CZ4399A3 - Způsob a zařízení pro měření tloušťky stěny nádoby - Google Patents

Abstract

Zařízení pro měření tloušťky stěny nádoby (22) obsahuje dvojici podpěrných válečků (32,34)spojených s prvním motorem (36) pro přidržování nádoby (22) ve stálé poloze při současném otáčení nádoby (22) kolemjejí osy. Snímací mechanismy (110,122) se dotýkají svými dotykovými prvky vzájermě protilehlých vnitřních a vnějších bodů naboční stěně nádoby (22) a generujíc elektrické signályjako funkci tloušťky stěny nádoby (22) mezi těmito body. Se snímacím mechanismemje spřažen druhý motor (90) pro přesouvání snímacího mechanismu ve směru osy nádoby (22). První motor (36), a dnthý motor (90)jsou spojeny s řídicíjednotkou (152), reagující na elektrické signály ze snímacího mechanismu pro získávání a ukládání parametrů trojrozměrné datové mapy tlouštěk boční stěny nádoby (22) v průběhu pohybujak prvního motoni (36), tak i druhého motoni (90). Tak se získávají hodnoty tlouštěk stěny, vztažené na úhlovou orientaci a axiální polohu měřených míst, kteréje potom možno analyzovat pro určení specifických problémů spojených s výrobou nádoby (22).

Description

Oblast techniky

Vynález se týká měření tloušťky stěny nádob, například skleněných nádob, a zejména způsobu a zařízení pro měření tloušťek bočních stěn a/nebo dna (včetně nosného úseku dna, zatěžovaného při dopravě) skleněných nádob.

Dosavadní stav techniky

Dosud bylo navrženo provádět měření tloušték stěn skleněné nádoby po uložení nádoby na konzolový trn o otočnou hlavou. Konzolový trn je opatřen hrotem, který se dotýká z vnitřní strany stěny nádoby a je mechanicky spojen s druhým ramenem, nesoucím elektronické snímací ústrojí. Snímací ústrojí je rovněž opatřeno hrotem, dotýkajícím se z vnější strany boční stěny nádoby v bodě protilehlém k vnitřnímu dotykovému bodu mezi hlavou a vnitřní povrchovou plochou boční stěny. Mechanická vazba mezi rameny a trny je taková, že trny se mohou pohybovat nahoru a dolů společně, aby se tak vyrovnávala nekruhovitost nádoby při jejím ručním otáčení na nosném trnu, která by jinak mohla ovlivňovat výstupy elektronického měření. Jestliže se však mění tloušťka stěny nádoby mezi hrotem trnu a hrotem hlavy, na výstupu měřicího ústrojí se projevují odpovídající změny hodnot. Elektronické měřicí ústrojí obsahuje obvod nebo je spojeno s obvodem pro ukládání hodnot signálů maximální a minimální tloušťky v průběhu otáčení nádoby.

I když tato popsaná technika měření tloušték bočních stěn nádob je úspěšně využívána v praxi, stále ještě zůstává potřeba dalších zdokonalení. Například popsaná technika zajišťuje měření maximálních a minimálních tloušték, ale neumožňuje získávat údaje, v jaké úhlové orientaci nádoby se naměřená hodnota získávala. Kromě toho i když snímací a měřicí prvky mohou být nastavovány operátorem do libovolné axiál2 • · * · · · · • * * * » • »· · · *

ní požadované polohy po délce stěny nádoby, není možno snadno získávat takové údaje, které by poskytovaly trojrozměrný obraz profilu stěny. Popsané techniky také není možno využít pro měřeni tloušťky stěny dna nádoby nebo její zesílené stěny, tvořící nosnou část nádoby, kvůli konvexnímu tvaru plochy dna uvnitř nádoby. Proto je základním úkolem vynálezu vyřešit způsob a zařízení pro automatické získávání naměřených hodnot tloustěk stěn nádob, například skleněných lahví, které by poskytovaly dvojrozměrný nebo trojrozměrný profil. Dalším a specifičtějším úkolem vynálezu je vyřešit způsob a zařízení popsaného charakteru, které by byly upraveny pro získávání naměřených tloušťkových hodnot nejen v oblasti boční stěny nádoby, ale také dna nádoby a nosné části nádoby, zajišťující její pevnost při zatížení a nacházející se na obvodu dna nádoby. Ještě jiným úkolem vynálezu je vyřešit způsob a zařízení, které by splňovaly uvedené požadavky a přitom mohly být snadno aplikovány ve výrobních podmínkách.

Podstata vynálezu

Tyto úkoly jsou vyřešeny zařízením pro měření tloušťky stěny nádoby podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že zařízení obsahuje dvojici válečků, umístěných v odstupu od sebe a opatřených prostředky pro volně otočné uchycení těchto válečků, ústrojí pro přidržování boční stěny nádoby z vnější strany k válečkům a otáčení nádoby kolem její střední osy, měřicí ústrojí opatřené prvními prostředky pro záběr s vnějším bodem na nádobě a druhými prostředky pro průchod otvorem nádoby a záběr s vnitřním bodem na nádobě, protilehlým k vnějšímu dotykovému bodu, kde odstup mezi prvními prostředky a druhými prostředky je funkcí tloušťky stěny nádoby mezi prvním a druhým bodem, přičemž s prvními prostředky a s druhými prostředky je spojeno třetí ústrojí generující elektrický signál jako funkci tloušťky stěny, a dále obsahuje řídicí jednotku spojenou s měřicím ústrojím a s rotačním ústrojím a reagující na elektrický signál pro získávání «· *4 » 4 4 • 4 4 • 4 44 * · • •Μ 44 ♦ 4

4 * » ·· • 4 4 «4 • · * · · · • 4 4 4 4 • 4 444 444 · 4 ·4· 4« ·» a ukládání hodnotové mapy tloustěk stěny mezi oběma body jako funkci přírůstku úhlu natočení nádoby. Měřicí ústrojí obsahuje vozík a prostředky pro přemísťování tohoto vozíku ve směru kolmém na měřenou tloušťku stěny. První prostředky a druhé prostředky jsou uchyceny na vozíku pro společný pohyb, přičemž změny v poloze měřené tloušťky stěny nádoby jsou naměřenými výsledky při společném pohybu prvních prostředků a druhých prostředků na vozíku. Vozík je výhodně podepřen pružinou, takže se v podstatě volné vznáší.

