Устройство для контроля макрогеометрии изделий

 

CoIo3 Советскик

Социалистических

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (iii981825 (61) glîïîëííòåëüíîå к авт. свнд-вуг (22)Заявлено 27.03.81 (21) 3300898/18-28 . с присоединением заявки М (23) Приоритет—

Опубликовано 1S. 12.82. Бюллетень М 46

Дата опубликования описания 15.12 82 (51)М. Кп.

С 01 В 7/28 фвудврстаапвй кемвтвт

СССР вв уаввк взвфвтвккк к вткрытв» (53), .УДК 621.317.

39:531.71 7 (088. 8) E. А. Измайлов, Б. П. Пицин, И. П. Хутте

В. Б. Жилин и Т. А. Никифорова (72) Авторы изобретения

Московский ордена Ленина авиационный ин им. Серго Орджоникидзе (7I ) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ МАКРОГЕОМ ЕТРИИ

ИЗДЕЛИЙ

Изобретение относится к измеритель ной технике и может быть использовано для контроля макрометрин деталей, в том

"-числе неплоскос тносты, разнотолщинности, непараллельности.

Известно устройство для измерения профиля изделий, содержащее программируемый привод, модульную головку с наконечником, датчики перемещений, блок индикации (1)

Данное устройство характеризуется невозможностью контроля таких парамет ров изделия, как разнотолщинность, неплоскостность и непараллельность.

Наиболее близким к изобретению является устройстэо для контроля макрогеометрии изделий, содержащее чувствительную головку с размещенными на ней gaw чиками перемещений, связанный с датчиками перемещений блок обработки инфор- го мации, блок индикации $2/

Недостатками устройства являются сравнительно невысокая точность измере2 ний, обусловленная взаимными перемещениями измеряемой детали и передвижной каретки, а также невозможность получения полной информации о макрогеометрии детали, в частности толщины и непараллельности плоскостей.

ЕГель изобретения — повьппение точности контроля и расширение функциональных возмбжностей устройства.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для контроля макрогеометрни изделий содержащее чувствительную головку с размещенными на ней датчиками перемещений, связанный с датчиками перемещений блок обработки информации, блок индикации, снабжено второй чувствительной головкой, датчики перемещений размещены на ней жестко в виде матрицы размерностью tl ll, блок . обработки информации .содеркнт две группы входных коммутаторов по 1т коммутаторов в группе, каждый из которых имеет

2 +2 входа, семь вычислительных блоков, три вторичных коммутатора, генера

5 4 ! ных головок подключены к двум группам.

3 коммутаторов (фиг. 2), каждая иэ которых состоит из П входных коммутаторов 4. Датчики 2 перемещений (фиг. 1) через коммутаторы 4 подключены к источнику 5 питания (фиг. 2), представляющему собой, например,, С -генератор, и через детекторы 6 ко входам первого 7, второго 8, третьего 9, четвертого 10 вычислительных блоков и первого вторичного коммутатора 11. Второй 12 и третий 13 вторичные коммутаторы подключены своими входами соответственно к выходам второго 8, третьего 9, первого 7 и четвертого 10 вычислительных блоков.

Выходы первого 11, второго 12 и третьего 13 вторичных коммутаторов соединены с входами пятого вычислительного блока 14. Входы шестого 15 и седьмого

16 вычислительных блоков связаны соответственно с выходами первого, второго, третьего, четвертого и второго, третьего вычислительных блоков. Управляющие входы всех входных и вторичных коммутаторов связаны с выходом дешифратора

17, который, в свою очередь, через счет чик 18, логический элемент 19 ИЛИ-HE подключен к генератору 20 тактовых им« пульсов. К выходам пятого 14, шестого

15, седьмого 16 вычислительных блоков подключены соответственно компараторы

21, 22 и 23, выходы которых связаны с соответствующими индикаторами 24, 25 и 26 и управляющими входами логического элемента 19 ИЛИ-HE.

Контроль макрогеометрии поверхнос ти основан на моделировании прямой, наилучшим образом описывающей профиль исследуемой поверхности в рассмотренном сечении. Параметры этой прямой опре— деляются go методу наименьших квадратов в соответствии с формулами — к —, —,к (м «3 15

Х 1 -X С

x, — х„,)

b(kl y „(к) Х,, 1> где д, Q коэффициенты смоделировай-

М с ной прямой; б

Y - расстояние между у -ым датчиком чувствительной головки в ) -ом сечении и исследуемой поверхностью;

Х11 величина, определякхпая положение ..датчика иа чувствительной головке;

М - номер чувствительной головки, К-1, 2.

