Способ определения переднего угла в торцовом сечении концевых фрез

Авторы патента:

Зубов Константин Владимирович (RU)

Гречишников Владимир Андреевич (RU)

Колесов Николай Викторович (RU)

Петухов Юрий Евгеньевич (RU)

Сабиров Фан Сагирович (RU)

G01B11/26 - для измерения углов; для проверки соосности

Владельцы патента RU 2521198:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный технологический университет "СТАНКИН" (ФГБОУ ВПО МГТУ "СТАНКИН") (RU)

Способ включает фиксацию на передней поверхности зуба фрезы 2 в ее торцовом сечении на расстоянии L от торца фрезы 2 прямолинейной упругой полоски, обеспечивающей продление поверхности переднего угла для его визуального восприятия. Фрезу устанавливают ортогонально плоскости стола 1 микроскопа так, чтобы визирная линия окуляра проходила через вершину зуба на торце фрезы и продольную ось фрезы. Объектив 3 микроскопа перемещают в вертикальной плоскости в направлении фрезы на расстояние L. Поворачивают стол 1 микроскопа или окуляр до совмещения визирной линии с продольной гранью полоски. Определяют угол поворота стола микроскопа или окуляра θ, а затем определяют передний угол γ по приведенной зависимости. Технический результат - упрощение и снижение трудоемкости измерения переднего угла, обеспечение возможности измерения переднего угла у фрез с диаметром более 3 мм и с любым числом зубьев, в том числе менее трех, с использованием инструментального микроскопа. 1 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к измерительной технике и может найти применение при контроле переднего угла в торцовом сечении концевых фрез с диаметром более 3 мм.

Из уровня техники известен способ измерения передних и задних углов многолезвийного осевого инструмента с использованием прибора - угломера конструкции Бабчиницера («Режущий инструмент», лабораторный практикум, под общ. ред. Н.Н.Щеголькова, Н.Н.Щегольков, Г.Н.Сахаров, О.Б.Арбузов и др., М., Машиностроение, 1985, с.51).

Недостатком данного способа является невозможность контроля геометрии инструментов малого диаметра, 8-10 мм и менее, ввиду того, что измерительные планки угломера не входят в малоразмерные канавки и не обеспечивается их базирование на окружности малого радиуса. Кроме того, использование прибора невозможно при числе зубьев инструментов менее 3-х, что указано на шкале прибора.

Также из уровня техники известно усовершенствование указанного выше прибора путем введения дополнительной планки. Данный прибор для измерения передних и задних углов зубьев многолезвийного режущего инструмента с целью повышения точности измерения переднего угла содержит дугообразную несущую, на которой установлен, с возможностью перемещения по ней, сектор с измерительной планкой, опорную планку и направляющую. В направляющей выполнен паз, предназначенный для установки в нем опорной планки с возможностью перемещения вдоль паза. Упорная поверхность направляющей перпендикулярна опорной поверхности паза (G01B 5/24, RU 2031353 С1 20.03.1995).

Недостатками вышеуказанного прибора являются невозможность использования его для инструментов небольших диаметров и с числом зубьев менее 3-х.

Кроме того, из уровня техники известно устройство для измерения двугранного угла. Устройство содержит подвижные переставные стержни, установленные в корпусе и контактирующие с гранями угла. Переставные стержни выполнены в виде двух лекальных прямых призматических пластин прямоугольного сечения, телескопически соединенных друг с другом. В охватывающей пластине выполнен продольный паз, в который входит охватываемая пластина с возможностью взаимного перемещения и фиксации пластин относительно друг друга. Боковые грани охватываемой пластины снабжены угловыми шкалами для считывания угла. Угол отмечается плоскостью торцовой части, охватывающей пластины при контакте четырех длинных ребер торцовых частей обеих пластин с плоскостями граней двугранного угла (G01B 5/24, RU 2247316 С1 27.02.2005).

Для измерения переднего угла инструментов небольших диаметров (порядка 10-15 мм) данное устройство непригодно, один из стержней не пройдет в канавку инструмента малых размеров, а для второго стержня отсутствует необходимая опорная база. Если предположить, что один из стержней будет иметь малые размеры, то, во-первых, сложно проверить правильность его базирования по передней грани, и, во-вторых, отсутствует поверхность для базирования второго стержня.

Также известны способы контроля осевых режущих инструментов - метчиков, червячных фрез и др. - с помощью штангенрейсмуса или с использованием специальных приборов типа КЗФ («Режущий инструмент» Лабораторный практикум, под общ. ред. Н.Н. Щеголькова, М., Машиностроение, 1985, с.66, 67; с.110, 111); (а также: «Процессы формообразования и САПР металлорежущего инструмента», учебное пособие под ред. В.А.Гречишникова, М., МГТУ «Станкин», 2010, с.162, 163).

