RU179248U1

RU179248U1 - MEASURING DEVICE FOR DETERMINING GEOMETRIC PARAMETERS OF THE FORM OF SURFACES OF LARGE-SIZED PARTS

Info

Publication number: RU179248U1
Application number: RU2017133931U
Authority: RU
Inventors: Сергей Петрович Тимофеев; Андрей Владимирович Хуртасенко; Иван Васильевич Шрубченко; Марина Николаевна Воронкова
Priority date: 2017-09-28
Filing date: 2017-09-28
Publication date: 2018-05-07

Abstract

Полезная модель относится к области измерительной техники. Измерительное устройство для определения геометрических параметров формы поверхностей крупногабаритных деталей содержит жестко связанную с механизмом поперечного перемещения раму, внутри которой с возможностью перемещения в направляющих установлена штанга и жестко закреплен датчик линейных перемещений. Со штангой шарнирно соединен корпус, на котором жестко закреплен датчик угловых перемещений. На противоположных концах корпуса шарнирно закреплены по одному опорному ролику и жестко установлены по одному лазерному триангуляционному датчику расстояния, между которыми жестко смонтированы оптический датчик пути и лазерный триангуляционный датчик расстояния. Технический результат – повышение точности определения геометрических параметров формы измеряемых поверхностей. 1ил.The utility model relates to the field of measurement technology. The measuring device for determining the geometric parameters of the shape of the surfaces of large parts contains a frame rigidly connected with the transverse movement mechanism, inside which a rod is mounted with the possibility of movement in the guides and a linear displacement sensor is rigidly fixed. A housing is pivotally connected to the rod, on which a sensor of angular displacements is rigidly fixed. At the opposite ends of the housing, one support roller is pivotally mounted and one laser triangulation distance sensor is rigidly mounted, between which an optical path sensor and a laser triangulation distance sensor are rigidly mounted. The technical result is an increase in the accuracy of determining the geometric parameters of the shape of the measured surfaces. 1il.

Description

Полезная модель относится к конструкции измерительной техники в области машиностроения, в частности используется для измерения геометрических параметров формы реальной поверхности крупногабаритных деталей - тел вращения в процессе их эксплуатации.The utility model relates to the construction of measuring equipment in the field of mechanical engineering, in particular, it is used to measure the geometric parameters of the shape of the real surface of large-sized parts - bodies of revolution during their operation.

Известно устройство для измерения геометрических параметров формы крупногабаритных деталей вращения (Патент RU на полезную модель №66511 U1, G01B 5/207 (2006.01) опубл. 10.09.2007, бюл. №25), которое содержит раму, связанную с механизмом поперечного и продольного перемещения. Рама оснащена перемещающейся внутри нее штангой и датчиком линейных перемещений, наконечник которого жестко связан со штангой. Штанга шарнирно соединена с корпусом, несущим две опоры и измерительный диск. На корпусе размещен датчик угловых перемещений, контактирующий со штангой. Каждая из двух опор, установленных на корпусе, выполнена в виде шарнирно связанного с одним из его концов основания, с установленными в нем двумя вращающимися роликами, жестко связанными между собой. Причем на основании посередине между роликами установлен индуктивный датчик расстояния. Корпус устройства снабжен дополнительными датчиками угловых перемещений, закрепленными на нем с возможностью постоянного контакта с основанием опор. Измерительный диск закреплен на жестком рычаге, установленном соосно со штангой с возможностью перемещения в направляющих, выполненных на корпусе. Корпус несет дополнительный датчик линейных перемещений, взаимодействующий с рычагом. Вне корпуса расположены датчик количества оборотов измеряемого объекта и блок вычисления и хранения информации, соединенный со всеми датчиками.A device for measuring the geometric parameters of the shape of large-sized rotation parts (Patent RU for utility model No. 66511 U1, G01B 5/207 (2006.01) publ. 10.09.2007, bull. No. 25), which contains a frame associated with the mechanism of transverse and longitudinal movement . The frame is equipped with a rod moving inside it and a linear displacement sensor, the tip of which is rigidly connected to the rod. The rod is pivotally connected to a housing carrying two supports and a measuring disk. An angular displacement sensor in contact with the rod is placed on the housing. Each of the two supports mounted on the housing is made in the form of a pivotally connected to one of its ends of the base, with two rotating rollers mounted in it, rigidly interconnected. Moreover, on the basis of in the middle between the rollers, an inductive distance sensor is installed. The device body is equipped with additional angular displacement sensors mounted on it with the possibility of constant contact with the base of the supports. The measuring disk is mounted on a rigid lever mounted coaxially with the rod with the possibility of movement in the guides made on the housing. The housing carries an additional linear displacement sensor interacting with the lever. Outside the housing, there is a sensor of the number of revolutions of the measured object and a unit for calculating and storing information connected to all sensors.