Podle dalšího výhodného provedení vynálezu obsahuje zařízení pro měření tloušťky boční stěny nádoby podpěru spojenou s prvním motorem pro přidržování nádoby ve stálé poloze za současného otáčení nádoby kolem své osy. Snímací mechanismus je v dotyku se vzájemně protilehlými vnitřními body a vnějšími body na boční stěně nádoby a generuje elektrický signál jako funkci tloušťky boční stěny nádoby mezi těmito body. Snímací mechanismus je spojen také s druhým motorem pro ovládání snímacího mechanismu ve směru rovnoběžném s osou nádoby. K prvnímu motoru a druhému motoru je připojeno řídicí ústrojí, reagující na elektrický signál ze snímacího mechanismu pro získávání a ukládání trojrozměrné datové mapy tlouštěk boční stěny nádoby v průběhu pohybu jak prvního motoru, tak i druhého motoru. Tím je místo prostého získávání hodnot maximálních a minimálních tloušťek stěny nádoby bez určení úhlové polohy těchto extrémů podle stavu techniky umožněno u výhodných provedení zařízení podle vynálezu získávat příslušná data i s určením jejich úhlového natočení a axiální polohy, přičemž tato data se potom mohou analyzovat pro identifikaci specifických problémů, spojených s výrobou nádob.

V dalším výhodném provedení vynálezu obsahuje část snímacího mechanismu, procházejícího otvorem nádoby do jejího vnitřního prostoru, podlouhlou tyčku, uloženou posuvně • ·

• φ « φ »· φ φ v trubce, a snímací hlavu, uchycenou otočně na jednom konci tyčky. Snímací hlava je opatřena dotykovým hrotem, dotýkajícím se vnitřní plochy nádoby a několika různé skloněnými ploškami, přicházejícími do styku se sousedním koncem posuvné tyčky pro přidržování snímací hlavy a hrotu v předem určené úhlové orientaci, odpovídající úhlu sklonu čelních plošek snímací hlavy. Protilehlý konec tyčky dosedá na pružinu předepnutou stlačením a stěnou trubky prochází radiální páčka pro ovládání orientace snímací hlavy operátorem. Tím je umožněno natočit snímací hlavu do polohy souosé s osou tyčky, aby ji bylo možno vsunout otvorem do nádoby do polohy kolmé na osu tyčky pro měření radiální tloušťky boční stěny nebo v ostrém úhlu k tyčce pro měření tloušťky dna, aniž by polohu snímací hlavy mohla ovlivňovat konvexní vnitřní plocha dna nádoby.

U dalšího výhodného provedení zařízení a způsobu podle vynálezu je možno tímto zařízením a způsobem měřit také tloušťku nosné části nádoby, vytvořené na obvodu dna nádoby, která je nejvíce zatěžovanou částí nádoby. Nádoba je v tomto případě udržována ve svislé orientaci a opřená o válečky, přičemž v průběhu měření se nádoba otáčí kolem své střední osy. Rameno snímacího ústrojí zasahuje dolů dovnitř nádoby jejím horním otvorem a snímací hlava snímacího ústrojí je orientována v ostrém úhlu k ose ramena snímacího ústrojí, aby se mohla svým hrotem dotýkat nosné části dna nádoby. Vnější část snímacího ústrojí je umístěno pod nádobou pro záběr s vnější částí dna nádoby, protilehlou k hrotu snímací hlavy. Stejně jako u zařízení pro měření tloušťky boční stěny je snímací ústrojí a snímací rameno u tohoto provedení pružně uloženo na pružině.

Přehled obrázků na výkresech

Vynález bude blíže objasněn pomocí příkladů provedení, zobrazených na výkresech, kde znázorňují * * * t • ·*· · ·« a a ·· ·· « · obr.

obr.

obr.

obr.

obr.

obr.

obr.

obr.

obr.

obr.

obr, obr.

obr. obr.

boční pohled na zařízení pro měření tloušťky boční stěny skleněné nádoby, čelní pohled na zařízení z obr. 1, půdorysný pohled na zařízení z obr. 1 a 2, boční pohled na zařízení z obr. 1 až 3, vedený ve směru opačném ke směru pohledu z obr. 1, rozložený boční pohled na snímací soupravu zařízení z obr. 1 až 4,

6A-6C boční pohledy na snímací soupravu, znázorněné částečné v podélném řezu s různými orientacemi snímací hlavy, funkční blokové schéma elektroniky zařízení podle vynálezu, grafické zobrazení výsledků měření tlouštěk boční stěny, pohled na část zařízení, ukazující použití zařízení z obr. 1 až 7 pro měření tloušťky dna nádoby, grafické zobrazení výsledků měření tlouštěk dna, získaných měřením pomocí zařízení z obr. 9, trojrozměrné grafické zobrazení výsledků měření nosné části nádoby, získaných modifikovaným způsobem měření podle vynálezu, boční pohled na zařízení podle modifikovaného příkladného provedení vynálezu, který jsou měřeny tloušťky nosné části nádoby, čelní pohled na zařízení z obr. 12 a pohled na část příkladu z obr. 6A ve zvětšeném měřítku.