Указанные способы не пригодны для инструментов небольшого диаметра (10-12 мм и менее), так как измерительный наконечник приборов, контактирующий с передней поверхностью инструмента, не входит по размерам в канавку инструмента. Если специально изготовить наконечник малых размеров, то он не будет достаточно жестким; кроме того, проверить правильность его базирования по передней поверхности зуба измеряемого объекта, особенно винтового, весьма затруднительно.

Известные из уровня техники способы и устройства для контроля переднего угла были проверены авторами.

Один из таких способов состоял в распиливании тонкой проволокой инструмента монолитных твердосплавных концевых фрез диаметром 6-8 мм в торцовом сечении, с последующим измерением геометрии полученного сечения на микроскопе.

Описанный способ, как показали проведенные опыты, можно использовать для измерения, прежде всего геометрии и формы канавки и зуба. При этом контролируемый инструмент разрушается, теряет размеры и работоспособность; требуется электрохимический станок, а трудоемкость измерений высока. Кроме того, при распиливании, даже тонкой проволокой, края распила на наружном диаметре, то есть около вершины зубьев, получаются несколько «заваленными» из-за врезания (или выхода) проволоки в процессе распиливания. Торцовое сечение, полученное распиливанием, получается с отклонением от плоскостности, что приводит к не совсем резкому ее изображению при контроле на микроскопе. Этот недостаток можно исправить дополнительным шлифованием, но при этом трудоемкость контроля еще более возрастает.

Из уровня техники известны также лазерные приборы, которые позволяют производить линейные измерения с высокой точностью. Для опытного измерения геометрии концевых фрез авторами был использован лазерный сканирующий конфокальный микроскоп Olympus LEXT OLS - 3100 (производитель Япония: ). На приборе сканировались передняя и задняя поверхности зуба в торцовом сечении, определялся угол β заострения и, при известном заднем угле, рассчитывался передний угол.

Недостатками такого способа являются высокая стоимость прибора и трудоемкость измерений, зависимость точности определения переднего угла от точности предварительных измерений на других приборах заднего угла.

Также из уровня техники известен способ измерения углов на инструментальном микроскопе («Измерение и контроль геометрических параметров деталей машин и приборов», учебное пособие, Г.Р.Муслина, Ю.М.Правиков, Ульяновск, под общ. ред. Л.В.Худобина, УлГТУ, 2007, с.167-172, электронное издание: venec.ulstu.ru/lib/go.php?id=1748).

Данный способ измерения состоит в совмещении визирных (штриховых) линий визирного (основного) окуляра с профилем измеряемого объекта. Угловое положение визирной линии относительно начального, базового ее положения отсчитывается по шкале углового (отсчетного) окуляра и определяет измеряемый угол профиля (например, профиля резьбы: см. последний аналог, с.171, 172). При измерении угла профиля резьбы установка детали производится так, что ось резьбы параллельна одной из двух взаимно перпендикулярных визирных линий, при этом вторая линия при измерении угла совмещается с боковым профилем резьбы.

Описанный выше способ не пригоден для контроля переднего угла в торцовом сечении фрез по следующим причинам. Концевые фрезы с винтовыми зубьями, имеющие также торцовые зубья (см. фиг.1, 2 здесь и далее, относящиеся к данной заявке на изобретение), в подавляющем большинстве имеют подточку, с размерами (f, m) винтовой передней поверхности под углом λ к оси фрезы (фиг.3). Размеры подточки для твердосплавных фрез с диаметром 3-12 мм регламентированы, например, ГОСТ 18372. По этой причине зубья на торце фрезы, видимые в окуляре микроскопа (вид М, фиг.1, 2), отличаются своей геометрией от зубьев фрезы в ее торцовом сечении (фиг.4). То есть угол γ₁ (фиг.2), который можно измерить, отличается от угла γ, который требуется измерить в торцовом сечении (например, в сечении Т-Т, фиг.1, 4, 5).

Таким образом, использовать известный способ для измерения переднего угла концевых фрез, имеющих торцовые зубья, не представляется возможным.

Технический результат заявленного изобретения заключается в упрощении и снижении трудоемкости измерения регламентированного переднего угла в торцовом сечении концевых фрез, обеспечении возможности определения указанного угла у фрез с диаметром более 3 мм и с любым числом зубьев, в том числе менее трех, с использованием распространенных стандартных измерительных средств - инструментальных микроскопов.

Таким образом, заявленный способ направлен на создание на измеряемом инструменте такой линии торцового сечения, резкое изображение которой можно получить в основном (визирном) окуляре микроскопа и расположение которой вдоль оси инструмента и относительно визирной линии окуляра позволило бы определить передний угол инструмента в торцовом сечении.

