектов

Mo?!cHo обойтись без датчика расстояния 7, используя блок памяти 1б, где в этом случае будет записан сигнал, соответствующий требуемой форме объекта 8.

Для компенсации случайных возмущающих воздействий, возникающих при изготовлении пространственных оо ьектов (папример, за счет разбрызгивания материала при наплавлении, затуплешш инструмента при обработке заготовок и т. п.), вводится система автоматического регулирования воспроизводимого профиля. За счет этого обеспечивается высокоточное надежное изготовление c,ioæíûõ объектов в условиях высокого уровня помех. Процесс изготовления регулируют с помощью дополнительного датчика расстояния 17 (аналогичного датчику 7), который анализирует образуемый профиль объекта 12. При этом сигнал с дат шка 17 сравнивается в разностном устройстве 18 с сигналом, соответствующим требуемому профилю воспроизводимого объекта 12, и полученное рассогласование обрабатывается исполнительным устройством 9.

Чистота поверхности формируемого объекта

12 будет определяться частотой строк сканирования, что вызывает увеличение впемени формирования трехмерного аналога модели.

Поэтому возможно параллельное применение нескольких систем измерителей расстояния 7 и нескольких систем формирования 11, равномерно размещаемых по окружности около платформ 1 и 2, которая увеличивается во столько раз, сколько пар измерителей расстояний 7 и систем 11 применяются в устройстве.

Предмет изобретения

Устройство для изготовления объемных аналогов трехмерных объектов сложной конфигурации, реализующее способ сканирования объекта с помощью измерителей расстояния и последующего его воспроизведения с помощью систем формирования объекта аналога, содержащее две синхронно вращаемые и перемещаемые в вертикальном направлении платформы с установленными на них воспроизводимым обьектом и заготовкой объекта аналога, orëè÷à)oø,ååñÿ тем, что, с целью упрощения технологии изготовления объектов, оно содержит дополнительный датчик распределения измеряе»oro параметра, например цвета или температуры, по поверхности воспроизводимого объекта с подключенным к нему устройством преобразования этого параметра в новый параметр, например твердость, и дополнительный датчик расстояния до объекта аналога, выход которого через подключенное к преобразователю сигналов измерителей расстояния разностное устройство соединен со входами исполнительных механизмов систем формирования объекта аналога.

231902 авиа. 7

Rue.

CîñTàâèòåëü Э. А, Маслова

Тскред T. П. Курилко

Редактор П. И. Шлайн

Корр ктор С. М. Сигал

Типографии, пр. Сапунова. 2

Закал 362 12 Тираж 5;30 Подписное

ЦПИИПИ Комитета по делам изоорстсипй и открытий при Совете Мииистров СССР

Москва, Центр, пр. Серова, д. 4