Недостатком данного устройства является невозможность точного определения координат точки контакта измерительного диска с измеряемой поверхностью детали, что приводит к низкой точности определения геометрической формы измеряемой поверхности. Причина указанного недостатка в том, что конструкция измерительного диска не обеспечивает постоянного положения точки контакта с измеряемой поверхностью детали при изменении ее радиуса кривизны, т.к. при этом происходит обкатывание образующей измеряемой поверхности по наружной поверхности диска.The disadvantage of this device is the inability to accurately determine the coordinates of the contact point of the measuring disk with the measured surface of the part, which leads to low accuracy in determining the geometric shape of the measured surface. The reason for this drawback is that the design of the measuring disk does not provide a constant position of the point of contact with the measured surface of the part when changing its radius of curvature, because in this case, a generatrix of the measured surface is run on the outer surface of the disk.

Прототипом предлагаемой полезной модели является измерительное устройство для определения формы поверхностей крупногабаритных деталей-тел вращения (Патент RU на полезную модель №161400 U1, G01B 5/20 (2006.01) опублик.: 20.04.2016 бюл. №16), которое содержит жестко связанную с механизмом поперечного перемещения раму. В раме с возможностью перемещения в направляющих установлена штанга, а также жестко закреплен датчик линейных перемещений, наконечник которого жестко связан со штангой. Со штангой шарнирно соединен корпус, на котором жестко закреплен датчик угловых перемещений, контактирующий со штангой. На противоположных концах корпуса шарнирно установлены две базовые опоры. Каждая базовая опора выполнена в виде основания с шарнирно смонтированными в нем двумя одинаковыми роликами. С возможностью постоянного контакта с основаниями базовых опор в корпусе жестко установлены два датчика угловых перемещений. Также на корпусе между базовыми опорами шарнирно закреплена качалка и жестко установлен датчик угловых перемещений, контактирующий с основанием качалки. Внутри качалки с возможностью перемещения в направляющих смонтирован шток. Кроме того в качалке жестко закреплен датчик линейных перемещений, наконечник которого жестко связан со штоком. На штоке жестко смонтирована измерительная опора, представляющая собой основание, на котором шарнирно закреплены два одинаковых ролика. В основании измерительной опоры жестко установлены два датчика угловых перемещений имеющих контакт с роликами.The prototype of the proposed utility model is a measuring device for determining the shape of the surfaces of large-sized parts-bodies of revolution (Patent RU for utility model No. 161400 U1, G01B 5/20 (2006.01) published: 04/20/2016 bul. No. 16), which contains tightly connected mechanism of transverse movement of the frame. In the frame with the possibility of movement in the rails, a rod is installed, and a linear displacement sensor, the tip of which is rigidly connected to the rod, is also rigidly fixed. A housing is pivotally connected to the rod, on which the angular displacement sensor in contact with the rod is rigidly fixed. Two base supports are pivotally mounted at opposite ends of the housing. Each base support is made in the form of a base with two identical rollers pivotally mounted in it. With the possibility of constant contact with the bases of the basic supports, two angular displacement sensors are rigidly mounted in the housing. Also, a rocking chair is pivotally mounted on the housing between the basic supports and an angular displacement sensor in contact with the rocking base is rigidly mounted. A rod is mounted inside the rocker with the possibility of movement in the guides. In addition, a linear displacement sensor, the tip of which is rigidly connected to the rod, is rigidly fixed in the rocking chair. A measuring support is rigidly mounted on the rod, which is a base on which two identical rollers are pivotally mounted. Two angular displacement sensors in contact with the rollers are rigidly mounted at the base of the measuring support.

