RU182588U1 - PRODUCT SURFACE GEOMETRIC CONTROL DEVICE - Google Patents
PRODUCT SURFACE GEOMETRIC CONTROL DEVICE Download PDFInfo
- Publication number
- RU182588U1 RU182588U1 RU2017146286U RU2017146286U RU182588U1 RU 182588 U1 RU182588 U1 RU 182588U1 RU 2017146286 U RU2017146286 U RU 2017146286U RU 2017146286 U RU2017146286 U RU 2017146286U RU 182588 U1 RU182588 U1 RU 182588U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- optical meter
- unit
- product
- geometric parameters
- movable module
- Prior art date
Links
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims abstract description 30
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 claims abstract description 13
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 claims abstract description 11
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 claims abstract description 7
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 claims abstract description 7
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 7
- 230000005693 optoelectronics Effects 0.000 claims description 3
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 2
- 230000008878 coupling Effects 0.000 abstract description 6
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 abstract description 6
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 abstract description 6
- 238000013461 design Methods 0.000 abstract description 5
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 11
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 6
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 3
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 238000003491 array Methods 0.000 description 1
- 210000003850 cellular structure Anatomy 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 238000013480 data collection Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000003292 glue Substances 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N iron(III) oxide Inorganic materials O=[Fe]O[Fe]=O JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 238000003359 percent control normalization Methods 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 239000002952 polymeric resin Substances 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 238000004886 process control Methods 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 229920003002 synthetic resin Polymers 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
- G01B11/24—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring contours or curvatures
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
- G01B11/24—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring contours or curvatures
- G01B11/2408—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring contours or curvatures for measuring roundness
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
Abstract
Полезная модель относится к средствам контрольно-измерительной техники, а именно к автоматизированным бесконтактным измерительным устройствам для контроля геометрических параметров профиля поверхности, в частности резьбы труб, замковых муфт и подобных изделий, включающих резьбу. Устройство контроля геометрических параметров поверхности изделия содержит оптический измеритель, установленный на углепластиковой консоли, механический подвижный модуль, узел управления. Механический подвижный модуль представлен рамой, узлом вертикального перемещения, платформой и узлом эксцентриситета, на котором установлена углепластиковая консоль. Последняя снабжена узлом микроперемещений оптического измерителя. Узел управления выполнен с возможностью синхронизации выходных сигналов и пространственного положения оптического измерителя и с возможностью обмена данными с внешним узлом вычислительной техники. Технический результат заключается в компенсации погрешностей, возникающих вследствие эксплуатационных условий при проведении измерений геометрических параметров поверхности изделия и особенностей конструкции изделия. 4 з.п. ф-лы; 4 ил.The utility model relates to the means of control and measuring equipment, namely to automated non-contact measuring devices for monitoring the geometric parameters of the surface profile, in particular pipe threads, lock couplings and similar products, including threads. The device for monitoring the geometric parameters of the surface of the product contains an optical meter mounted on a carbon fiber console, a mechanical movable module, a control unit. The mechanical movable module is represented by a frame, a vertical displacement unit, a platform and an eccentricity unit, on which a carbon fiber console is installed. The latter is equipped with a micromotor assembly of the optical meter. The control node is configured to synchronize the output signals and the spatial position of the optical meter and with the ability to exchange data with an external computer node. The technical result consists in compensating for errors arising due to operating conditions when measuring the geometric parameters of the surface of the product and the design features of the product. 4 s.p. f-ly; 4 ill.
Description
Область техникиTechnical field
Настоящая полезная модель относится к средствам контрольно-измерительной техники, а именно к автоматизированным бесконтактным измерительным устройствам для контроля геометрических параметров профиля поверхности, в частности, резьбы труб, замковых муфт и подобных изделий, включающих резьбу. Изобретение может быть использовано, в частности, в металлургической и нефтегазовой промышленности.This utility model relates to measuring and measuring equipment, namely, automated non-contact measuring devices for monitoring the geometric parameters of a surface profile, in particular pipe threads, lock couplings and similar products, including threads. The invention can be used, in particular, in the metallurgical and oil and gas industry.
Уровень техникиState of the art
Из уровня техники известны различные технические решения, предназначенные для контроля геометрических параметров поверхности изделия, в частности, резьбы.The prior art various technical solutions designed to control the geometric parameters of the surface of the product, in particular thread.