Указанный технический результат достигается путем реализации способа определения переднего угла в торцовом сечении концевых фрез, осуществляемого посредством инструментального микроскопа, характеризующегося тем, что первоначально к передней поверхности зуба фрезы в ее торцовом сечении на технологически регламентированном расстоянии L от торца фрезы осуществляют фиксацию вспомогательного средства, обеспечивающего продление поверхности переднего угла для его визуального восприятия, в виде прямолинейной упругой полоски, затем фрезу устанавливают ортогонально плоскости стола микроскопа таким образом, чтобы визирная линия окуляра проходила через вершину зуба на торце фрезы и продольную ось фрезы, после чего объектив микроскопа перемещают в вертикальной плоскости в направлении фрезы на упомянутое расстояние L с последующим поворотом стола микроскопа или поворотом окуляра до совмещения визирной линии с продольной гранью полоски, и определяют угол θ, а затем определяют передний угол γ по следующей зависимости:

γ=(360/P)·L -θ-δ,

где δ=arcsin {2 [f·cos λ(tgω - tg λ)]/D}, градус;

L - расстояние от торца фрезы до полоски вдоль оси фрезы, мм;

θ - угол поворота стола микроскопа или окуляра, градус;

Р - осевой шаг винтовой канавки, мм;

f - длина участка подточки передней поверхности зуба у торца фрезы, мм;

λ - угол наклона к оси фрезы передней поверхности на участке подточки, градус;

ω - угол наклона к оси фрезы винтового зуба, градус;

D - диаметр фрезы, мм.

Фиксацию полоски предпочтительно осуществлять посредством клеящего карандаша.

Заявленное техническое решение поясняется графическими материалами,

где

на фиг.1 изображено позиционирование фрезы на микроскопе;

- на фиг.2 - вид М на фиг.1, расположение зубьев фрезы относительно визирных линий;

- на фиг.3 - вид F на фиг.2, подточка винтовой передней поверхности зуба фрезы около ее торца;

- на фиг.4 - сечение Т-Т на фиг.1, зуб фрезы в ее торцовом сечении с закрепленной полоской и схема отсчета угла поворота фрезы;

- на фиг.5 - сечение Т-Т на фиг.1, зуб фрезы в ее торцовом сечении с закрепленной полоской и схема отсчета угла поворота визирной линии.

На фиг.1: 1 - стол; 2 - фреза с наружным диаметром D; 3 -объектив (визирный); 4 - призма; 5 - угловая шкала; ω - угол наклона к оси фрезы винтового зуба; Т-Т - торцовое сечение фрезы на расстоянии L от торца.

На фиг.2: 2 - фреза; 4 - призма; 6 - зуб фрезы; л₁ и л₂ - визирные линии; А, В, С - вершины зубьев на торце фрезы; λ₁ -угол наклона торцовых кромок; О - точка на оси фрезы.

На фиг.3: 6 - зуб фрезы; f - длина участка подточки передней поверхности зуба у торца фрезы, m - ширина участка подточки; А - вершина зуба; λ - угол наклона к оси фрезы передней поверхности на участке подточки; ω - угол наклона к оси фрезы винтового зуба.

На фиг.4: 6 - зуб фрезы; 7 - полоска; 6' и 7' - зуб 6 и полоска 7 после поворота фрезы в направлении по стрелке К на угол θ; γ - передний угол; л₂ - визирная линия; l, b - длина и толщина полоски; h - длина контакта полоски с передней поверхностью фрезы; О - точка на оси фрезы.

На фиг.5: 6 - зуб фрезы; 7-полоска; л₂- визирная линия после ее поворота по стрелке Е на угол θ; γ - передний угол; l - длина полоски; h- длина контакта полоски с передней поверхностью фрезы; О - точка на оси фрезы.

Способ определения переднего угла в торцовом сечении концевой фрезы реализуют следующим образом.

Концевая фреза 2 имеет стандартную геометрию: винтовые зубья с углом наклона со (фиг.1), торцовые зубья с вершинами А, В, С (фиг.2), подточку под углом λ винтовых передних поверхностей зубьев на длине f (фиг.3), диаметр D и осевой шаг винтовой канавки Р.

На расстоянии L от торца фрезы, в торцовой плоскости Т-Т (фиг.1), на участке с высотой h передней поверхности зуба 6, например, клеящим карандашом закрепляют вспомогательное средство, обеспечивающее продление поверхности переднего угла для его визуального восприятия в виде прямолинейной упругой полоски 7 с длиной l и толщиной b (фиг.4).

Полоска 7 должна быть прямолинейной и упругой, она выполняется из металла или пластика. В проведенных авторами опытах оба материала показали пригодность. В частности, применялась полоска из лезвия бритвы толщиной 0,1 мм. Рекомендуемые размеры полоски: толщина b=0,05-0,2 мм; длина l=5-15 мм; ширина полоски: 0,3-1,5 мм; высота h крепления h≈0,8-5 мм для фрез с диаметром D=3-30 мм; большие размеры принимают для больших D фрезы.