С существенными признаками полезной модели совпадает следующая совокупность признаков прототипа: жестко связанная с механизмом поперечного перемещения рама, внутри которой с возможностью перемещения в направляющих установлена штанга и жестко закреплен датчик линейных перемещений, со штангой шарнирно соединен корпус, на котором жестко закреплен датчик угловых перемещений.The following features of the prototype coincide with the essential features of the utility model: it is rigidly connected with the transverse movement mechanism of the frame, inside of which the rod is mounted with the possibility of movement in the guides and the linear displacement sensor is rigidly fixed, the housing is pivotally connected to the rod, on which the angular displacement sensor is rigidly fixed.

Недостатком прототипа является низкая точность определения координат точек измеряемой поверхности посредством измерительной и базовых опор, а также низкая надежность и точность определения длины контура сечения на основе вращения роликов измерительной опоры. Указанные недостатки ведут к низкой точности определения формы и геометрических параметров измеряемой поверхности. Причина указанных недостатков в том, что конструкция измерительной и базовых опор не обеспечивает постоянства расстояния от оснований опор до измеряемой поверхности при изменении радиуса ее кривизны, а также из-за наличия погрешностей в механических частях опор и изменяющихся условий контакта роликов измерительной опоры с поверхностью, что существенно снижает точность расчетов.The disadvantage of the prototype is the low accuracy of determining the coordinates of the points of the measured surface through the measuring and base supports, as well as low reliability and accuracy of determining the length of the contour of the section based on the rotation of the rollers of the measuring support. These shortcomings lead to low accuracy in determining the shape and geometric parameters of the measured surface. The reason for these drawbacks is that the design of the measuring and base supports does not provide a constant distance from the base of the supports to the surface being measured when its radius of curvature changes, and also because of errors in the mechanical parts of the supports and the changing contact conditions of the measuring support rollers with the surface, which significantly reduces the accuracy of the calculations.

Полезная модель направлена на повышение точности определения геометрических параметров формы измеряемых поверхностей.The utility model is aimed at improving the accuracy of determining the geometric parameters of the shape of the measured surfaces.

Это достигается тем, что измерительное устройство для определения геометрических параметров формы поверхностей крупногабаритных деталей содержит жестко связанную с механизмом поперечного перемещения раму. Внутри рамы жестко закреплен датчик линейных перемещений. Также с возможностью перемещения в направляющих внутри рамы установлена штанга. Со штангой шарнирно соединен корпус. На корпусе жестко закреплен датчик угловых перемещений. В предложенном решении на противоположных концах корпуса шарнирно закреплены по одному опорному ролику и по одному жестко установленному лазерному триангуляционному датчику расстояния. Также на корпусе между оптическими триангуляционными датчиками расстояния жестко смонтированы оптический датчик пути и лазерный триангуляционный датчик расстояния.This is achieved by the fact that the measuring device for determining the geometric parameters of the shape of the surfaces of large parts contains a frame rigidly connected with the mechanism of transverse movement. A linear displacement sensor is rigidly fixed inside the frame. Also, with the possibility of movement in the guides inside the frame, a rod is installed. The housing is pivotally connected to the rod. An angular displacement sensor is rigidly fixed to the housing. In the proposed solution, at the opposite ends of the housing, one support roller and one rigidly mounted laser triangulation distance sensor are pivotally mounted. Also on the housing between the optical triangulation distance sensors, an optical path sensor and a laser triangulation distance sensor are rigidly mounted.