В одном примере из уровня техники раскрыто устройство для контроля резьбового участка трубы (патент на полезную модель RU 19915, опубл. 10.10.2001). Устройство содержит средства для съема информации, механизм сканирования, выполненный в виде цилиндрической трубы, координатный стол. Механизм сканирования выполнен с возможностью вращения вокруг продольной оси. Координатный стол выполнен с возможностью перемещения вдоль продольной оси контролируемого изделия. Средства для съема информации представлены полупроводниковыми лазерами и фотоприемными матрицами.In one example from the prior art, a device is disclosed for monitoring a threaded pipe section (Utility Model Patent RU 19915, publ. 10/10/2001). The device contains means for acquiring information, a scanning mechanism made in the form of a cylindrical pipe, a coordinate table. The scanning mechanism is made to rotate around a longitudinal axis. The coordinate table is made with the possibility of movement along the longitudinal axis of the controlled product. Means for collecting information are represented by semiconductor lasers and photodetector arrays.
Однако известное решение, в частности, не позволяет обеспечить всесторонних измерений контролируемого изделия, так как подвижные элементы устройства обеспечивают движение средства съема информации только вокруг и вдоль продольной оси контролируемого изделия.However, the known solution, in particular, does not allow comprehensive measurements of the controlled product, since the movable elements of the device provide the movement of the means of information retrieval only around and along the longitudinal axis of the controlled product.
В другом примере из уровня техники раскрыто устройство для сканирования контролируемых объектов (патент на изобретение RU 2597147, опубл. 10.09.2016). Устройство содержит датчик, используемый для сканирования контролируемой поверхности объекта, который крепится на опоре, приводимой в движение электродвигателем.In another example from the prior art, a device for scanning controlled objects is disclosed (patent for invention RU 2597147, publ. 09/10/2016). The device contains a sensor used to scan the controlled surface of the object, which is mounted on a support, driven by an electric motor.
Однако известное решение также не сможет обеспечить всесторонних измерений контролируемого изделия в силу неполноты пространственного передвижения датчика.However, the known solution also will not be able to provide comprehensive measurements of the controlled product due to the incomplete spatial movement of the sensor.
Наиболее близким к настоящей полезной модели по назначению и совокупности существенных признаков является техническое решение, раскрытое в патенте на изобретение RU 2477453 (опубл. 10.03.2013). Прибор для измерения параметров резьбы содержит подвижную механическую систему, лазерный бесконтактный датчик, средства синхронизации выходных сигналов датчика с пространственным положением подвижной механической системы и компьютер. Лазерный бесконтактный датчик установлен на механической системе при помощи опоры. Механическая система выполнена с возможностью направлять датчик в соответствии с различными типами сканирования. Компьютер предназначен для управления механической системой и датчиком, создания компьютерных изображений формы резьбы сканируемого объекта, для хранения изображений и анализа компьютерных изображений для получения количественной информации о таких характеристиках резьбы, как скос, диаметр уплотнения и овальность, заход, сбег, диаметр резьбы, шаг вдоль нескольких образующих трубы и высота ступени.Closest to the present utility model for the purpose and combination of essential features is the technical solution disclosed in the patent for invention RU 2477453 (publ. 03/10/2013). The device for measuring the parameters of the thread contains a movable mechanical system, a laser proximity sensor, means for synchronizing the output signals of the sensor with the spatial position of the movable mechanical system and a computer. The laser proximity sensor is mounted on a mechanical system using a support. The mechanical system is configured to direct the sensor in accordance with various types of scanning. The computer is designed to control the mechanical system and the sensor, create computer images of the thread shape of the scanned object, to store images and analyze computer images to obtain quantitative information about such characteristics of the thread as bevel, seal diameter and ovality, approach, run, thread diameter, step along several pipe generators and step height.
Однако известное техническое решение обладает рядом недостатков. В частности, опора согласно описанию выполнена из алюминия, что снижает диапазон условий, в которых возможна эксплуатация прибора без снижения надежности уровня погрешности измерений, на основе которых осуществляется контроль резьбы. Более того, в известном приборе узлы перемещения позволяют установить экспозицию измерительного датчика относительно системы координат объекта контроля (поверхности изделия) согласно его габаритам, но не позволяют компенсировать погрешности измерений для изделий, конструктивное выполнение которых требует более тонкой установки экспозиции измерительного датчика непосредственно в ходе процесса измерения.However, the known technical solution has several disadvantages. In particular, the support according to the description is made of aluminum, which reduces the range of conditions in which the operation of the device is possible without reducing the reliability of the level of measurement error, on the basis of which the thread is monitored. Moreover, in the known device, the movement nodes allow you to set the exposure of the measuring sensor relative to the coordinate system of the test object (product surface) according to its dimensions, but do not compensate for measurement errors for products whose constructive design requires a finer setting of the exposure of the measuring sensor directly during the measurement process .