Příklady provedení vynálezu

Obr. 1 až 5 znázorňují zařízení 20 pro měření tloušťky bočních stěn a dna nádoby 22, například skleněné láhve, podle prvního příkladného provedeni vynálezu. Zařízení 20 obsahuje rovinnou pravoúhelníkovou základnu 24 mající v rozích pryžové patky 26 pro podepření základny 24 na vhodném povrchu. Ze ·» *« ·· » ·* ·♦ * · · e ···· ♦ · t · k · · * · * · · · · • ♦·· « « · ♦ * ··· ·* • » » » · * ·««· 1« 4* *«· ·* · dvou vzájemně protilehlých stran základny 24 vybíhá nahoru dvojice vzájemné rovnoběžných svislých desek 28, 30., mezi nimiž je otočně uložena dvojice spodních válečků 32, 34, otočných kolem svých stabilních a vzájemně rovnoběžných os, které jsou také rovnoběžně a rovinou základny 24 a jsou výhodně orientovány při provozu zařízeni vodorovně. Na jedné z desek 30 je z vnější strany a vedle konců spodních válečků 32. 34 uchycen první krokový motor 36, jehož hřídel nese první řemenici 38 (obr. 1 a 2) spojenou prostřednictvím hnacího řemenu 40 s druhými řemenicemi 42, uchycenými ke koncům spodních válečků 32, 34. Spodní válečky 32, 34 se tak otáčejí současné a jejich otáčení je ovládáno prvním krokovým motorem 36.

K horním okrajům svislých desek 28, 30 je svými konci upevněn příčný nosník 44 (obr. 2 a 3), probíhající mezi oběma svislými deskami 28, 30 podél osy rovnoběžné s osami spodních válečků 32, 24. Ze střední části příčného nosníku 44 mezi oběma svislými deskami 28, 30 vystupuje nahoru sloupek 46., na jehož horní část je otočně uchyceno rameno 48. Na jeden konec vyloženého ramena 48 je uchycena válečkový vozík 50, sestávající z dvojice koncových desek 52, 54, umístěných v odstupu od sebe, spojeným navzájem vřetenem 56, uloženým volně otočně na konci ramena 48. Mezi dvojicí koncových desek 52, 54 je válečkový vozík 50 opatřen dvojicí horních válečků 58, 60, upnutých mezi koncovými deskami 52, 54 volně otočně kolem svých podélných os, které jsou spolu rovnoběžné a jsou také rovnoběžné s osami otáčení spodních válečků 32, 34. Na spodní straně ramena 48 je vytvořeno očko 64, ve kterém je uchycen jeden konec šroubovicové pružiny 62, jejíž druhý konec je uchycen v držáku 66 upevněném ke sloupku 46. Předepnutí šroubovicové pružiny 68 je možno nastavit pomocí křídlové matice 68 a závitového kolíku 69, procházejícího držákem 66 do vnitřní dutiny pružiny 62· Na horním konci sloupku 46 je uložena středová odklápěcí jednotka 70. Tato odklápěcí jednotka 70 ·· ·♦ t · ♦ · * · · · * ·· · »ο obsahuje rukojeú 72 otočně uchycenou ke sloupku 46 a lomené rameno 74 ukončené pryžovou špičkou 76 upravenou pro dosednutí na konec ramena 48, odvrácený od válečkového vozíku 50, pro vyklápění ramena 48 nahoru proti síle pružiny 62 a tím oddalování válečkového vozíku 50 s dvojicí horních válečků 58, 60 směrem od pevných podpěrných spodních válečků 32, 34.

Pomocí této odklápěcí jednotky 70, kterou je možno odklopit do polohy oddálené od polohy z obr. 2, se může na spodní válečky 32, 34 uložit nádoba 22 pro její měření. Odklápěcí jednotka 70 se potom uvolní a spustí do polohy podle obr. 2 a válečkový vozík 50 se přitlačuje pružinou 62, aby dosedl na nádobu 22 a přitlačoval ji pevně na dvojici spodních válečků 32, 34. Nádoba 22 se potom může otáčet kolem své střední osy pomocí prvního krokového motoru 36 a hnacího řemenu 40, přičemž horní válečky 58, 60 se přitom mohou volně otáčet a umožňují také volné otáčení nádoby 22. Pružina 62 se může předepnout pomocí křídlové matice 68 a závitového kolíku 69, aby v poloze podle obr. 2 nepůsobila na rameno 48 žádnou tahovou silou. Nádoba 22 je udržována na spodních válečcích 32, 34 tíhou válečkového vozíku 50 a ramena 48. Úkolem pružiny 62 je působit na rameno 48 při jeho pohybu směrem nahoru účinkem odklápěcí jednotky 70, takže působí pozitivním účinkem při jejím sklápění dolů.

Mezi oběma svislými deskami 28, 30 je umístěna dvojice svisle nad sebou srovnaných vzájemně rovnoběžných kluzných tyček 80, 32, které se nacházejí v bočním odstupu od spodních válečků 32/ 34.. Na těchto kluzných tyčkách 80, 82 je pomocí ložisek uložen blok 84 vodorovně posuvného vozíku 82, kluzný pomocí těchto ložisek ve vodorovném směru nad podpěrnou základnou 24 a ve směru rovnoběžném s osou otáčení nádoby 22, nesené dvojicí spodních válečků 22, 34. Blok 84 vodorovně posuvného vozíku 83 je spojen pomocí matice 86 s vodicím šroubem 88 probíhajícím mezi podpěrnými svislými deskami 28, * ·Β * Β Β Β