Для крепления полоски рекомендуется применять клеящий карандаш, например, марки UHU. Крепление производят простым прижиманием полоски к передней поверхности. После измерений полоска легко снимается.

Фрезу устанавливают в призме 4 на столе 1 со шкалой 5 инструментального микроскопа с основным объективом 3 таким образом, что ее ось перпендикулярна плоскости стола 1, а визирная линия л₂, видимая в окуляре, проходит через вершину А зуба фрезы и пересекает ее ось в точке О (фиг.2).

Объектив 3 смещают по направлению к фрезе 2 (по стрелке М) на величину L и поворачивают по стрелке К стол 1 с фрезой 2 вокруг вертикальной оси, перпендикулярной плоскости стола 1, на некоторый угол θ, величину которого отсчитывают по угловой шкале 5 (фиг.1). Величину угла поворота 9 устанавливают из условия, что после поворота фрезы вместе с зубом 6 и полоской 7 линия продольной грани полоски 7 должна совпасть с вертикальной визирной линией л₂ (фиг.4). При этом зуб 6 займет положение 6', а полоска 7 - положение 7'. Для фрезы с левыми винтовыми зубьями направление поворота будет обратным.

Изначально объектив 3 микроскопа находится на таком расстоянии от торца фрезы 2, при котором видно резкое изображение вершин (А, В, С) зубьев на торце фрезы 2. Это следует из того, что визирная линия л₂ должна проходить через вершину зуба А и через ось в точке О фрезы 2 (фиг.2). В окуляре достаточно резко видны также торцовые кромки зубьев, поскольку они почти лежат в торцовой плоскости концевой фрезы 2.

Смещение объектива 3 на расстояние L обеспечивает резкую видимость линии продольной грани полоски 7 в окуляре, а также то, что фактическая и расчетная величина L совпадают.

Значение величины L перемещения можно отсчитать по шкале, имеющейся на стойке микроскопа.

Совмещение продольной грани полоски 7 с визирной линией л₂осуществляют, помимо поворота стола 1, его перемещениями в горизонтальной плоскости, перпендикулярной к оси фрезы 2. Возможность перемещения предусмотрена на инструментальных микроскопах различных типов (ГОСТ 8074-82). При этом меняется фактическое положение вертикальной оси, вокруг которой осуществлен поворот на угол θ. Изменение положения оси не влияет на правильность измерения угла θ. Поэтому фрезу можно устанавливать на столе 1 свободно, не фиксируя координаты оси в плоскости стола микроскопа (координаты точки О, фиг.2 и фиг.4).

Таким образом, измерение угла θ поворота не трудоемко.

После измерения угла θ величину переднего угла γ рассчитывают по приведенной выше формуле.

Некоторые инструментальные микроскопы (например, тип А, ГОСТ 8074-82) не имеют поворотного стола 1 со шкалой 5 (фиг.1).

Измерение переднего угла на микроскопах такого типа осуществляют в последовательности, описанной выше. Отличие состоит в том, что угол θ после установки фрезы 2 на столе 1 микроскопа устанавливают не поворотом стола 1, а поворотом визирной линии л₂ до ее совмещения с продольной гранью полоски 7 (фиг.5). Отсчет угла θ производят в этом случае не по шкале 5, а по шкале окуляра угломерной головки. Эта шкала состоит из градусной и минутной шкал с точностью отсчета около 1 минуты.

Такой вариант способа измерения можно использовать также и на микроскопах, имеющих поворотный стол. Однако в этом случае требуется использование углового окуляра, помимо основного (визирного).

Пример. Измерение переднего угла в торцовом сечении концевой фрезы.

Фреза имеет размеры:

D=6 мм; Р=27 мм; ω=34,92°; f=0,5 мм; λ=10°.

Полоска закреплена на расстоянии от торца фрезы на L=5 мм.

Измеренный на микроскопе угол θ=49°42'=49,7°.

Передний угол у рассчитывают:

δ=arcsin {2 [0,5-cos 10° (tg 34,92-tg 10)]/6}=4,913°;

γ=(360/27)-5-49,7-4,913=12,05°=12°03'.

В соответствии с изложенным, заявленная совокупность существенных признаков, изложенная в формуле изобретения, позволяет осуществлять измерение регламентированного переднего угла в торцовом сечении концевых фрез с диаметром более 3 мм на стандартных и распространенных инструментальных микроскопах различной модификации.

Заявленный способ отличается простотой и малой трудоемкостью и обеспечивается использованием простых средств и действий: закреплением к передней поверхности инструмента полоски, установки инструмента на столе стандартного прибора, измерения угла поворота стола (или визирной линии) и расчета переднего угла по простой формуле.