Раскрытие сущности полезной моделиUtility Model Disclosure
В основу настоящей полезной модели положена техническая задача повышения надежности контроля при проведении измерений геометрических параметров поверхности изделия, в частности, его внутренней и внешней резьбы.The present utility model is based on the technical task of increasing the reliability of control when measuring geometric parameters of the surface of a product, in particular, its internal and external threads.
Технический результат заключается в компенсации погрешностей, возникающих вследствие эксплуатационных условий при проведении измерений геометрических параметров поверхности изделия и особенностей конструкции изделия.The technical result consists in compensating for errors arising due to operating conditions when measuring the geometric parameters of the surface of the product and the design features of the product.
Согласно полезной модели, технический результат достигается за счет того, что устройство контроля геометрических параметров поверхности изделия содержит оптический измеритель, установленный на опоре, механический подвижный модуль, который выполнен с возможностью изменять пространственное положение опоры с оптическим измерителем, узел управления, выполненный с возможностью синхронизации выходных сигналов и пространственного положения оптического измерителя и с возможностью обмена данными с внешним узлом вычислительной техники, при этом механический подвижный модуль дополнительно снабжен узлом эксцентриситета, опора представлена углепластиковой консолью, установленной на узел эксцентриситета и снабженной узлом микроперемещений оптического измерителя.According to the utility model, the technical result is achieved due to the fact that the device for monitoring the geometric parameters of the surface of the product contains an optical meter mounted on a support, a mechanical movable module that is configured to change the spatial position of the support with an optical meter, a control unit configured to synchronize output signals and spatial position of the optical meter and with the ability to exchange data with an external computer node, p and this mechanical movable unit is further provided with a node of the eccentricity, the support is represented carbon fiber console mounted on the eccentric assembly and provided with an optical node micromovings meter.
В частности, оптический измеритель представлен двумерным оптоэлектронным датчиком.In particular, the optical meter is represented by a two-dimensional optoelectronic sensor.
В частности, узел микроперемещений оптического измерителя снабжен датчиком перемещения, представленного энкодером.In particular, the microdisplacement unit of the optical meter is equipped with a displacement sensor represented by an encoder.
В частности, механический подвижный модуль представлен рамой, выполненной с возможностью горизонтального перемещения на опорной плоскости, узлом вертикального перемещения, который установлен на названной раме, платформой, выполненной с возможностью вращения и установленной на узле вертикального перемещения.In particular, the mechanical movable module is represented by a frame made with the possibility of horizontal movement on the supporting plane, a vertical movement unit that is mounted on the frame, a platform made with rotation and mounted on the vertical movement unit.
В частности, механический подвижный модуль снабжен датчиками перемещения, представленными энкодерами и установленными на каждом узле, который выполнен с возможностью перемещения или вращения.In particular, the mechanical movable module is equipped with displacement sensors represented by encoders and mounted on each node, which is arranged to move or rotate.
Совокупность существенных признаков предлагаемого решения по сравнению с прототипом включает отличительные признаки, а именно: включение в механический подвижный модуль дополнительного узла эксцентриситета, исполнение опоры в виде углепластиковой консоли, установленной на узел эксцентриситета и снабженной узлом микроперемещений оптического измерителя. Следовательно, можно предположить, что настоящая полезная модель соответствует условию охраноспособности «Новизна».The set of essential features of the proposed solution compared to the prototype includes distinctive features, namely: the inclusion of an additional eccentricity unit in the mechanical mobile module, the support in the form of a carbon fiber console mounted on an eccentricity unit and equipped with a micromotion unit of the optical meter. Consequently, it can be assumed that the present utility model meets the eligibility condition “Novelty”.
Осуществление настоящей полезной модели возможно с использованием известных материалов и изделий. Следовательно, можно предположить, что настоящая полезная модель соответствует условию патентоспособности «Промышленная применимость».The implementation of this utility model is possible using well-known materials and products. Therefore, it can be assumed that the present utility model meets the patentability condition “Industrial Applicability”.
Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings
Настоящая полезная модель проиллюстрирована следующими чертежами:This utility model is illustrated by the following drawings:
- на фиг. 1 представлена структурная схема устройства контроля геометрических параметров поверхности изделия;- in FIG. 1 shows a structural diagram of a device for monitoring the geometric parameters of the surface of the product;
- на фиг. 2 представлено изображение в перспективе устройства контроля геометрических параметров поверхности изделия;- in FIG. 2 is a perspective view of a device for monitoring geometric parameters of a surface of a product;
- на фиг. 3 представлено изображение сбоку устройства контроля геометрических параметров поверхности изделия;- in FIG. 3 is a side view of a device for monitoring geometric parameters of a surface of a product;
- на фиг. 4 представлено изображение консоли с оптическим измерителем и устройством его микроперемещений.- in FIG. 4 is an image of a console with an optical meter and a device for its microdisplacement.
Осуществление полезной моделиUtility Model Implementation
Устройство контроля геометрических параметров поверхности изделия является комплексным контрольно-измерительным средством, предназначенным для стационарной эксплуатации в цехах, лабораториях, а также в составе конвейерных линий. Устройство позволяет производить 3D сканирование и комплексное измерение геометрических параметров поверхности цилиндрических изделий, в частности, резьбы труб, замковых муфт и т.п.The device for monitoring the geometric parameters of the surface of the product is a comprehensive control and measuring tool designed for stationary use in workshops, laboratories, as well as as part of conveyor lines. The device allows for 3D scanning and complex measurement of the geometric parameters of the surface of cylindrical products, in particular, pipe threads, lock couplings, etc.
С использованием устройства обеспечивается 100% бесконтактное сканирование поверхности резьбы с высокой точностью, выявляются все виды брака. Результатом сканирования является облако точек измеряемой поверхности в абсолютных величинах с требуемыми метрологическими характеристиками, а также геометрические параметры согласно применяемого на предприятии стандарта, ГОСТ, API в табличной и графической форме.Using the device, a 100% non-contact scanning of the thread surface with high accuracy is provided, all types of marriage are detected. The scan result is a cloud of points of the measured surface in absolute values with the required metrological characteristics, as well as geometric parameters according to the standard used in the enterprise, GOST, API in tabular and graphical form.
В том случае если в качестве объекта измерений выступает резьба трубы, в качестве контролируемых параметров могут выступать параметры резьбы согласно стандартам в системе ГОСТ и API: шаг резьбы, высота профиля, углы наклона сторон профиля, радиус закругления вершины профиля, радиус закругления впадины профиля, угол наклона, конусность, диаметр цилиндрической выточки, угол заходной фаски, натяг по резьбовому калибру, перпендикулярность торца муфты относительно оси резьбы, соосность, разность диаметров резьбы (овальность), форма профиля резьбы в соответствии с ГОСТ 633-80, API 5СТ 9ed, API 5В. В указанных стандартах приводится перечень параметров, являющихся обязательными к измерению для осуществления надежной эксплуатации соединений данного типа, однако для целей настоящей заявки перечень приведенных выше параметров является примерным, но не исчерпывающим. Предполагается, что изделие с резьбой перед проведением измерения очищают от загрязнений, ржавчины и т.п. с помощью стороннего оборудования.In the event that the pipe thread acts as the measurement object, the parameters of the thread according to the standards in the GOST and API system can act as controlled parameters: thread pitch, profile height, tilt angles of the sides of the profile, radius of curvature of the tip of the profile, radius of curvature of the cavity of the profile, angle inclination, taper, diameter of the cylindrical recess, angle of the chamfer, interference fit on the threaded gauge, perpendicularity of the end face of the coupling relative to the axis of the thread, alignment, difference in thread diameter (ovality), profile shape In accordance with GOST 633-80, API 5CT 9ed, API 5B. These standards provide a list of parameters that are mandatory for measurement for the reliable operation of compounds of this type, however, for the purposes of this application, the list of the above parameters is approximate, but not exhaustive. It is assumed that the threaded product is cleaned from contamination, rust, and the like before measurement. using third-party equipment.