Β Β Β Β ··· « Β

ΒΒΒΒ ΒΒ

Β* ·* *·

Β Β Β Β Β Β Β

Β Β ΒΒΒΒ

Β Β · ΒΒ· ···

Β Β Β Β

Β» ΒΒΒ · Β Β Β rovnoběžně a ve stejné vodorovné úrovni s druhou kluznou tyčkou 82. Vodicí šroub 88 je na jednom svém konci spřažen s druhým krokovým motorem 90 upevněným na druhé svislé desce 30 a na druhém konci je opatřen ručním ovládacím kolečkem 92. Blok 84 vodorovně posuvného vozíku 83 je tak pohyblivý vodorovně po kluzných tyčkách 80, 82 účinkem druhého krokového motoru 90 nebo ručního ovládacího kolečka nezávisle na krokovém motoru 90. Na tomto vodorovně posuvném vozíku 83 je uložen svisle posuvný vozík 94, mající horní vozíkový blok 96 a spodní vozíkový blok 98, které jsou upevněny vždy ke dvěma svislým tyčkám 100, 102, kluzně uloženým v příslušných ložiskách uvnitř vodorovně posuvného bloku 84. Mezi vodorovně posuvným blokem 84 a horním vozíkovým blokem 96 je stlačením předepnuta vinutá pružina 104 (obr. 4). Ze spodního vozíkového bloku 98 vystupuje vyložená konzola 108. na jejímž volném konci je neseno elektronické měřicí ústrojí 106, aby tak bylo toto elektronické měřicí ústrojí 106, které je snímačem spodního dotykového bodu na vnější ploše nádoby 22, umístěno pod spodními válečky 32, 34. Elektronické měřicí ústrojí 106 je opatřeno dotykovým palcem 110, uloženým posuvně uvnitř trubičky 112 a probíhajícím svisle nahoru mezi spodní válečky 32, 34, aby se mohl dotýkat z vnější strany boční stěny nebo dna nádoby 22 nesené dvojicí spodních válečků 32, 34. Elektronické měřicí ústrojí 106 vysílá elektrický výstupní signál, jehož hodnota je funkcí lineárního pohybu dotykového palce 110 a který na druhé straně poskytuje údaje důležité pro určení tloušiky stěny nebo dna nádoby 22, jak bude popsáno v další části. Knoflíkem na elektronickém měřicím ústrojí 106 se nastaví nulovová výchozí poloha dotykového palce 110.

K horním koncům svislých tyček 100, 102 je upnuto podlouhlé rameno 114„ vybíhající od nich ve vodorovném směru rovnoběžně s osami spodních válečků 32, 34 a pohybující se tak nahoru a dolů ve svislém směru spolu s vodorovně posuvným vozíkem 83. K volnému konci podlouhlého ramena 114. odvráce9 ·· ·* «* · · ·· t » · · «··* * · · · • I I «9 » · ♦ · 9 • >·· I * · ·· · · · · « · * 9 · · · ·9· ·9 IP 9·· ·* *♦ nému od vodicích svislých tyček 110, 102, je přichyceno příčné rameno 116. Svislá poloha podlouhlého ramena 114 vzhledem k hornímu vozíkovému bloku 96 je nastavitelná pomocí šroubu 118 a sady přítužných matic 120 (obr. 4). Z volného konce příčného ramene 116 vystupuje jako konzola snímací souprava 122. Tato snímací souprava 122 je zobrazena na obr. 5 až 6C a obsahuje dutou snímací trubku 124, ve které je kluzně uložena snímací tyčka 126. Na jednom konci snímací trubky 124 je pomocí otočného čepu 130 uchycena otočně snímací hlava 128. Snímací hlava 128 je opatřena hrotem 132, vyčnívajícím z ní a upraveným pro dotyk s vnitřní plochou měřené nádoby 22. Konec hlavy 128. odvrácený od hrotu 132. má rovinnou plosku 134, kolmou na osu hrotu 132, a dvojici vzájemně protilehlých a opačně skloněných plošek 136, svírajících úhel 45° s osou hrotu 132. Boční plošky 138 hlavy 12 jsou rovnoběžné s osou hrotu 132.

Uvnitř jednoho konce duté snímací trubky 124 je uložena v předepnutém stlačeném stavu šroubovicová pružina 140, stlačená šroubem 142 a působící na sousední konec snímací tyčky 126, přičemž tím přitlačuje protilehlý konec této snímací tyčky 126 na jednu z plošek 134, 136, 138 snímací hlavy 128. Síla vyvozovaná snímací tyčkou 126 na snímací hlavu 128 je nastavitelná pomocí regulačního šroubu 142. Ke snímací tyčce 126 je vedle šroubovicové pružiny 140 upevněna kolmo na její podélnou osu ovládací páčka 144, procházející podélnou štěrbinou 146 vytvořenou ve stěně duté snímací trubky 124. Tak je možno nastavit úhlovou polohu snímací hlavy 128 vzhledem k podélné ose duté snímací tyčky 124 a snímací tyčka 126 se může nastavit pohybem ovládací páčky 144 a snímací tyčky 126 proti síle šroubovicové pružiny 140, pokud se snímací hlava 128 natáčí kolem otočného čepu 130 do požadované úhlové orientace, a potom se uvolní ovládací páčka 144 a snímací tyčka 126. takže konec snímací tyčky 126 udržuje snímací hlavu 128 v požadované úhlové orientaci. Snímací hlava 128 *

·» ·* ♦ · · · • · · «

• · * · • · * *

v příkladném provedení podle obr. 5 až 6C může být orientována do polohy rovnoběžné se snímací tyčkou 126 (obr. 6A) při dosednutí snímací tyčky 126 na čelní rovinnou plošku 134 (obr. 6A) nebo do polohy skloněné v úhlu 45° (obr. 6B) k ose snímací tyčky 126 při dosednutí konce snímací tyčky 126 na skloněnou plošku 136, popřípadě může být orientována v úhlu 90° k ose snímací tyčky 126 (obr. 6C) po dosednutí konce snímací tyčky 126 na boční plošku 138 snímací hlavy 128. V ploškách 134, 136, 138 snímací hlavy 128 jsou vyvrtány zarážkové kapsy 134a, 136a, 138a (obr. 14), do kterých zapadají konce snímací tyčky 126 a zajišťují tak snímací hlavu 128 přesně v požadované poloze.