Сущность полезной модели поясняется графическим изображением, где на фиг. 1 представлена схема измерительного устройства для определения геометрических параметров формы поверхностей крупногабаритных деталей.The essence of the utility model is illustrated by a graphical representation, where in FIG. 1 shows a diagram of a measuring device for determining the geometric parameters of the shape of the surfaces of large parts.

Предлагаемое техническое решение содержит корпус 1, на противоположных концах которого шарнирно закреплены, например, при помощи оси установленной на подшипники, по одному опорному ролику 2.The proposed technical solution comprises a housing 1, at the opposite ends of which are pivotally mounted, for example, by means of an axis mounted on bearings, one support roller 2.

На противоположных концах корпуса 1 жестко установлены, например, при помощи резьбовых соединений, по одному лазерному триангуляционному датчику расстояния 3, например, типа ODS 72,5.At the opposite ends of the housing 1 are rigidly mounted, for example, using threaded connections, one laser triangulation distance sensor 3, for example, type ODS 72.5.

Между лазерными триангуляционными датчиками расстояния 3 на корпусе 1 смонтированы, например, при помощи резьбовых соединений, лазерный триангуляционный датчик расстояния 4, например, типа ODS 120 и оптический датчик пути 5, например, типа ИСД-3.Between the laser triangulation distance sensors 3 on the housing 1 are mounted, for example, using threaded connections, a laser triangulation distance sensor 4, for example, type ODS 120 and an optical path sensor 5, for example, type ISD-3.

Корпус 1 шарнирно соединен со штангой 6, например, при помощи оси установленной на подшипники. Кроме того на корпусе 1 жестко закреплен, например, при помощи резьбового соединения, датчик угловых перемещений 7, например, типа ЛИР-ДА158А-5. А его наконечник жестко связан со штангой 6, например, при помощи штифта.The housing 1 is pivotally connected to the rod 6, for example, by means of an axis mounted on the bearings. In addition, on the housing 1 is rigidly fixed, for example, by means of a threaded connection, an angular displacement sensor 7, for example, of the type LIR-DA158A-5. And its tip is rigidly connected to the rod 6, for example, using a pin.

Штанга 6 установлена с возможностью перемещения в направляющих 8, выполненных внутри рамы 9, например формы призмы. Также внутри рамы 9 жестко закреплен, например, при помощи резьбового соединения, датчик линейных перемещений 10, например, типа ЛИР-15. Его наконечник жестко соединен со штангой 6, например, при помощи шплинта. Штанга 6 внутри рамы 9 упирается в пружину сжатия 11, установленную, например, в цилиндрический паз рамы 9.The rod 6 is mounted to move in guides 8 made inside the frame 9, for example, the shape of a prism. Also inside the frame 9 is rigidly fixed, for example, using a threaded connection, a linear displacement sensor 10, for example, type LIR-15. Its tip is rigidly connected to the rod 6, for example, using a cotter pin. The rod 6 inside the frame 9 abuts against a compression spring 11 installed, for example, in a cylindrical groove of the frame 9.

Рама 9 жестко связана с механизмом поперечного перемещения 12. Рама 9 установлена с возможностью возвратно-поступательного перемещения в направляющих 13, например, формы «ласточкин хвост», выполненных на остове 14 механизма поперечного перемещения 12. При этом рама 9 жестко связана с приводом 15, например, при помощи резьбовых соединений. Привод 15, например, состоящий из шариковинтовой передачи и сервопривода, жестко закреплен на остове 14 механизма поперечного перемещения 12, например, при помощи резьбовых соединений.The frame 9 is rigidly connected with the transverse movement mechanism 12. The frame 9 is mounted with the possibility of reciprocating movement in the guides 13, for example, dovetail form, made on the skeleton 14 of the transverse movement mechanism 12. In this case, the frame 9 is rigidly connected with the drive 15, for example with threaded connections. The drive 15, for example, consisting of a ball screw and a servo drive, is rigidly fixed to the skeleton 14 of the transverse movement mechanism 12, for example, using threaded connections.