Дефекты резьбовых соединений включают в себя: отсутствие вершины резьбы, царапины и задиры на склонах профиля, разрыв резьбы, несоответствие конусности и среднего диаметра, несоосность, поверхностные дефекты.Defects in threaded joints include: lack of a thread tip, scratches and nicks on the slopes of the profile, thread rupture, mismatch of taper and average diameter, misalignment, surface defects.
Как показано на фиг. 1, локальная сеть устройства связывает оптический измеритель 1, плату приема сигналов датчиков перемещения 3, плату управления двигателями 4 и узел управления 5. Взаимодействие указанных узлов обеспечивается Ethernet линией связи 2 по протоколам из стека TCP/IP. Узел управления 5 выполнен с возможностью взаимодействия с внешним узлом вычислительной техники, например, с компьютером или с локальной сетью автоматизированной системы управления технологическими процессами (АСУ ТП) цеха 6. Плата приема сигналов 3 взаимодействует с датчиками перемещения, которые представлены энкодерами 8. Плата управления 4 взаимодействует с двигателями 8. Энкодеры 7 и двигатели 8 связаны с источником питания 9.As shown in FIG. 1, the device’s local network connects the
Сбор данных об объекте контроля 10 осуществляется оптическим измерителем 1, который включает лазерный источник 11, матрицу 12, объектив 13, светофильтр 14. В зависимости от типа контролируемой поверхности оптический измеритель 1 может быть представлен оптоэлектронными датчиками профиля поверхности или теневыми двумерными датчиками.Data collection on the
Узел управления 5 выполнен с возможностью приема данных об объекте контроля с внешнего узла вычислительной техники 6. Принимаемые данные, в частности, могут включать в себя:The control unit 5 is configured to receive data about the object of control from an external node of computer technology 6. The received data, in particular, may include:
- таблицу допусков на измеряемые параметры;- table of tolerances for the measured parameters;
- типоразмер/диаметр резьбового соединения;- size / diameter of the threaded connection;
- флаг запроса измерения соосности муфты;- flag for measuring the alignment of the coupling;
- маску раздельного измерения для контроля фасонных изделий.- mask of separate measurement for the control of shaped products.
На фиг. 2 представлено изображение устройства контроля геометрических параметров поверхности изделия.In FIG. 2 shows an image of a device for monitoring the geometric parameters of the surface of a product.
Подвижный механический модуль устанавливается на опорной плоскости 15, роль которой выполняет оптический стол, выполненный по принципу ячеистой конструкции. Такой стол обеспечивает достаточную плоскостность, позволяет установить необходимые механизмы и узлы с использованием базовых отверстий, а также позволяет выполнять дополнительные отверстия без приложения значительных усилий.The movable mechanical module is mounted on the supporting
Подвижный механический модуль состоит из рамы 16, узла вертикального перемещения 17, платформы 18 и узла эксцентриситета 19. Рама 16 устанавливается на опорной плоскости 16, и выполнена с возможностью горизонтального перемещения относительно опорной плоскости в рельсах 20. Узел вертикального перемещения 17 установлен на раме 16. Для осуществления перемещения подвижных элементов могут быть использовано либо линейные двигатели, либо привод, состоящий из шариковинтовой пары и двигателя (серводвигателя или шагового двигателя). Также в устройстве применены прецизионные направляющие, исключающие осевые люфты при перемещении. Обратная связь о величине перемещения подвижных элементов осуществляется при помощи датчиков движения, которые могут быть представлены энкодерами или магнитно-стрикционными датчиками. Также для перемещения рамы 16 использована схема с двумя линейными шариковыми подшипниками, расположенными по краям, и шариковинтовая пара, которая располагается предпочтительно по центру опорной поверхности 15.The movable mechanical module consists of a
Платформа 18 может быть выполнена на едином подшипнике, внешнее кольцо которого крепится на узел вертикального перемещения 17, а на внутреннем кольце размещен узел эксцентриситета 19. Подшипник состоит из упорно/радиального посадочного кольца, упорно/радиального кольца вала, упорной шайбы, двух сборных обойм игольчатых роликов и группы соосных цилиндрических роликов. Посадочное кольцо и кольцо вала имеют обработанные, равномерно распределенные отверстия и винты. Указанный подшипник имеет высокую нагрузочную способность в осевом и радиальном направлении, высокую жесткость на изгиб и высокую точность. Платформа 18 снабжена шкивом 21 для ременного привода. Двигатель с ведущим шкивом и роликом натяжителя устанавливается на приводную часть. Применяются поликлиновые ремни 22, имеющие высокую надежность. Дополнительно платформа снабжена инкрементным датчиком обратной связи.The