V další části bude popsáno použití zařízení 20 pro měření tloušťky boční stěny nádoby. Při vyklopení ramena 48 a válečkového vozíku 50 nahoru a zablokování v této poloze a při orientaci snímací hlavy 128 do vodorovné polohy, jak je to zobrazeno na obr. 6A, se do nádoby 22 uloží snímací souprava 122 tak, že se snímací souprava 122 zasune do ústí nebo hrdla nádoby 22 a nádoba 22 se potom položí na dvojici spodních válečků 32, 34. Potom se vozík 50 s horními válečky 58, 60 a rameno 48 se potom uvolní pomocí odklápěcí jednotky 70, aby dosedly na nádobu 22 a udržovaly ji pevně v poloze podle obr. 2. Ovládací páčku 144 snímací soupravy 122 potom operátor ovládá tak, až se snímací hlava 128 s hrotem 132 dostane do polohy (obr. 1, 2, 4a 6C), ve které hrot 132 snímací hlavy 128 může přijít do vnitřního radiálního kontaktu s vnitřní plochou boční stěny nádoby 22. Snímací souprava 122 je namontována nastavitelně na příčném ramenu 116, takže hrot 132 snímací hlavy 128 může být umístěn radiálně přesně proti dotykovému palci 110 elektronického měřicího ústrojí 106. Při tomto nastavování se může vodorovné posuvný vozík 83, hrot 132 a hmatací palec 110 nastavit do požadované výchozí polohy manipulací s ručním ovládacím kolečkem 92 (elektronické měřicí ústrojí 106 je předem nastaveno proti «· *· · · · * · t * »·· « « MM ·· • · · fc · • · « ·· tv * · · * • · · » ··· ·· «« hrotu 132 snímací hlavy 128 na nulovou výchozí hodnotu). Šroubovicová pružina 140 uvnitř trubky 112 přidržuje dotykový palec 110 proti vnějšímu povrchu stěny nádoby 22 a elektronické měřicí ústrojí 106 vysílá elektrický výstupní signál, který je funkcí vzdálenosti mezi dotykovým palcem 110 a hrotem 132 a tím funkcí tloušťky boční stěny nádoby 22. Tady je třeba připomenout, že vinutá pružina 104 vyrovnává účinek hmotnosti svisle posuvného vozíku 94., elektronického měřicího ústrojí 106, podlouhlého ramena 114, příčného ramena 116 a snímací soupravy 122, takže celá tato montážní jednotka je v podstatě volně plovoucí soustavou vzhledem k vodorovně posuvnému vozíku 83.

Oba krokové motory 36, 90 jsou zásobovány energií z elektronické řídicí jednotky 152, na kterou je napojen operátorský vstup 150 (obr. 7). Elektronická řídicí jednotka 152 přijímá elektronické řídicí signály z elektronického měřicího ústroji 106, přičemž tyto signály určují polohu dotykového palce 110, a vytváří výstupní zobrazení 154 pro operátora. Po uvedení prvního krokového motoru 36 do chodu se nádoba 22 otáčí kolem své osy a výstup elektronického měřicího ústrojí 106 se snímá řídicí jednotkou 152. Protože snímací souprava 122 a elektronické měřicí ústrojí 106 jsou upevněny na svisle posuvném vozíku 94, jehož hmotnost je podepřena vinutou pružinou 104, není nutno si všímat pohybů jak snímací soupravy 122, tak také elektronického měřicího ústrojí 106, vyvolávaných nekruhovým tvarem nádoby 22. Na druhé straně jakákoliv změna tloušťky boční stěny způsobí pohyb měřicího palce 110 vzhledem k hrotu 132 snímací hlavy 128 a tím vyvolá u elektronického měřicího ústrojí 106 změnu výstupního signálu, přiváděného na řídicí jednotky 152. Řídicí jednotka 152 obsahuje vhodnou paměť pro vzorkování a uchovávání měřicích výstupů zjišťovaných při pokračujícím otáčení nádoby 22. To se může uskutečňovat vzorkováním a ukládáním výstupních měřicích signálů v přírůstkových krocích rotace nádoby 22 nebo ·· • · «4 ·* ♦ * 4 4 4 4 44 4 4 · 4 _Λ _ ·»«!·· · · » » — 12 — * *·· · » · · · ··· ··* • 4 · 4 » «44« 44 44 444 »« 44 snímáním a ukládáním výstupních měřicích signálů ve stejných přírůstcích času při konstantní rychlosti otáčení nádoby 22. Na obr. 8 je grafické znázornění tloušťky boční stěny v závislosti na úhlu natočení, přičemž nulová poloha úhlového natočení odpovídá lisovacímu švu nádoby, kterou nastaví na nulovou hodnotu operátor. Obr. 8 zobrazuje hodnoty získané z měření několika nádob, které všechny měly tenký úsek mezi 180° a 210° od lisovacího švu a tlustší úsek přibližně v úhlu natočení 60° od lisovacího švu.

V průběhu otáčení nádoby 22 prvním krokovým motorem 36, a snímání a ukládání tloušťkových hodnot při pokračujícím otáčení nádoby posouvá druhý krokový motor 90 celé snímací ústrojí axiálně podél nádoby 22. To je zajišťováno pomocí vodícího šroubu 88, matice 86 a vodorovně posuvného vozíkového bloku 84, na kterém je upevněn celý svisle posuvný vozík 94 a snímací mechanismus. Protože se nádoba 22 otáčí poměrně velkou rychlostí, snímací mechanismus se pohybuje ve vodorovném směru nižší rychlostí, aby se získaly hodnoty tloušťky stěny po celém obvodu stěny nádoby 22 při různých přírůstcích axiální polohy. Obr. 11 zobrazuje trojrozměrnou mapu tloušťkových hodnot pro boční stěnu nádoby 22, určených úhlovou polohou vzhledem k lisovacímu švu a axiální polohou mezi kuželovitou částí láhve a jejím dnem.