Привод 15 посредством проводов электрически связан с жестко установленным внутри рамы 9, например, при помощи резьбовых соединений, блоком сбора, обработки и хранения информации 16.The drive 15 through wires is electrically connected to a rigidly installed inside the frame 9, for example, by means of threaded connections, the unit for collecting, processing and storage of information 16.

Измерительное устройство оснащено датчиком полного оборота 17, например, типа SIEN-M5B-PS-S-L, который производит фиксацию полного оборота детали 18 с измеряемой поверхностью 19. Датчик полного оборота 17 конструктивно не принадлежит измерительному устройству и располагается около произвольно выбранной поверхности детали 18, где нанесена метка, по которой он производит фиксацию полных оборотов. Как и все вышеуказанные датчики, он посредством проводов электрически связан с блоком сбора, обработки и хранения информации 16. Также блок сбора, обработки и хранения информации 16 имеет возможность соединения с ПК, через соответствующие интерфейсы.The measuring device is equipped with a full revolution sensor 17, for example, of the type SIEN-M5B-PS-SL, which fixes the full revolution of the part 18 with the measured surface 19. The full revolution sensor 17 is not structurally owned by the measuring device and is located near an arbitrarily selected surface of the part 18, where a mark is applied by which it fixes full revolutions. Like all of the above sensors, it is electrically connected via wires to a unit for collecting, processing and storing information 16. Also, the unit for collecting, processing and storing information 16 has the ability to connect to a PC via appropriate interfaces.

Кроме того, на механизме поперечного перемещения 12 жестко закреплено, например, при помощи резьбового соединения, универсальное крепление 20, представляющее собой, например, плиту с пазами. Посредствам универсального крепления 20 измерительное устройство возможно установить, например: на различные стойки (на фиг. 1 не показано), переносные станки (на фиг. 1 не показано) или на специальное устройство продольного перемещения 21. Причем при установке полезной модели на станок или на специальное устройство продольного перемещения 21 их приводы 22 перемещений посредством проводов электрически связываются с блоком сбора, обработки и хранения информации 16.In addition, on the mechanism of lateral movement 12 is rigidly fixed, for example, using a threaded connection, a universal mount 20, which is, for example, a plate with grooves. By means of universal fastening 20, the measuring device can be installed, for example: on various racks (not shown in FIG. 1), portable machines (not shown in FIG. 1), or on a special device for longitudinal movement 21. Moreover, when installing a utility model on a machine or on a special device for longitudinal movement 21 of their drives 22 movements through wires electrically connected with the unit for collecting, processing and storage of information 16.

Монтируется и работает измерительное устройство для определения геометрических параметров формы поверхностей крупногабаритных деталей следующим образом:The measuring device is mounted and operates to determine the geometric parameters of the shape of the surfaces of large parts as follows:

Перед началом измерений на торец детали 18 крепится радиальная метка, например, в виде магнита (на фиг. 1 не показана). А датчик полного оборота 17, устанавливается вблизи от поверхности, на которую нанесена метка, так чтобы она пересекала плоскость его срабатывания. Для осуществления процесса измерения необходимо обеспечить относительное перемещение устройства вдоль контура поперечного сечения измеряемой поверхности 19 детали 18, в частности, например, вращение бандажа цементной печи.Before starting measurements, a radial mark is attached to the end of the part 18, for example, in the form of a magnet (not shown in Fig. 1). A full revolution sensor 17 is installed close to the surface on which the mark is applied, so that it intersects the plane of its operation. To implement the measurement process, it is necessary to ensure relative movement of the device along the contour of the cross section of the measured surface 19 of the part 18, in particular, for example, the rotation of the bandage of a cement kiln.