Узел эксцентриситета 19 выполнен на специальной несущей пластине, которая крепится на внутренне кольцо подшипника платформы 18 и подвижной пластине. Перемещение подвижной пластины обеспечивается с помощью передачи вращающего момента с шагового двигателя на зубчатое колесо, которое находится в зацеплении с зубчатой рейкой. Расположение зуба выполнено под углом 45 градусов, что минимизирует возможные люфты. Подвижная пластина базируется на паре рельсов с преднагруженными шариковыми каретками. Дополнительно на механизме устанавливается специальный тормоз, который управляется электромагнитным механизмом. Тормоз устраняет все возможные движения подвижной пластины относительно несущей при вращении.The
К подвижной пластине узла эксцентриситета крепится консоль 23 посредством торцевой муфты. Данный узел является самым ответственным в системе. К консоли предъявляются повышенные требования к изгибу и температурным расширениям. Консоль состоит из двух углепластиковых труб, выполненных в виде коаксиальной клееной конструкции. Одна труба находится в другой трубе концентрично. Трубы закрепляются между собой торцевыми креплениями с помощью клея. С другой стороны к коаксиальной конструкции крепится оптический измеритель 1 с узлом его микроперемещений 24. Углепластиковые трубы - это трубы из полимерного композиционного материала из переплетенных нитей углеродного волокна, расположенных в матрице из полимерных смол. Материал отличается высокой прочностью, жесткостью и малой массой, намного прочнее стали, но гораздо легче. Учитывая длину консоли, ограниченный рабочий температурный диапазон и требуемые точности, можно сделать вывод, что консоль будет давать погрешность, стремящуюся к нулю.The
Узел микроперемещений 24 оптического измерителя обеспечивает расширение рабочего диапазона датчика и компенсирует собственную конусность поверхности резьбы труб. Узел располагается на свободном торце коаксиальной трубной конструкции, состоит из двух микрорельсов с каретками типа «кроссролер», прецизионного двигателя с редуктором и энкодерного инкрементного датчика, выход которого соединен непосредственно с оптическим измерителем 1. Данные с энкодера объединяются с выходными сигналами оптического измерителя 1 в реальном времени посредством узла управления 5. Узел микроперемещений 24 при работе устройства находится постоянно в преднагруженном состоянии, и поэтому выполняется более точно, чем составляющие механического подвижного модуля. Вес, который переносит узел 24 (вес оптического измерителя) несравнимо меньше веса всей консоли. Эти конструктивные решения дают возможность удержать возможные люфты на уровне 1 мкм.The
Устройство работает следующим образом. Цикл настройки устройства на типоразмер трубы состоит в получении от системы АСУ цеха диаметра трубы. Далее узел управления 6 рассчитывает требуемое положение оси вращения консоли 23 и размера эксцентриситета. Механический подвижный модуль выходит в предварительное положение. Выставляется требуемый эксцентриситет. Включается механизм тормоза. Оптический измеритель 1 перемещается к торцу трубы, при нахождении трубы производит один оборот, определяет расхождение по координатам X и Y и дает команду на корректировку пространственного положения. Результатом данной операция является точное соосное положение трубы и устройства.The device operates as follows. The cycle of setting the device for the pipe size consists in obtaining the pipe diameter from the ACS system of the workshop. Next, the control unit 6 calculates the desired position of the axis of rotation of the
После выполнения данной операции начинается основной измерительный цикл. При этом устройство обеспечивает одновременное перемещение оптического измерителя вглубь трубы и его вращение. Шаг вращения и шаг передвижения подбирается таким образом, чтобы сканирование происходило по спирали, при этом каждый следующий шаг захватывал часть поверхности, отсканированной при предыдущем вращении. Управление двигателями производится при помощи программного обеспечения, установленного на узле управления 5. Поэтому в случае если 100% контроль поверхности резьбы не требуется, то устройство может быть перестроено на другой режим сканирования: с большим шагом вращения или на режим измерения по сечениям.After this operation, the main measurement cycle begins. Moreover, the device provides simultaneous movement of the optical meter deep into the pipe and its rotation. The rotation step and the movement step are selected so that the scanning takes place in a spiral, with each next step capturing a part of the surface scanned during the previous rotation. The engines are controlled using the software installed on the control unit 5. Therefore, if 100% control of the thread surface is not required, the device can be switched to another scanning mode: with a large rotation step or to the mode of measuring over sections.