3 98182 тор тактовых импульсов, логический эле- ) мент ИЛИ-НЕ, счетчик, дешифратор и 2tl детекторов, входы всех коммутаторов первой группы подключены к соответствующим датчикам первой чувствительной галовки, второй группы - к соответствующим датчикам второй чувствительной головки, управляющие входы всех входных и вторичных коммутаторов связаны с вы-, ходом дешифратора, выходы всех комму- щ таторов первой группы через соответствую- ., щие каждому из коммутаторов детекторы связаны с соответствующими входами пер. вого и второго вычислительных блоков и первого вторичного коммутатора, выходы всех коммутаторов второй группы через соответствующие каждому из коммутаторов детекторы связаны с соответствуюшими входами третьего и четвертого вычислительных блоков и первого вторичного коммутатора, выход первого вычислительного блока подключен к соответствующим входам третьего вторичного коммутатора и шестого вычислительного блока, выход которого вычислительного блока— к соответствующим входам первого, шестого и седьмого вычислительных блоков и второго вторичного коммутатора, выход третьего вычислительного блока - к соответствующим входам четвертого, шестого и седьмого вычислительных блоков и второго вторичного коммутатор@ выход четвертого вычислительного блока — к соответствующим входам третьего вторичного коммутатора и шестого вычислительного блока, выходы первого, второго, третьего вторичных коммутаторов соединены с соответствующими им входам пятого вычислительного блока, выходы пятого, шестого и седьмого вычислительных блоков через соответствующие каждому из них компараторы соединены с соответствующими управляющими входами логического элемента ИЛИ-НЕ, генератор тактовых импульсов через логический элемент

ИЛИ-НЕ и счетчик подключен к дешифратору, блок индикации содержит три индика тора, подключенных соответственно к выходам первого, второго и третвего компараторов.

На фиг. 1 представлена чувствительная головка с размещенной на ней матри. цей датчиков; на фиг. 2 - блок-схема устройс тва.

Устройство для контроля макрогеометрии иэделий содержит две чувствитель- ные головки 1 с размещенными на них в виде матрицы ll П датчиками 2 перемещений (фиг. 1). Датчики чувствитель825 6 в блоках 9 и 10 значения для второй чувствительной головки.

Параллельно с выходов. детекторов 6 сигналы, хврвктеризукнцие величину зазора между датчиками чувствительной голов ки и исследуемой поверхностью, поступают на вторичный коммутатор 11. Вторичные коммутаторы ll, 12 и IS организуют ввод полученных коэффициентов и указанных сигналов в вычислительный блок 14, где производится вычисление неплоскостности в соответствии с зависимостью(2).

Величина неплоскостности сравнивается с допуском .в компараторе 21. Сигнал с компараторв поступает на индикатор 24 и логический элемент 19 ИЛИ-НЕ, который в случае превышения допуска по неплоскостности запирает генератор 20 тактовых импульсов. Выходные сигналы вычислительных блоков 7, 8, 9 и 10 поступают в блок 15, где вычисляется толщина исследуемой детали в соответствии с зависимостью (4). Сигнал с вычислительного блока 15 поступает на компаратор

22, в котором происходит сравнение между полученным сигналом, характеризующим толщину детали, с величиной допуска на разнотолщинность. Напряжение с компврвтора поступает на индикатор 25 и логический элемент 19 ИЛИ-НЕ, который аналогично первому случаю закрывает генератор тактовых импульсов.

Выходные сигналы блоков 8 и 9 поступают на блок 16, в котором происходит вычисление непарвллельности исследуемых поверхностей детали в соответствии с зависимостью (3) .. Выходной сигнал блока 16 аналогично предыдущим случаям поступает на соответствукмций компаратор 23, в-котором происходит сравнение полученного сигнала с допуском нв непараллельность, далее — на индикатор 26 и логический элемент 19 ИЛИ-НЕ.

Таким образом, устройство позволяет с помощью одной и той же системы датчиков оценивать неплоскостность, непараллельность и толщину плоских изделий.

Кроме того, структура обработки информации позволяет автоматизировать процесс контроля.

10 гдето: - расстояние между j -ым датл) Расч чиком чувствительной головки и смоделированной прямой в л-ом сечении;

Ь Х вЂ” расстояние между датчиками. 1$

Разность между коэффициентами наклона смоделированных прямых является мерой непараллельности (Л) (2) н=((5 :98 1

Мерой неплоскостности является максимальное отклонение профиля реальной поверхности от смоделированной прямой в рассматриваемых сечениях. Величина неплоскостности определяется по формуле

Рвзнотолщинность оценивается как расстояние между смоделированными прямыми по формуле

2$

°, (4,(Cp(< (p(2) расЧ расЧ р

li.де 4 - расстояние между чувствительными головками; 30

„ („- расстояние между чувствительной головкой и исследуемой поверхностью в средней точке.