V jiném výhodném provedení vynálezu může být zařízení využito pro měření tloušťky v místě zakřivení dna nádoby, jak je to znázorněno na obr. 9. To se provádí manipulací s ovládací páčkou 144 snímací soupravy 122, až se její snímací hlava 128 natočí do úhlu 45° (obr. 6B). Snímací souprava 122 se potom vsune do nádoby 22, až její hrot 132 dosedne do vnitřního zaoblení dna nádoby 22. (Jak již bylo uvedeno v předchozí části, snímací souprava 122 je posuvné a aretovatelně vedena na příčném ramenu 116). Měření tloušťky dna by se nemohlo dosáhnout při natočení snímací hlavy 128 o 90° ·· »9 99 * 9 · · «t

9 ta «ta • ··· · 9 9 • 9 9 · ···· 9ta 9· • 9 99

9» 9 9 9 9 9 • 99 999 • ta (obr, 6C) kvůli mírně konvexnímu tvaru vnitřní plochy dna nádoby 22, jak je to patrno z obr. 9. Nádoba 22 se potom otáčí kolem své osy a v průběhu zvětšování úhlového natočení se získávají naměřené hodnoty tloušúky dna. Obr. 10 znázorňuje získané naměřené hodnoty tlouštěk dna pro několik nádob z obr. 8, které jsou rovněž vztaženy k lisovacímu švu nádoby 22.

Obr. 12 a 13 zobrazují modifikované příkladné provedení zařízení 160 pro měření oblasti dna nebo nosné části dna nádoby. Součásti na obr, funkčně podobné součástem jsou označeny shodnými a 13, které jsou stejné nebo obsaženým v předchozích příkladech vztahovými značkami. Na deskové základně 24 je uchycen svislý stojan 162, na kterém je uložen prostřednictvím lineárního kluzného vedení 164 svisle posuvný vozík 24. Svisle posuvný vozík 94 nese na konci své konzoly 108 elektronické měřicí ústroji 106 a na příčném ramenu 116 snímací soupravu 122. Svislá podpěra 166 nese kluznou desku 168 pro svislé podepření nádoby 22 a vozík 170 s dvojicí válečků 58, 60, volně otočných dolem svých os a dosedajících při měření na boční stěnu nádoby 22. Váleček 32 má v tomto příkladu spíše formu kladky a je spojen s prvním krokovým motorem 36 upevněným pomocí konzoly 171 na stojanu 162, aby mohl dosednout z vnější strany na nádobu 22, aby se tak nádoba 22 přitlačovala na dvojici válečků 58., 60 a otáčela se kolem své svisle orientované střední osy. Protože se nádoba 22 otáčí motorem 36 a válečkem 32 kolem své střední osy, řídicí jednotka 152 (obr. 7) přijímá a uchovává signály z elektronického měřicího ústrojí 106 v průběhu otáčení nádoby 22. Hmotnost svisle pojízdného vozíku 94 je podepřena vinutou pružinou 104, takže svisle posuvný vozík 94 se může posouvat svisle v důsledku toho, že dno nádoby 22 není opatřeno rovnou plochou.

Tím je vytvořeno zařízení a způsob, které plně plní • ·· • » * » • · · · • · v • ·

všechny stanovené úkoly. Zařízením a způsobem se automaticky získávají dvou- a/nebo trojrozměrné profily vytvořené z informací o tloušťkách nádoby. Zařízení a způsob jsou upraveny pro získávání tloušťkových rozměrů bočních stěn a dna nádoby a také nosné a zatěžované části dna nádoby. Zařízení a způsob mohou být snadno aplikovány ve výrobním prostředí.

Podle prvního výhodného příkladného provedení jsou hnací válečky 32, 34 pro otáčení nádoby 22 poháněny prvním krokovým motorem .36. První krokový motor 36 a elektronické měřicí ústrojí 106 jsou připojeny na externí paměťovou a řídicí jednotku 152 pro snímání měřidla tloušťky v periodických přírůstcích otáčení krokového motoru a tím se získávají tabulky dat, které uvádějí vztah mezi tloušťkou stěny a úhlovou polohou. Operátor tak může získávat místo prostých maximálních a minimálních hodnot bez ohledu na úhlovou polohu tloušťkové hodnoty vztažené také na úhlovou polohu nádoby (například s ohledem na polohu lisovacího švu nádoby), přičemž tyto hodnoty se potom mohou snadno analyzovat pro identifikaci specifických výrobních problémů v jednotlivých výrobních operacích.

Jiným znakem vynálezu je skutečnost, že svisle pojízdný vozík 94, který nese elektronické měřicí ústrojí a sondu, je sám spojen vodicím šroubem 88 s druhým krokovým motorem 90. Druhý krokový motor 90 je rovněž připojen k řídicí jednotce 152 pro řízení způsobu a ukládání zjištěných hodnot Při tomto uspořádání mohou být snímány hodnoty tloušťky stěny nejen po celém obvodu nádoby z přírůstku úhlu natočení, ale také po délce nádoby při axiálním posouvání. Tak je získávána trojrozměrná tabulka rozměrových hodnot.

Snímací hlava 128 na snímací soupravě 122 může být zablokována v libovolné poloze ze tří jejích úhlových poloh. Snímací hlava 128 se může zajistit ve vodorovné poloze (obr.

6A) pro umožnění jejího vsunutí do ústí nádoby 22 a opětného vysunutí. Snímací hlava 128 se může zajistit také v poloze 90° (obr. 6C) pro vzájemné protilehlé radiální měření tloušťky boční stěny nádoby v kombinaci s elektronickým měřicím ústrojím. Snímací hlava 128 může být také zablokována v poloze 45° (/obr. 6B), určené pro spolupráci e elektronickým měřicím ústrojím pro měření v oblasti dna nádoby. Při sklonění snímací hlavy 128 v úhlu 45° se pak hlava může umístit proti vnitřní křivce dna nádoby, aniž by jí vadil konvexní vnitřek dna nádoby. Příklad na obr. 12 a 13 umožňují provádět měření ve svislé poloze nádoby, například láhve, a při otáčení nádoby krokovým motorem. Snímací souprava 122, která je vsunuta do nádoby, má úhlovou snímací hlavu 128, spolupracující s protilehlým elektronickým měřicím ústrojím 106 pro měření tloušťky části dna nádoby, která je nosnou částí.

