PL225971B1 - Glowica do pomiaru odchylki okraglosci wewnetrznych powierzchni walcowych metoda stykowa i bezstykowa - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest głowica do pomiaru zarysów okrągłości wewnętrznych powierzchni walcowych metodą stykową i bezstykową.

Do pomiarów zarysów okrągłości metodą stykową oraz bezstykową powierzchni walcowej wewnętrznej, mająca zastosowanie w precyzyjnych przy rządach do pomiaru odchyłki okrągłości.

Pomiar zarysu okrągłości metodą odniesieniową realizowany jest niesymetryczną metodą stykową i bezstykową. Zapewniają to dwie stałe podpory i jeden czujnik stykowy i bezstykowy. Wzajemne usytuowanie wszystkich elementów układu pomiarowego jest tak dobrane, aby uzyskać wystarczająco duże wartości współczynników wykrywalności poszczególnych harmonicznych.

Znane są przyrządy do pomiaru zarysów okrągłości powierzchni wewnętrznych, których działanie wykorzystuje metodę odniesieniową. W pomiarach zarysów okrągłości metodą odniesieniową wyróżnia się punkty podparcia i punkty pomiaru. Układ konstrukcyjny takich rozwiązań składa się z podpór samonastawnych lub pryzmy (punkty podparcia), której ramiona utworzone są przez końcówki stykające się w trakcie pomiaru z powierzchnią mierzonego przedmiotu.

Metoda odniesieniową występuje jako dwupunktowa (średnicowa) i trójpunktowa.

W metodzie trójpunktowej wyróżnia się odmiany symetryczne i niesymetryczne, proste oraz odwrócone. Niesymetryczne metody trójpunktowe łączą zalety metod dwupunktowych i trójpunktowych symetrycznych, co umożliwia pomiar wszystkich przypadków odchyłek okrągłości. Podczas pomiaru, przedmiot wykonuje ruch obrotowy, natomiast końcówki dociśnięte są do powierzchni prze dmiotu. Zarys okrągłości wewnętrznej powierzchni walcowej powierzchni przedmiotu. Zarys okrągłości wewnętrznej powierzchni walcowej mierzony jest za pomocą odpowiednich czujników. Warunkiem prawidłowego przeprowadzenia pomiaru jest zachowanie stałego styku punktów podparcia z powierzchnią mierzoną, podczas realizacji pomiaru. Punkty podparcia (stałe końcówki pomiarowe) powinny zapewniać styk punktowy lub liniowy.

Znane są przyrządy realizujące pomiar zarysów okrągłości metodą stykową. W przyrządach tego typu wymagany jest stały kontakt końcówki pomiarowej z mierzoną powierzchnią. Znane są również rozwiązania konstrukcyjne głowic pomiarowych wyposażonych w przetworniki optoelektroniczne lub pneumatyczne realizujące pomiar metodą bezstykową.

Z polskiego opisu ochronnego PL 169199 (B1) znany jest przyrząd do pomiaru zarysów okrągłości części maszyn, z zastosowaniem odniesieniowej oraz bezodniesieniowej metody pomiarów. Przyrząd charakteryzuje się tym, że tuleja z zamocowanym na jej górnej płaszczyźnie zespołem s tolika pomiarowego jest pionowo ułożyskowana w pierścieniu z kołnierzem. Wraz z nim tuleja przemieszcza się w płaszczyźnie poziomej za pomocą dwóch pryzm nożowych umieszczonych prostopadle względem siebie. Zespół sprężyn dociska je do pierścienia z kołnierzem. Tuleja ułożyskowana jest za pomocą zespołu tocznego. Z zespołem napędowym połączona jest za pomocą sprzęgła tarczowego. W górnej części korpusu umiejscowiony jest zespół stałych punktów podparcia, których przesuw w płaszczyźnie pionowej i poziomej zapewniają dwa pokrętła. Przyrząd zapewnia pomiar tego samego przedmiotu wybraną metodą odniesieniową oraz metodą bezodniesieniową z obrotowym stołem.