Далее измерительное устройство для определения геометрических параметров формы поверхностей крупногабаритных деталей посредством универсального крепления 20, устанавливается, например как показано на фиг. 1, на специальном устройстве продольного перемещения 21. Само специальное устройство продольного перемещения 21 предварительно установлено одним из известных способов, таким образом, чтобы прямая, вдоль которой осуществляется продольное перемещение, была параллельна номинальной оси вращения детали 18, к которой принадлежит измеряемая поверхность 19. Перемещение в продольном направлении в данном случае осуществляется за счет установленного в специальном устройстве продольного перемещения 21 привода 22. Причем связанный с блоком сбора, обработки и хранения информации 16 привод 22 позволяет производить автоматическое управление перемещением измерительного устройства. А наличие универсального крепления 20 позволяет существенно расширить рамки применения измерительного устройства.Further, a measuring device for determining the geometric parameters of the shape of the surfaces of large parts by means of universal fastening 20 is installed, for example, as shown in FIG. 1, on a special device for longitudinal movement 21. The special device for longitudinal movement 21 itself is pre-installed by one of the known methods, so that the straight line along which the longitudinal movement is parallel to the nominal axis of rotation of the part 18 to which the measured surface 19 belongs. in the longitudinal direction in this case is carried out due to the longitudinal displacement 21 of the drive 22 installed in the special device. Moreover, it is connected with the collection unit, information storage and storage 16 drive 22 allows automatic control of the movement of the measuring device. And the presence of a universal mount 20 allows you to significantly expand the scope of application of the measuring device.

После установки измерительного устройства механизм поперечного перемещения 12 за счет привода 15 перемещает по направлению к измеряемой поверхности 19 раму 9 смонтированную в направляющих 13 остова 14. Перемещаясь вместе с рамой 9, штанга 6 и установленный на нее корпус 1 подводится к измеряемой поверхности 19 до контакта с ней опорных роликов 2. За счет возможности перемещения штанги 6 в направляющей 8 и установленной внутри рамы 9 пружины сжатия 11 опорные ролики 2 плотно прилегают к измеряемой поверхности 19. Кроме того в случае больших биений измеряемой поверхности пружина сжатия 11 обеспечит работу устройства без поломок.After installing the measuring device, the lateral movement mechanism 12 due to the drive 15 moves towards the measured surface 19 the frame 9 mounted in the guides 13 of the skeleton 14. Moving together with the frame 9, the rod 6 and the housing 1 mounted on it are brought to the measured surface 19 before contact with supporting rollers 2. Due to the possibility of moving the rod 6 in the guide 8 and installed inside the frame 9 of the compression spring 11, the supporting rollers 2 fit snugly on the measured surface 19. In addition, in case of large beats expandable and surface compression spring 11 will ensure operation of the device without breakdown.

Момент полного контакта обоих опорных роликов 2 определяется по наличию соответствующих сигналов от лазерных триангуляционных датчиков расстояния 3 и 4, а также от датчика угловых перемещений 7 и датчика линейных перемещений 10. Причем показания датчика линейных перемещений 10 должны соответствовать заданной величине (минимально необходимая величина входа штанги 6 в раму 9, обеспечивающая за счет пружины сжатия 11 рабочее усилие, прижимающее к измеряемой поверхности 19 корпус 1). При достижении измерительным устройством полного контакта с измеряемой поверхностью 19 механизм поперечного перемещения 12 останавливает перемещение рамы 9. За счет того, что привод 15 электрически, посредством проводов, связан с блоком сбора, обработки и хранения информации 16, механизм поперечного перемещения 12 имеет возможность автоматически управляемого перемещения рамы 9, а также высокоточного определения положения всех элементов измерительного устройства, относительно базовой поверхности на которую устанавливается измерительное устройство.The moment of full contact of both support rollers 2 is determined by the presence of the corresponding signals from the laser triangulation distance sensors 3 and 4, as well as from the angular displacement sensor 7 and the linear displacement sensor 10. Moreover, the readings of the linear displacement sensor 10 must correspond to the specified value (the minimum required input of the rod 6 into the frame 9, which, due to the compression spring 11, provides a working force, which presses the housing 1) to the measured surface 19. When the measuring device reaches full contact with the measured surface 19, the transverse movement mechanism 12 stops the movement of the frame 9. Due to the fact that the actuator 15 is electrically connected via a wire to the collection, processing and storage unit of information 16, the transverse movement mechanism 12 is automatically controlled movement of the frame 9, as well as high-precision determination of the position of all elements of the measuring device, relative to the base surface on which the measuring stroystvo.