Кроме того, может быть использован для инструментов с любым числом зубьев, в том числе с двумя зубьями, что часто имеет место для фрез малых диаметров.

Анализ заявленного технического решения на соответствие условиям патентоспособности показал, что указанные в независимом пункте формулы признаки являются существенными и взаимосвязаны между собой с образованием устойчивой совокупности неизвестной на дату приоритета из уровня техники необходимых признаков, достаточной для получения требуемого синергетического (сверхсуммарного) технического результата.

Таким образом, вышеизложенные сведения свидетельствуют о выполнении при использовании заявленного технического решения следующей совокупности условий:

- способ, воплощающий заявленное техническое решение, при его осуществлении предназначен для измерения регламентированного переднего угла в торцовом сечении концевых фрез с диаметром более 3 мм на распространенных стандартных инструментальных микроскопах различных типов;

- для заявленного способа в том виде, как он охарактеризован в независимом пункте нижеизложенной формулы, подтверждена возможность его осуществления с помощью вышеописанных в заявке или известных из уровня техники на дату приоритета средств;

- способ, воплощающий заявленное техническое решение, при его осуществлении, способен обеспечить достижение усматриваемого заявителем технического результата.

Следовательно, заявленный способ соответствует требованиям условий патентоспособности «новизна», «изобретательский уровень» и «промышленная применимость» по действующему законодательству.

1. Способ определения переднего угла в торцовом сечении концевых фрез, осуществляемый посредством инструментального микроскопа, характеризующийся тем, что первоначально к передней поверхности зуба фрезы в ее торцовом сечении на технологически регламентированном расстоянии L от торца фрезы осуществляют фиксацию вспомогательного средства, обеспечивающего продление поверхности переднего угла для его визуального восприятия, в виде прямолинейной упругой полоски, затем фрезу устанавливают ортогонально плоскости стола микроскопа таким образом, чтобы визирная линия окуляра проходила через вершину зуба на торце фрезы и продольную ось фрезы, после чего объектив микроскопа перемещают в вертикальной плоскости в направлении фрезы на упомянутое расстояние L с последующим поворотом стола микроскопа или поворотом окуляра до совмещения визирной линии с продольной гранью полоски и определяют угол θ, а затем определяют передний угол γ по следующей зависимости:
γ=(360/P)·L-θ-δ,
где δ=arcsin {2 [f·cos λ(tgω - tg λ)]/D}, градус;
L - расстояние от торца фрезы до полоски вдоль оси фрезы, мм;
θ - угол поворота стола микроскопа или окуляра, градус;
Р - осевой шаг винтовой канавки, мм;
f - длина участка подточки передней поверхности зуба у торца фрезы, мм;
λ - угол наклона к оси фрезы передней поверхности на участке подточки, градус;
ω - угол наклона к оси фрезы винтового зуба, градус;
D - диаметр фрезы, мм.

2. Способ по п.1, характеризующийся тем, что фиксацию полоски осуществляют посредством клеящего карандаша.

Способ включает фиксацию на передней поверхности зуба инструмента 1 в его торцовом сечении на расстоянии L от вершины зуба инструмента 1 прямолинейной упругой полоски 3, обеспечивающей продление поверхности переднего угла для его визуального восприятия.

Устройство измерения угловых и линейных координат объекта // 2519512

Изобретение относится к области измерительной техники, к измерительным устройствам, характеризующимся дистанционными оптическими средствами измерений, и может быть использовано при решении задач, требующих одновременного определения двух линейных и двух угловых координат объекта при постоянной дистанции до объекта. Предложено одноканальное двухкоординатное устройство измерения угловых и линейных координат объекта, работающее в большом диапазоне дистанций с высокой точностью и изменяемым диапазоном измерений. Такой технический результат достигнут нами, когда в устройстве измерения линейных и угловых координат объекта, содержащем осветитель, объектив с матричным фотоприемником, связанным с устройством обработки информации и установленным в плоскости, сопряженной с объектом, и измерительную марку, установленную на объекте, новым является то, что измерительная марка снабжена осветителем, включающим расположенные по ходу луча источник света, конденсор и рассеиватель, и двумя визирными элементами, образующими кольцевую и точечную структуры и разнесенными по оптической оси, за второй структурой по ходу луча установлен компенсатор оптического хода, при этом объектив выполнен с переменным фокусным расстоянием. 5 ил. .

Способ юстировки составного полого уголкового отражателя // 2503045

Способ юстировки осуществляют путем разворота отражающих плоскостей полого трехгранного уголкового отражателя с боковым переносом для достижения угла между каждой парой из трех граней девяноста градусов.