Результатом работы устройства является получение облака точек контролируемой поверхности изделия в абсолютных координатах с требуемыми метрологическими характеристиками.The result of the operation of the device is to obtain a cloud of points of the controlled surface of the product in absolute coordinates with the required metrological characteristics.
Первичной метрологической информацией являются выходные сигналы оптического измерителя 1, которые передают в узел управления 6 мгновенный профиль поверхности, находящийся в рабочем диапазоне оптического измерителя 1. Дополнительная информация (информация о пространственном положении измерителя 1 относительно нуля системы координат устройства) поступает от энкодеров, которые установлены на всех движущихся узлах механического подвижного модуля.The primary metrological information is the output signals of the
После проведения контроля узел управления 5 передает на внешний узел вычислительной техники 6, в частности, следующие данные:After the control, the control unit 5 transmits to the external node of the computing equipment 6, in particular, the following data:
- результаты измерения геометрических параметров поверхности изделия;- results of measuring the geometric parameters of the surface of the product;
- таблицу допускного контроля параметров резьбы, содержащую- a table of tolerance control of thread parameters containing
- флаги «годен/брак» для каждого параметра резьбы;- Flags "expiration / reject" for each thread parameter;
- массив точек измеренных сечений;- an array of points of measured sections;
- флаг наличия сколов резьбы;- flag of the presence of chipped threads;
- таблицу результатов измерения внутреннего диаметра;- a table of the results of measuring the inner diameter;
- таблицу результатов измерения внешнего диаметра в характерных сечениях;- a table of the results of measuring the external diameter in characteristic sections;
- результат измерения толщины стенки с флагом допуска;- the result of measuring the wall thickness with a tolerance flag;
- таблицу флагов допускного контроля калибровки измерительных каналов стенда;- a table of flags of the access control calibration of the measuring channels of the stand;
- сигнал результатов самоконтроля измерительной системы.- a signal of the results of the self-monitoring of the measuring system.
Таким образом, использование настоящей полезной модели при контроле геометрических параметров поверхности изделий позволяет компенсировать погрешности, возникающих вследствие эксплуатационных условий и собственно конструкции (включая возможные дефекты) изделия, которое является объектом контроля. Тем самым решается задача повышения надежности контроля при проведении измерений геометрических параметров поверхности изделия.Thus, the use of this utility model for monitoring the geometric parameters of the surface of the product allows you to compensate for errors that occur due to operating conditions and the actual design (including possible defects) of the product, which is the object of control. This solves the problem of increasing the reliability of control when measuring geometric parameters of the surface of the product.
Claims (5)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017146286U RU182588U1 (en) | 2017-12-27 | 2017-12-27 | PRODUCT SURFACE GEOMETRIC CONTROL DEVICE |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017146286U RU182588U1 (en) | 2017-12-27 | 2017-12-27 | PRODUCT SURFACE GEOMETRIC CONTROL DEVICE |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU182588U1 true RU182588U1 (en) | 2018-08-23 |
Family
ID=63255499
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2017146286U RU182588U1 (en) | 2017-12-27 | 2017-12-27 | PRODUCT SURFACE GEOMETRIC CONTROL DEVICE |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU182588U1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2695599C1 (en) * | 2018-10-26 | 2019-07-24 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина" | Method of controlling geometrical parameters of thread |
| RU192117U1 (en) * | 2019-04-24 | 2019-09-04 | Публичное акционерное общество "Трубная металлургическая компания" (ПАО "ТМК") | Device for measuring the geometric parameters of cylindrical products |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU679844A1 (en) * | 1977-05-19 | 1979-08-15 | Предприятие П/Я А-1944 | Instrument testing device |
| US6449036B1 (en) * | 1997-04-25 | 2002-09-10 | Baumer Optronic Gmbh | Sensor unit, process and device for inspecting the surface of an object |
| RU130065U1 (en) * | 2012-11-20 | 2013-07-10 | Открытое Акционерное Общество Всероссийский научно-исследовательский проектно-конструкторский и технологический институт кабельной промышленности (ВНИИ КП) | FIBER OPTICAL SENSOR |