Далее выполняется процесс измерения параметров формы поверхности в выбранном сечении.Next, the process of measuring surface shape parameters in the selected section is performed.

По сигналу от датчика полного оборота 17, блок сбора, обработки и хранения информации 16 считывает данные с датчика угловых перемещений 7 и датчика линейных перемещений 10, и сохраняет эти данные в памяти. Считывание показаний с датчиков 7 и 10 производится один раз для измеряемого сечения и выполняется в момент старта измерений по сигналу от датчика полного оборота 17.According to the signal from the full revolution sensor 17, the information collection, processing and storage unit 16 reads data from the angular displacement sensor 7 and the linear displacement sensor 10, and stores these data in memory. The readings from the sensors 7 and 10 are performed once for the measured cross section and are performed at the time of starting the measurements by the signal from the sensor of full revolution 17.

Одновременно блок сбора, обработки и хранения информации 16 считывает данные с лазерных триангуляционных датчиков 3 и 4, сохраняя в памяти для дальнейших расчетов. Применение лазерных триангуляционных датчиков 3 и 4 позволяет производить измерение поверхностей любой формы с высокой точностью.At the same time, the unit for collecting, processing and storing information 16 reads data from laser triangulation sensors 3 and 4, storing in memory for further calculations. The use of laser triangulation sensors 3 and 4 allows the measurement of surfaces of any shape with high accuracy.

Параллельно процессу считывания данных со всех датчиков, блок сбора, обработки и хранения информации 16 производит постоянное считывание и обработку данных получаемых от оптического датчика пути 5. Применение оптического датчика пути 5 обеспечивает повышенную точность измерения длины контура сечения измеряемой поверхности 19.In parallel with the process of reading data from all sensors, the data collection, processing and storage unit 16 continuously reads and processes the data received from the optical path sensor 5. The use of the optical path sensor 5 provides increased accuracy in measuring the length of the contour of the cross section of the measured surface 19.

Поступившие данные в блок сбора, обработки и хранения информации 16 записываются и обрабатываются. После вычисления необходимых параметров формы контура сечения поверхности 19, для текущего шага измерения, производится сравнение данных получаемых от оптического датчика пути 5 с расчетным значением длины контура, на которое должно переместится измерительное устройство по поверхности 19. При совпадении получаемых значений с расчетным производится расчет параметров формы измеряемой поверхности 19 уже для нового, следующего шага измерения. Процесс повторяется до полного оборота детали 18, к которой принадлежит измеряемая поверхность 19.The data received in the unit for the collection, processing and storage of information 16 are recorded and processed. After calculating the necessary parameters of the shape of the contour of the cross section of the surface 19, for the current measurement step, the data obtained from the optical sensor of the path 5 is compared with the calculated value of the length of the contour, to which the measuring device should move along the surface 19. If the obtained values coincide with the calculated values, the shape parameters are measured surface 19 already for a new, next measurement step. The process is repeated until the complete turn of the part 18, to which the measured surface 19 belongs.