Устройство для определения углового отклонения оси лазерного пучка от номинального положения // 2496098

Устройство содержит призменную систему, включающую первую пару пентапризм, содержащую первую и вторую пентапризмы, главные сечения которых расположены в одной плоскости Р, оптический клин, склеенный с первой отражающей гранью первой пентапризмы и выполненный так, что его выходная грань параллельна входной грани первой пентапризмы, причем поверхность склейки имеет светоделительное покрытие, вторую пару пентапризм, содержащую третью и четвертую пентапризмы, главные сечения которых расположены в одной плоскости Р'.

Автоколлимационное углоизмерительное устройство // 2491586

Изобретение относится к оптическому приборостроению и может быть использовано для контроля и юстировки различных оптических деталей, сборок и приборов. .

Устройство для контроля поворота объекта // 2471148

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и предназначено для измерения углов поворота объекта оптико-электронным способом. .

Углоизмерительный прибор // 2470258

Изобретение относится к оптико-электронным системам и может быть использовано в углоизмерительных приборах ориентации космических аппаратов. .

Фотоэлектрический преобразователь углов на основе позиционно-чувствительного фотоприемника дуговой конфигурации // 2469267

Изобретение относится к области оптоэлектроники, преобразовательной техники, а именно к полупроводниковым фотоэлектрическим преобразователям углов. .

Углоизмерительный прибор // 2469266

Изобретение относится к оптико-электронным системам и может быть использовано в углоизмерительных приборах, предпочтительно в звездных приборах ориентации космических аппаратов.

Устройство для измерения угла скручивания // 2467285

Изобретение относится к области измерительной техники, к измерительным устройствам, характеризующимся оптическими средствами измерений, и может быть использовано для решения широкого круга технических задач, таких как юстировка оптико-электронных систем, сборка крупногабаритных конструкций, определение параметров жесткости валов, дистанционное измерение и дистанционная передача значения угла скручивания и др.

Способ измерения двугранных углов зеркально-призменных элементов и устройство для его осуществления // 2523736

Способ реализуется с помощью устройства, содержащего поворотный столик, автоколлиматор, визирная ось которого перпендикулярна оси поворота столика, контролируемую правильную многогранную призму, ось которой соосна оси поворота столика. На неподвижном столике установлено первое угловое зеркало с углом между отражающими гранями, равным углу между смежными гранями призмы, первая грань которого перпендикулярна визирной оси автоколлиматора. Ребро, образованное отражающими гранями, параллельно оси вращения столика. Плоское съемное зеркало установлено в первом положении перпендикулярно визирной оси автоколлиматора. Устройство содержит три перископа и второе угловое зеркало с углом между гранями, равным половине рабочего центрального угла многогранной призмы. Первый перископ создает оптическую связь автоколлиматора с первыми гранями призмы и углового зеркала. Второй перископ, второе угловое зеркало и третий перископ расположены последовательно, создавая оптическую связь автоколлиматора со смежной гранью призмы и второй гранью первого углового зеркала. Плоское съемное зеркало во втором положении параллельно смежной грани призмы и второй грани первого углового зеркала и размещено между ними и третьим перископом. Технический результат - повышение надежности и точности измерений при использовании сравнительно простого устройства. 2 н. и 3 з.п. ф-лы, 1 ил.

Способ геодезических измерений инженерных объектов и устройство для его осуществления // 2523751

Изобретение относится к области геодезии, в частности к высокоточным измерениям для определения критических деформаций. Предложен способ высокоточных измерений инженерных объектов сканирующими лазерными системами (ЛИС) с применением программного обеспечения управления и обработки результатов по двум координатам в реальном масштабе времени и устройство для его осуществления. Сканирующий лазерный пучок задает опорное направление в реальном масштабе времени, используя математический аппарат, наиболее адаптированный к геодезическим измерениям и позволяющий производить одновременные равноточные измерения в нескольких точках исследуемого объекта, расположенных в створе. Технический результат - сокращение временных интервалов измерений, производимых в процессе длительного и непрерывного геодезического мониторинга, обеспечивая точность измерений на протяженных трассах и их отрезках. 2 н.п. ф-лы, 4 ил.

Способ определения возмущений и биений вертикальной оси опорно-поворотного устройства // 2530451

Способ включает использование двух автоколлимационных теодолитов и многогранной зеркальной призмы, которую устанавливают в горизонтальной плоскости, совмещая ее центр с вертикальной осью вращения. Теодолиты наводят на грани многогранной призмы так, чтобы их визирные оси были на одном уровне с многогранной призмой и образовывали между собой угол 90°. При каждой j-ой установке, где j=1,2,…, n - количество граней призмы, вертикальной оси измеряют углы наклона соответствующих граней призмы при прямом и обратном направлении вращения оси. Значение углов считывают по вертикальному кругу теодолита при совмещении сетки теодолита с ее автоколлимационным изображением. Значения координат V1j, V2j вектора возмущений вертикальной оси рассчитывают по формуле: , а значения координат B1j, B2j вектора биений - по формуле: B1,j=xjпр -xjобр, B2,j=yjпр -yjобр, где: xj - значение угла наклона j-ой грани, соответствующей первому теодолиту, и измеренное им при прямом и обратном направлении вращения оси; yj - значение угла наклона j-ой грани, соответствующей второму теодолиту, и измеренное им при прямом и обратном направлении вращения оси. Технический результат - упрощение и уменьшение времени, необходимого на расчет возмущений и биений вертикальных осей. 4 ил.