Inne rozwiązanie konstrukcyjne przedstawiono w polskim opisie patentowym PL 200979 (B1). W przedstawionym przyrządzie zespół pomiarowy i zespół napędowy zamocowany jest do korpusu z stolikiem. Tuleja ułożyskowana w pierścieniu z kołnierzem za pomocą zespołu tocznego jest obracana poprzez sprzęgło. Sprzęgło to posiada element pośredni w kształcie krążka z zainstalowanymi na jego obwodzie dwiema ułożonymi prostopadle do siebie parami stalowych kulek. Łącznik ten jest ułożyskowany w korpusie przyrządu, a na jego dolnym zakończeniu osadzone jest koło pasowe obracane od zespołu napędowego. Współosiowość elementu pośredniego względem tulejek sprzęgłowych, zapewniają dwie pary ograniczników na sprężynach płaskich. Stały elastyczny docisk ogranic zników do kulek elementu pośredniego zapewnia współosiowość tego elementu względem tulejek sprzęgłowych. Na górnej płaszczyźnie zespołu stolika pomiarowego, zamocowany jest sześcioszczękowy, precyzyjny uchwyt mocujący przedmiot mierzony. Przyrząd umożliwia pomiar zarysów zewnętrznych i wewnętrznych o szerokim zakresie średnic, przy wysokiej dokładności i pomiaru dzięki zastosowaniu specjalnego, elastycznego sprzęgła.

Według polskiego opisu ochronnego PL 211360 (B1) znana jest również średnicówka pneumatyczna, przeznaczona do pomiaru zarysów okrągłości, realizująca pomiar metodą bezstykową. Średnicówka pneumatyczna posiada trzy równomiernie rozmieszczone kanały przepływowe, z których każdy zakończony jest w strefie wylotu dyszą pomiarową, i ma w kanale wlotowym dyszę wlotową.

PL 225 971 B1

W każdym kanale przepływowym usytuowane są trzy niezależne pneumatyczne przetworniki do pomiaru długości. Dwa z nich są wykorzystywane do pomiaru odległości od ramion wirtualnej pryzmy, natomiast trzeci usytuowany po stronie przeciwległej mierzy odchyłkę okrągłości. Dzięki zastosowaniu rozwiązania według wynalazku uzyskano pomiar zarysów okrągłości metodą bezstykową. Odchyłka okrągłości obliczana jest, jak w przypadku klasycznej metody odniesieniowej trójpunktowej.

Istotą wynalazku jest głowica do pomiaru zarysów okrągłości metodą stykową oraz bezstykową powierzchni walcowej wewnętrznej charakteryzująca się tym, że na korpusie zamocowany jest czujnik stykowy oraz optoelektroniczny czujnik bezstykowy, natomiast końcówki podporowe prawa i lewa zamocowane są do korpusu, z kolei korpus zamocowany jest do platformy górnej, a platforma górna usytuowana jest przesuwnie, na platformie dolnej, która zamocowana jest prostopadle w stosunku do platformy górnej, natomiast platforma dolna zamocowana jest przesuwnie na podstawie, na której osadzony jest siłownik pneumatyczny, wymuszający jedn oczesny przesuw platformy dolnej oraz korpusu.

Dzięki zastosowaniu rozwiązania według wynalazku uzyskano następujące efekty techniczno-ekonomiczne:

- możliwość wyboru jednej z dwóch metod pomiaru stykową lub bezstykową,

- spełnienie warunku pomiaru zarysów okrągłości metodą odniesieniową przez zachowanie stałego styku punktów podparcia (stałe końcówki pomiarowe) z wewnętrzną powierzchnią mierzoną,

- łączenie zalet metod dwu- i trójpunktowych symetrycznych, umożliwiający pomiar wszystkich przypadków zarysów okrągłości,

- eliminacja procedury centrowania osi mierzonego przedmiotu w stosunku do osi głowicy,

- możliwość dokładnego usytuowania głowicy pomiarowej w stosunku do mierzonej części,

- prosta konstrukcja mechaniczna.

Wynalazek w przykładowym wykonaniu został zilustrowany na rysunku, gdzie fig. 1 przedstawia głowicę do pomiaru zarysów okrągłości w widoku ogólnym, a fig. 2 przedstawia widok z góry głowicy pomiarowej z tuleją podczas pomiaru.