После достижения полного оборота детали 18, измерение формы и геометрических параметров поверхности 19 в заданном сечении прекращается, и при помощи механизма поперечного перемещения 12 измерительное устройство для определения геометрических параметров формы поверхностей крупногабаритных деталей отводится от измеряемой поверхности 19. Далее специальным устройством продольного перемещения 21, за счет привода 22, его переводят в другое положение для измерения следующего сечения. Процесс измерения в каждом последующем сечении аналогичен.After achieving a complete turn of the part 18, the measurement of the shape and geometric parameters of the surface 19 in a given section is stopped, and using the transverse movement mechanism 12, the measuring device for determining the geometric shape parameters of the surfaces of the large-sized parts is retracted from the measured surface 19. Next, a special longitudinal movement device 21, behind the account of the drive 22, it is transferred to another position to measure the next section. The measurement process in each subsequent section is similar.

Действия повторяются до тех пор, пока не будет произведено измерение формы и геометрических параметров всей поверхности 19 в необходимом количестве сечений.The steps are repeated until the shape and geometric parameters of the entire surface 19 are measured in the required number of sections.

По данным от лазерных триангуляционных датчиков расстояния 3 и 4 рассчитываются координаты трех точек измеряемой поверхности 19 в каждом шаге измерения, и по этим координатам определяются форма и геометрические параметры поверхности 19 в данном сечении.According to data from laser triangulation distance sensors 3 and 4, the coordinates of the three points of the measured surface 19 at each measurement step are calculated, and the shape and geometric parameters of the surface 19 in this section are determined from these coordinates.

По показаниям датчика угловых перемещений 7 и датчика линейных перемещений 10, а так же данных от приводов 15 и 22 механизмов и устройств перемещений, определяются и рассчитываются координаты всех точек измеряемой поверхности 19 для всех измеренных сечений в единой системе координат.According to the readings of the angular displacement sensor 7 and the linear displacement sensor 10, as well as data from the drives 15 and 22 of the mechanisms and devices of displacements, the coordinates of all points of the measured surface 19 are determined and calculated for all measured sections in a single coordinate system.

Показания датчиков поступают в блок сбора, обработки и хранения информации 16, который может быть сопряжен с ЭВМ или управляющей системой станка.The readings of the sensors enter the unit for collecting, processing and storage of information 16, which can be interfaced with a computer or a control system of the machine.

По полученным данным может быть получена цифровая объемная трехмерная модель измеряемой поверхности 19, которая в дальнейшем может использоваться для математического моделирования поведения детали 18 в процессе работы или получения управляющей программы для обработки ее поверхности.According to the data obtained, a three-dimensional digital three-dimensional model of the measured surface 19 can be obtained, which can be used to mathematically model the behavior of the part 18 during operation or to obtain a control program for processing its surface.

Таким образом измерительное устройство для определения геометрических параметров формы поверхностей крупногабаритных деталей позволяет с высокой точностью измерять геометрические параметры формы поверхностей крупногабаритных деталей в процессе их эксплуатации, а именно, такие параметры как: отклонение профиля продольного сечения, отклонение от круглости поперечных сечений, конусность, бочкообразность, седлообразность, а также контролировать поведение детали, например биение одной поверхности относительно другой, отклонение от прямолинейности оси детали в процессе эксплуатации и т.д. В частности, возможно производить измерения для деталей - тел вращения, опирающихся на два ролика.Thus, a measuring device for determining the geometric shape parameters of the surface of large parts allows you to accurately measure the geometric shape of the surface of large parts in the process of their operation, namely, parameters such as: deviation of the longitudinal section profile, deviation from roundness of cross sections, taper, barrel shape, saddle shape, and also control the behavior of the part, for example, beating of one surface relative to another, deviation from yamolineynosti details axis during operation, etc. In particular, it is possible to make measurements for parts - bodies of revolution based on two rollers.

Claims

A measuring device for determining the geometric parameters of the shape of the surfaces of large parts, containing a frame rigidly connected with the transverse movement mechanism, inside which a rod is mounted with the possibility of movement in the guides and a linear displacement sensor is rigidly fixed, a housing with an angular displacement sensor is rigidly fixed to the rod, characterized in that at the opposite ends of the housing pivotally mounted on one support roller and rigidly mounted on one l grain triangulation sensor distance between which is rigidly mounted optical sensor path and a laser triangulation distance sensor.