| RU2012125359A (en) * | 2012-06-19 | 2013-12-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Инновационное предприятие "НЦВО-ФОТОНИКА" (ООО ИП "НЦВО-Фотоника") | FIBER OPTICAL SIDE DEFORMATION SENSOR |
| RU2531037C1 (en) * | 2013-04-23 | 2014-10-20 | Российская академия наук Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт систем обработки изображений РАН (ИСОИ РАН) | Device for inspection of macrodefects on internal surface of pipes |
-
2017
- 2017-12-27 RU RU2017146286U patent/RU182588U1/en active IP Right Revival
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU679844A1 (en) * | 1977-05-19 | 1979-08-15 | Предприятие П/Я А-1944 | Instrument testing device |
| US6449036B1 (en) * | 1997-04-25 | 2002-09-10 | Baumer Optronic Gmbh | Sensor unit, process and device for inspecting the surface of an object |
| RU2012125359A (en) * | 2012-06-19 | 2013-12-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Инновационное предприятие "НЦВО-ФОТОНИКА" (ООО ИП "НЦВО-Фотоника") | FIBER OPTICAL SIDE DEFORMATION SENSOR |
| RU130065U1 (en) * | 2012-11-20 | 2013-07-10 | Открытое Акционерное Общество Всероссийский научно-исследовательский проектно-конструкторский и технологический институт кабельной промышленности (ВНИИ КП) | FIBER OPTICAL SENSOR |
| RU2531037C1 (en) * | 2013-04-23 | 2014-10-20 | Российская академия наук Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт систем обработки изображений РАН (ИСОИ РАН) | Device for inspection of macrodefects on internal surface of pipes |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2695599C1 (en) * | 2018-10-26 | 2019-07-24 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина" | Method of controlling geometrical parameters of thread |
| RU192117U1 (en) * | 2019-04-24 | 2019-09-04 | Публичное акционерное общество "Трубная металлургическая компания" (ПАО "ТМК") | Device for measuring the geometric parameters of cylindrical products |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP3392609B1 (en) | Optical detecting apparatus for detecting a degree of freedom error of a spindle and a detecting method thereof | |
| CN102538700B (en) | Helical Rotor Profile Error Measuring Instrument | |
| CN102322796B (en) | Laser detection device and method for gear parameters | |
| CN203981405U (en) | A kind of servomotor and harmonic wave speed reducing machine comprehensive test platform | |
| CN113970299B (en) | A device for high-precision vertical measurement of the outline of a slender part | |
| CN112033303B (en) | Device for measuring roundness and straightness of deep hole | |
| CN205941401U (en) | Curved surface part surface profile harms analytical equipment | |
| CN115854887B (en) | Distance measuring mechanism and method | |
| RU182588U1 (en) | PRODUCT SURFACE GEOMETRIC CONTROL DEVICE | |
| CN105737734A (en) | Laser tacking measurement system taking standard ball as reflecting device | |
| JP2001157951A (en) | Shape accuracy measuring device by sequential two-point method and laser displacement meter interval measuring method for shape accuracy measurement by sequential two-point method | |
| CN1143744A (en) | Laser aiming measuring system and method for ID and OD of large workpiece | |
| CN115388771B (en) | Ultra-precise shape and position error measuring instrument based on reflector measuring head integrated design | |
| EA035636B1 (en) | Device for control of geometric parameters of a product surface | |
| CN107339967B (en) | Roundness measuring instrument | |
| CN115493545A (en) | Measuring device and method for straightness error of guide rail mounting surface | |
| CN114198614A (en) | Photoelectric turntable suitable for automatic calibration of parallelism of optical axes of infrared and visible light cameras | |
| CN219511467U (en) | Three-dimensional axis motion trajectory measurement device | |
| CN119573555A (en) | An on-site measurement method for the shape and position tolerance of large-size annular parts | |
| CN218329806U (en) | Measuring equipment for shape error of inner hole of part | |
| CN113804436B (en) | Method for improving rotation angle detection precision of robot joint speed reducer testing equipment | |
| CN115435688B (en) | Automatic assembly and adjustment device and method for antenna base reducer | |
| CN117537728A (en) | Method for rapidly detecting surface size of revolving body | |
| Gao et al. | Self-calibration and compensation of setting errors for surface profile measurement of a microstructured roll workpiece | |
| CN111360584A (en) | Large-size revolving body workpiece surface detection device and method |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM9K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20181228 |
|
| NF9K | Utility model reinstated |
Effective date: 20220203 |