Na korpusie 1 zamocowany jest czujnik stykowy 2 i optoelektroniczny czujnik bezstykowy 3 oraz końcówka podporowa prawa 4 oraz końcówka podporowa lewa 9. Korpus 1 zamocowany jest do platformy górnej 5. Platforma górna 5 usytuowana jest prostopadle oraz przesuwnie do platformy dolnej 6. Platforma dolna 6 osadzona jest przesuwnie na podstawie 7. Przesuw platformy dolnej 6, a tym samym dosuw korpusu 1 do mierzonej powierzchni wymuszony jest za pomocą siłownika pneumatyc znego 8.

Przed rozpoczęciem pomiaru należy przeprowadzić procedurę wzorcowania na dwóch wzorcach pierścieniowych, o wymiarach minimalnym i maksymalnym. Pomiar odchyłki okrągłości polega na tym, że po ustawieniu głowicy w płaszczyźnie pomiaru przedmiotu mierzonego 10 następuje dos unięcie korpusu 1, na którym zamocowany jest czujnik do pomiarów stykowych 2 i optoelektroniczny czujnik do pomiarów bezstykowych 3 do mierzonej powierzchni przedmiotu 10. Styk korpusu z mierzoną powierzchnią zapewniony jest poprzez końcówkę podporową prawą 4 i końcówkę podporową lewą 9. Centrowanie korpusu 1 głowicy względem powierzchni mierzonej, następuje poprzez platformę górną 5 i usytuowaną prostopadle i przesuwnie do niej platformę dolną 6. Platforma dolna 6 os adzona jest przesuwnie na podstawie 7. Przesuw platformy dolnej 6, a tym samym jednoczesny dosuw korpusu 1 do mierzonej powierzchni wymuszony jest za pomocą siłownika pneumatycznego 8. Po wyborze rodzaju czujnika pomiarowego następuje obrót głowicy o kąt 360° oraz zebranie punktów pomiarowych, w zadanej płaszczyźnie. W przypadku wyboru czujnika stykowego 2 następuje jego dosunięcie do powierzchni mierzonej. Uzyskane dane transmitowane są do komputera, nieuwidocznionego na rysunku i tam wyznaczane są parametry pomiaru. Po zakończeniu pomiaru następuje odsuniecie końcówki czujnika stykowego 2 oraz zwolnienie działania siłownika 8, w wyniku czego korpus 1 zajmuje pozycję wyjściową.

Pomiar czujnikiem stykowym 2 jest realizowany po wysunięciu do zetknięcia się z powierzchnią mierzonego przedmiotu 10 końcówki pomiarowej czujnika 2.

W pomiarze bezstykowym czujnik optoelektroniczny 3 jest dosunięty na pewną odległość do powierzchni mierzonego przedmiotu 10, nie stykając się z jego powierzchnią.

Niezależnie od zastosowanego w pomiarze czujnika 2 lub 3 w trakcie pomiaru zarysu okrągłości ruch obrotowy może wykonywać głowica bądź mierzony przedmiot 10. Zależy to od przyjętego układu kinematycznego przyrządu do pomiaru zarysów okrągłości.

Claims (1)

1. Głowica do pomiaru odchyłki okrągłości wewnętrznych powierzchni walcowych metodą stykową i bezstykową, znamienna tym, że na korpusie (1) zamocowany jest czujnik stykowy (2) oraz optoelektroniczny czujnik bezstykowy (3), natomiast końcówki podporowe prawa (4) i lewa (9) zamocowane są do korpusu (1), z kolei korpus (1) zamocowany jest do platformy górnej (5), a platforma górna (5) usytuowana jest przesuwnie, na platformie dolnej (6), która zamocowana jest prostopadle w stosunku do platformy górnej (5), natomiast platforma dolna (6) zamocowana jest przesuwnie na podstawie (7), na której osadzony jest siłownik pneumatyczny (8), wymuszający jednoczesny przesuw platformy dolnej (6) oraz korpusu (1).