Устройство для лазерной выверки, предназначенное для использования с буровой установкой // 2534551

Изобретение относится к устройствам для выверки и, в частности, к устройствам, которые могут быть использованы для выверки буровых установок с обеспечением правильного азимута бурения. Устройство для лазерной выверки, предназначенное для использования с буровой установкой, имеющей удлиненную буровую штангу, и содержащее блок головки, содержащий по меньшей мере пару лазерных излучающих устройств, расположенных на нем независимо друг от друга, причем каждое из лазерных устройств выполнено с возможностью перемещения только в одной плоскости и ориентировано по существу в противоположных направлениях относительно друг друга для задания плоскости выверки, крепежные средства для прикрепления блока головки к буровой установке и блок регулируемой длины для регулирования разделяющего расстояния между блоком головки и буровой штангой. Устройство для лазерной выверки выполнено с возможностью использования для выверки по меньшей мере азимута буровой штанги относительно маркшейдерских знаков с использованием плоскости выверки. 4 н. и 21 з. п. ф-лы, 21 ил.

Способ определения угла крутки нити // 2534720

Изобретение относится к неразрушающим способам измерения угла, крутки нити. В способе производят анализ угловой диаграммы распределения светового потока в дифракционной картине, наблюдаемой от исследуемого материала при освещении поверхности нити параллельным пучком монохроматического когерентного света с круговым сечением, причем о величине искомого угла крутки судят по углу, измеренному между направлением на максимум в угловой диаграмме светового потока в дифракционной картине, и перпендикуляром к нити, проведенном в плоскости картины из ее центра. Причем исследуют компьютерное микроизображение исследуемой нити, дифракционную картину от которого для такого освещения рассчитывают с помощью быстрого двумерного Фурье-преобразования, а об угловой диаграмме распределения светового потока в дифракционной картине судят по диаграмме углового распределения средней суммарной интенсивности засветки пикселей которую рассчитывают в кольце, задаваемом радиусами R1 и R2 относительно центра дифракционной картины в полярной системе координат для каждого значения угла φ в диапазоне значений 0-2π; по формуле где ΔS - площадь сектора кольца, ограниченного углом Δφ; в числителе стоит сумма интенсивностей пикселей изображения ip, попавших в выделенный сектор ΔS; N - число пикселей в ΔS. Технический результат - повышение точности измерения за счет уменьшения погрешности измерения, при одновременном упрощении процесса измерения. 4 ил.

Устройство определения пространственной ориентации объектов // 2534811

Устройство предназначено для контроля формы и взаимного расположения поверхностей крупногабаритных изделий и передачи направления на расстояниях до 100 метров и более. Устройство содержит лазер, оптическую систему, создающую стабильное базовое направление путем образования кольцевой структуры лазерного луча, и измерительный блок с позиционно-чувствительным фотоприемником, подключенным к вычислительному блоку. Лазер и оптическая система, создающая стабильное базовое направление, расположены на каретке, которая имеет возможность перемещения по направляющим в горизонтальной и вертикальной плоскостях. Для исключения влияния ошибок направляющих на точность перемещения каретки в интересах передачи и сохранности стабильного базового направления на каретке дополнительно установлены уровень и прямоугольный отражатель, ребро прямого угла которого параллельно базовому направлению и который оптически связан с автоколлимационной лазерной трубкой. Вследствие этого нет необходимости изготовления точных направляющих. На подвижной каретке также устанавливают светоделитель для контроля расположения объектов с плоскими поверхностями. Заявленные в предлагаемом устройстве отличительные признаки позволяют осуществлять контроль и установку поверхностей сложной конфигурации, объектов больших размеров, расположенных на больших расстояниях, определять взаимный разворот разнесенных в пространстве объектов, осуществлять параллельный перенос и передачу на расстояние базового направления. При этом решаются технологические и метрологические задачи, которые ранее либо совсем не решались, либо выполнялись с недостаточной точностью. Например, появляется возможность осуществлять контроль и установку таких объектов, как зеркала Имитатора Солнечного Излучения, многоэлементные зеркала телескопов большого диаметра, составленные из отдельных зеркальных сегментов, осуществлять контроль соосности отверстий атомного реактора в труднодоступных местах в шахте глубиной более 13 метров. Технический эффект - простыми средствами и с высокой точностью (1 мкм/м) появляется возможность осуществлять передачу в пространстве по трем координатам стабильного базового направления, созданного кольцевой структурой лазерного луча. 3 ил.