ING. EDUARD HAKR patentový záetupce

Claims (32)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Zařízení pro měření tloušťky stěny ná< boční stěnu, střední osu a otevřený otvor, v ;

   cí se tím, že obsahuje dvojici válečků (32, 34, 58, 60), umístěných v odstupu od sebe a opatřených prostředky (28) pro volně otočné uchycení těchto válečků, ústrojí (50, 36) pro přidržování boční stěny nádoby (22) z vnější strany k válečkům a otáčení nádoby (22) kolem její střední osy, měřicí ústrojí opatřené prvními prostředky (110) pro záběr s vnějším bodem na nádobě a druhými prostředky (122) pro průchod otvorem nádoby a záběr s vnitřním bodem na nádobě (22), protilehlým k vnějšímu dotykovému bodu, kde odstup mezi prvními prostředky a druhými prostředky je funkcí tloušťky stěny nádoby (22) mezi prvním a druhým bodem, přičemž s prvními prostředky (110) a s druhými prostředky (122) je spojeno třetí ústrojí (106) generující elektrický signál jako funkci tloušťky stěny, a dále obsahuje řídicí jednotku (152) spojenou s měřicím ústrojím a s rotačním ústrojím a reagující na elektrický signál pro získávání a ukládání hodnotové mapy tloušťky stěny mezi oběma body jako funkci přírůstku úhlu natočení nádoby (22).
2. 2. Zařízení podle nároku 1, vyznačující se tím, že měřicí ústrojí obsahuje vozík (94) a prostředky (34, 100, 102) pro přemísťování tohoto vozíku (94) ve směru kolmém na měřenou tloušťku stěny, první prostředky (110) a druhé prostředky (122) jsou uchyceny na vozíku (94) pro společný pohyb, přičemž změny v poloze měřené tloušťky stěny nádoby (22) jsou naměřenými výsledky při společném pohybu prvních prostředků (110) a druhých prostředků (122) na vozíku (94).
3. 3. Zařízení podle nároku 2, vyznačující ·· ·· · » · · · · · • · · · · • ·»· · · • · · * ···· ·· ·· v ·4 ··

   44 · · · 4 • 4 4 4 4 • 4 ·«· 444 • · *
4. 4·· 4» 44 tím, že vozík (94) je opatřen prostředky (104) pro své pružné podepření proti působení gravitace.

   4. Zařízení podle nároku 3, vyznačující se tím, že pružné podpěrné prostředky obsahují vinutou pružinu (104).
5. 5. Zařízení podle nároku 2, vyznačující se tím, že druhé měřicí prostředky (122) obsahují podlouhlou tyčku (126) pro průchod otvorem nádoby (22) a snímací hlavu (128) připojenou k podlouhlé tyčce (126) pro snímání vnitřního bodu nádoby (22).
6. 6. Zařízeni podle nároku 5, vyznačující se tím, že snímací hlava (128) je spojena s tyčkou (126) pohyblivě mezi nejméně první polohou, souosou s tyčkou (122) pro vsunutí dovnitř nádoby (22) jejím otvorem, a druhou polohou, skloněnou k úhlu k tyčce (126), pro záběr s vnitřkem stěny nádoby (22).
7. 7. Zařízení podle nároku 6, vyznačující se tím, že druhé měřicí prostředky (122) dále obsahují trubku (124), ve které je kluzně uložena tyčka (126) a snímací hlava (128) je otočně uchycena na trubce (124) a je opatřena prostředky (134a, 136a, 138a) pro záběr se tyčkou (126) a udržování snímací hlavy (128) v nejméně jedné první a druhé poloze.
8. 8. Zařízení podle nároku 7, vyznačující se tím, že druhé prostředky (122) dále obsahují pružinové prvky (140) uvnitř trubky (124) pro přitlačování snímací hlavy (128) na tyčku (126).
9. 9. Zařízení podle nároku 8, vyznačující se tím , že snímací hlava (128) je opatřena skupinou plošek ·· »· ·· · ·· ·· ···· · · ·· · · · · ··· » · · · * · • ··· · · · · ··· ··· « ♦ · · · · · ··»· ·· ·· ··· ·· ·· (134, 136, 138) v různých úhlových polohách a pružinové prvky (140) působí prostřednictvím tyčky (126) pro záběr se snímací hlavou (128) a její volitelné zajišťování v různých úhlových polohách vzhledem k ose trubky (124), odpovídajících úhlovým polohám povrchových plošek snímací hlavy (128).
10. 10. Zařízení podle nároku 9, vyznačující se tím, že pružinový prvek (140) obsahuje vinutou pružinu uchycenou ve stlačeném stavu na jednom konci trubky (124), odvráceném od hlavy (128).
11. 11. Zařízení podle nároku 10,vyznačující se tím, že pružinový prvek (140) dále obsahuje prostředky (142) pro volitelné nastaveni tlačné síly v pružině.
12. 12. Zařízení podle nároku 9, vyznačující se tím, že druhé prostředky (122) dále obsahují páčku (144) připojenou k tyčce (126) a procházející stěnou trubky (124) pro ovládání tyčky (126) operátorem proti pružinovému prvku (140) a nastavení polohy snímací hlavy (128).
13. 13. Zařízení podle nároku 9, vyznačující se tím, že snímací hlava (128) je na každé ze svých plošek (134, 136, 138) opatřena zarážkovou kapsou (134a, 136a,

    138a) pro vložení konce tyčky (126) a zablokování snímací hlavy (128) v její poloze.
14. 14. Zařízení podle nároku 5, vyznačující se tím, že hlava (128) je pevně uchycena na tyčce (126).
15. 15. Zařízení podle nároku 14,vyznačující se t í m , že snímací hlava (12S) je na tyčce (126) pevné uchycena v úhlu sevřeném s tyčkou (126) pro záběr s vnitřní plochou nosné části nádoby (22).