Устройство работает следующим образом.

Контролируемое изделие устанавливается между чувствительными головками, запускается генератор 20 тактовых импульсов. Счетчик 18 считает импульсы генератора 2О и после дешифрации этого числа дешифрвтором 17 входные коммутаторы 4 каждой чувствительной головки организуют подключение Il датчиков 2 (фиг.1) перемещений, расположенных в одном иэ сечений, перпендикулярных плоскости головки, к источнику 5 питания (фиг. 2).

Источник 5 питания представляет собой, например, систему 4С -генераторов, Внесение в контур генератора емкости, пропорциональной расстцпппо между aa2

$0 чиком и контролируемой поверхностью, вызывает изменение напряжения на выходе генератора, Эти напряжения подаются нв детекторы 6. Сигналы с первой чувствительной головки через соответствующие детекторы 6 поступают в вычислительные блоки 7 и 8, в которых в соответствии с зависимостями (1) производятса вычисления 0 " и b Аналогично вычисляются

Формула изобретения

Устройство дла контроля макрогеометрии безделий, содержащее чувсщительную головку с размещенными на ней датчиками перемещений, связанный с датчи ками перемещений блок обработки инфор7 98 1825 мацииэ бл индии °

Ок ации, о т л и ч ч а ю - дам третьего вторичного коммутатора и го вычислительного блока, выход щее-ся я тем что, с целью повышении шестого ычи ьного блока - к сооти расширения функцио- второго вычислител тОчности контроля б ующим входам первого, шестого и нальных Фпзм ожностей, оно сна жено вто ветствующнм вычислительных блоков и второрой чуис твитеп ьной головкой датчики пе- s седьмого вычи и стко в го вторичного коммутатора, ых д трев ВЫЧИ в о ремещ ни раз е и мещены на не жестк змерностью П g ок тьего вычи, бл тчислительного блока - к соот виде матрицы, ра т е г - ветствующим входам четвертого, шестого

Обработки информации содержит две груп- ветствующим блоков н вто.

ПЫ ВХОДНЫХ МУ ком таторов по и коммута- и седьмого вычислительных ок торов в груп г пе, каждый из которых имеет рого вт

Ю вторичного коммутатора, выход четбло- ве ого вычислительного блока - к соот

2И +2 входа, семь вычислительных о- вертого выч ком татора, генера- ветствующим входам третьего имп льсов, логический эле- коммутатора и шес ол оды первого, второго, третьего мент ИЛИ-HEÄ счетчик, е, деши тор и tl ока, выходы утаторов соединены с совсех коммутаторов пер- 3 вторичных коммут детекторов, входы всех к у соответст ответствующим вующиь им входамн пятого вывой группы подключены к соотв твительной головки, числительного блока, выходы о пятого, шесдатчикам первой чувствительно го ьмого вычислительных блоков второй группы - к соответствующ им дап- того и седьмого етств яе каждому из них ой ствительной roaosxa, через соответствующие кажа чикам второ чувств х 20 оры соединены с соответствуюуправляющие входы всех входных х и вто«20 компарато ы ими входами логического связаны с ВыходОм щимн управляющими ричных коммутаторов связаны с

ИЛИ-НЕ, генератор тактовых о всех коммутаторов элемента -, ген дешифратора, выходы ьсов через логический элемент ИЛИче соответствующие импульсов чере, первой группы через

HE и счетчик подключен к дешифратору, каждому as коммутат р тато ов детекторы свярв бл пии содержит три индикатора, заны с соответствукацими вх д рв о ами первого25 ок индика блоков н перво- подключенных соответс твенно к выходам и второго вычислительных блоко рв о всех первого, второго и тре тьего компараторов. го вторичного коммутатора, Выходы коммутаторов второй групп epea coo ветствующие каждому из коммутаторов е во внимание,при экспертизе тор связаны твующи тств ми принятые во исли П т США Ж 4058849, ислительного 2. Патент мутатора, выход первого вычисли им вхо-, кл. 73-1 05 1975 (прототип). блока подключен к соответствующим

98 1825

2Р ve- л тенгиз „.ph о 8 ю икжгЮ

Составитель О. Принишников

Редактор М. Бандура Техред А Ач Коррщтор И. Ватрушкина

Заказ 969 /60 Тираж 614 Подписное

ВНИИПИ Государстэенного комитета СССР

-по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4