Способ и устройство измерения угловых координат звезд // 2535247

Изобретение относится к оптико-электронному приборостроению и может быть использовано в оптико-электронных приборах (ОЭП) ориентации по звездам, содержащих матричный фотоприемник с накоплением заряда. Решение заключается в проецировании на фоточувствительную площадку фотоприемника через объектив изображения участка звездного неба в трех или более спектральных диапазонах и калибрационных меток с изменяемым временем экспозиции, выделении изображений звездных объектов во всех спектральных диапазонах и формировании мультиспектрального изображения звездных объектов путем выбора по каждому звездному объекту изображения того спектрального диапазона, средняя величина амплитуды в котором оказывается наибольшей, измерении линейных координат центров изображений звезд и калибрационных отметок и пересчете линейных координат центров изображений звезд в угловые координаты звезд в базовой приборной системе координат с учетом результатов измерений линейных координат центров изображений калибрационных отметок. Технический результат - увеличение точности измерения угловых координат звезд за счет повышения отношения сигнал/шум путем обработки изображений звезд в раздельных спектральных диапазонах. 2 н. и 3 з.п. ф-лы, 1 ил.

Двухкоординатный фотоэлектрический цифровой автоколлиматор // 2535526

Автоколлиматор может использоваться для измерения углов поворота относительно двух осей, ортогональных оптической оси объектива автоколлиматора, с использованием одной ПЗС-линейки. Автоколлиматор включает оптическую систему формирования автоколлимационного изображения марки из источника излучения, размещенных последовательно конденсора, марки, светоделителя и объектива, фотоприемное устройство в виде ПЗС-линейки с системой управления, включающей синхрогенератор, и системой обработки видеосигналов из фильтра нижних частот, формирователя видеоимпульсов и формирователя фронтов видеоимпульсов, и блок обработки информации. Марка и фотоприемное устройство установлены в фокальных плоскостях объектива. Введены последовательно соединенные селектор, пиковый детектор, сустрактор и усилитель мощности. Вход селектора подсоединен к выходу фильтра нижних частот, а выход усилителя мощности подключен к источнику излучения. Марка выполнена в виде набора непрерывных штрихов, образующих три горизонтальные зоны, средняя из которых выполнена из по крайней мере одного вертикального штриха и по крайней мере одного наклонного бокового штриха. Высота штрихов равна высоте зоны, горизонтальные сечения марки в разных зонах различаются количеством сечений штрихов или их взаимным расположением. Технический результат - повышение точности, компактности и надежности. 4 з.п. ф-лы, 3 ил.

Способ повышения разрешающей способности измерения угловой координаты светящегося ориентира, многоэлементный фотоприемник и датчик угловой координаты светящегося ориентира его реализующие // 2538355

Изобретение относится к способам и устройствам для измерения углов в машиностроении, а также к приборам навигации космических аппаратов. Способ повышения разрешающей способности измерения угловых координат светящегося ориентира по величинам сигналов и порядковым номерам фоточувствительных элементов, расположенных симметрично с заданным угловым шагом относительно некоторой оси, заключается в увеличении скорости изменения сигнала по углу указанных фоточувствительных элементов. Многоэлементный приемник оптического излучения состоит не менее чем из трех фоточувствительных элементов, расположенных симметрично с заданным угловым шагом относительно некоторой оси, причем фоточувствительные элементы имеют устройства, повышающие скорость изменения их сигнала по углу. Технический результат заключается в обеспечении возможности повышения разрешающей способности измерения угловой координаты светящегося ориентира. 3 н.п. ф-лы, 7 ил., 1 табл.

Устройство для измерения угла наклона поверхности // 2548575

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано в геодезии, строительстве, горном деле. Устройство содержит закрепленные на оси фланец и лимб, два отсчетных канала, устройство цифровой обработки и усреднения данных отсчетных каналов, цифровой индикатор. Отсчетные каналы содержат соответственно светодиоды, конденсоры, нониусы, фотоприемники и интерполяторы. На лимбе выполнены круговая прозрачная зона, круговая измерительная шкала и шкала нулевой метки. На нониусах выполнены прозрачные зоны и шкалы. При вращении лимба фотоприемники формируют сигналы SIN(α×N) и COS(α×N), где α - текущий угол поворота лимба; N - общее количество штрихов измерительной шкалы лимба. Интерполяторы формируют две последовательности прямоугольных импульсов, сдвинутые относительно друг друга на четверть их периода в ту или другую сторону. Устройство цифровой обработки и усреднения усредняет данные отсчетных каналов, результат отображается на цифровом индикаторе. Технический результат - повышение точности и повторяемости результатов измерений, повышение удобства работы, уменьшение времени на проведение измерений, возможность автоматического измерения разности углов наклона двух плоскостей. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.