    ·· ·· ·· · ·· ·· * · · · ···· ···· • · · · · · » · · · • ··· · · · · ··· ··· • · · · · · · ···· ·· ·· ··· »· ··
16. 16. Zařízeni podle nároku 2, vyznačující se tím, že ústrojí pro otáčení nádoby (22) obsahuje krokový motor (36) a řídicí jednotka (152) obsahuje prostředky pro získávání a uchovávání datové mapy tloušték steny v závislosti na přírůstcích natočení nádoby (22) krokovým motorem (36).
17. 17. Zařízení podle nároku 16,vyznačující se tím, že dvojice válečků (32, 34) a přidržovací a otáčecí prostředky (36, 50) jsou rozmístěny pro udržování nádoby (22) ve vodorovné orientaci a měření tloušťky boční stěny nebo dna nádoby (22).
18. 18. Zařízení podle nároku 16,vyznačující se tím, že dvojice válečků (58, 60) a přidržovací a otáčecí prostředky (36) jsou rozmístěny pro udržování nádoby (22) ve svislé orientaci a měření tloušťky dna nádoby (22).
19. 19. Zařízení podle nároků 1 až 18, vyznačuj ící se tím, že dále obsahuje prostředky zahrnující druhý motor (90) spojený se snímacím ústrojím pro přemísťování snímacího ústrojí ve směru osy nádoby (22), přičemž řídicí jednotka (152) je připojena k prvnímu motoru (36) a k druhému motoru (90) a reaguje na elektrický signál pro získávání a uchovávání trojrozměrné datové mapy tloušték stěny mezi měřicími body v průběhu pohybu jak prvního motoru (36), tak také druhého motoru (90).
20. 20. Zařízení podle nároku 19,vyznačuj ící se tím , že snímací ústrojí obsahuje první vozík (83), prostředky pro uložení prvního vozíku (83) pohyblivě ve směru osy nádoby (22) v přidržovacích prostředcích, spojovací prvek (88) pro spojení prvního vozíku (83) s druhým motorem (90) a druhý vozík (94) uložený na prvním vozíku (83) pro pohyb ve směru kolmém na osu nádoby (22), přičemž snímací ústrojí je upraveno na druhém vozíku (94) pro dotyk s protilehlými body * ··· ··· • 9 • · · 9

    9 · 9 · nádoby (22).
21. 21. Zařízení podle nároku 20,vyznačuj ící se tím, že dále obsahuje pružinový prvek (104) pro podepření druhého vozíku (94) vůči prvnímu vozíku (83) a umožnění volné pohyblivosti druhého vozíku (94) při změnách kruhovosti boční stěny nádoby (22).
22. 22. Zařízení podle nároku 21,vyznačuj ící se tím, že pružinový prvek (104) obsahuje vinutou pružinu, upnutou ve stlačeném stavu mezi prvním vozíkem (83) a druhým vozíkem (94).
23. 23. Zařízení podle nároků 1 až 22, vyznačuj ící se t í m , že přidržovací prostředky obsahují druhou dvojici vzájemně rovnoběžných válečků (58, 60), válečkový vozík (50) nesoucí druhou dvojici válečků (58, 60) a prostředky (48, 70) pro volitelné přemísťování válečkového vozíku (50) do polohy proti první dvojici válečků (32, 34) a mimo tuto polohu.
24. 24. Zařízení podle nároku 23,vyznačuj ící se tím, že obsahuje dále prostředky (62) pro pružné přitlačování válečkového vozíku (50) směrem k první dvojici válečků (32, 34) pro přidržování nádoby (22) mezi válečky.
25. 25. Zařízení podle nároku 20, vyznačující se tím, že spojovací prvek (88), kterým je spojen první vozík (83) s druhým motorem (90), je tvořen vodicím šroubem.
26. 26. Zařízení podle nároku 25,vyznačuj ící se tím, že dále je opatřeno ručním ovládacím kolečkem (92), připojeným k vodicímu šroubu (88) pro ruční přesouvání prvního vozíku (83) nezávisle na druhém motoru (90).

    • · *·

    9 * · ·

    9 9· • 9 9 9

    9 9 9

    9·9 99 9

    9 9 9
27. 27. Zařízení podle nároku 20,vyznačující se tím, že první motor (36) a druhý motor (90) jsou tvořeny krokovými motory.
28. 28. Způsob měření tloušťky boční stěny nádoby (22), vyznačující se tím, že se nádoba (22) otáčí kolem své střední osy, v průběhu tohoto otáčení se dotykem zjišťuje poloha vnitřního bodu na stěně nádoby a jemu radiálně protilehlého bodu na vnější ploše nádoby v postupně se lišících polohách podél osy nádoby (22) a získává a ukládá se datová mapa tlouštěk stěny mezi těmito body v průběhu otáčení kolem osy a v polohách podél této osy.
29. 29. Způsob podle nároku 28, vyznačující se tím, že při snímání poloh bodů na povrchových plochách stěny nádoby se snímací souprava namontuje na vozík a vozík se dopravuje rovnoběžně s osou nádoby.
30. 30. Způsob podle nároku 29, vyznačující se tím, že při posouvání vozíku podél osy se namontuje snímací souprava na první vozík, první vozík se osadí na druhý vozík a přemísťuje se kolmo na osu nádoby, přičemž druhý vozík se uloží přemístitelné ve směru rovnoběžném s osou nádoby.
31. 31. Způsob podle nároku 30, vyznačující se tím, že přídavně se pružně podepře první vozík na druhém vozíku.
32. 32. Způsob podle nároku 31, vyznačující se tím, že při montáži snímací soupravy na vozík se zajistí na prvním vozíku první snímací prostředky pro záběr s vnějším bodem na nádobě a zajistí se druhé snímací prostředky na prvním vozíku, procházející otvorem nádoby a dotýkající se vnitřního bodu nádoby, protilehlého k vnějšímu bodu.