RU2023580C1 - Apparatus for active control of diameters of pieces - Google Patents
Apparatus for active control of diameters of pieces Download PDFInfo
- Publication number
- RU2023580C1 RU2023580C1 SU4944142A RU2023580C1 RU 2023580 C1 RU2023580 C1 RU 2023580C1 SU 4944142 A SU4944142 A SU 4944142A RU 2023580 C1 RU2023580 C1 RU 2023580C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- output
- measuring
- input
- amplifier
- converter
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
- A Measuring Device Byusing Mechanical Method (AREA)
- Machine Tool Sensing Apparatuses (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к машиностроению, а именно к средствам активного контроля размеров в процессе механической обработки, и может быть использовано преимущественно слоя активного контроля деталей с малыми номинальными диаметрами. The invention relates to mechanical engineering, and in particular to means of active dimensional control during machining, and mainly a layer of active control of parts with small nominal diameters can be used.
Известно устройство активного контроля диаметров деталей, содержащее корпус, измерительные рычаги и преобразователь перемещений (средства контроля, управления и измерения линейных и угловых размеров в машиностроении. Отраслевой стандарт. М.: ВНИИТЕМР 1990, с. 5, устройство БВ-4270). A device for active control of the diameters of parts is known, comprising a housing, measuring levers and a displacement transducer (means for monitoring, controlling and measuring linear and angular dimensions in mechanical engineering. Industry standard. M .: VNIITEMR 1990, p. 5, device BV-4270).
Недостатком известного устройства является большие измерительные усилия и габариты, не позволяющие производить контроль деталей с диаметрами 3...6 мм. A disadvantage of the known device is the large measuring forces and dimensions that do not allow the control of parts with diameters of 3 ... 6 mm.
Известно устройство активного контроля диаметров деталей, содержащее корпус, измерительные рычаги и преобразователь перемещений, при этом измерительные рычаги двуплечие, установлены на опорах вращения, одни концы которых снабжены измерительными наконечниками, а другие - с преобразователем перемещения. A device for active control of the diameters of parts is known, comprising a housing, measuring levers and a displacement transducer, wherein the two-arm measuring levers are mounted on rotation supports, one ends of which are equipped with measuring tips, and the other with a displacement transducer.
(Авт. св. N 504635, кл. B 24 В 49/00, 1976). (Ed. St. N 504635, class B 24
Недостатком устройства является невысокие точность контроля и надежность устройства, обусловленные трением и износом в опорах качения рычагов и большим измерительным усилием в связи с использованием контактного преобразователя перемещения. The disadvantage of this device is the low accuracy of control and reliability of the device due to friction and wear in the rolling bearings of the levers and a large measuring force in connection with the use of a contact displacement transducer.
Наиболее близким к изобретению является устройство активного контроля диаметров деталей [1] , содержащее корпус, измерительные рычаги, закрепленные на плоских пружинах, измерительные наконечники, установленные на измерительных рычагах, и преобразователь перемещений, связанный с электронным блоком, при этом измерительные рычаги и плоские пружины рычагов расположены в параллельных плоскостях, равноудаленных от плоскости расположения преобразователя перемещений. Closest to the invention is an active diameter control device [1], comprising a housing, measuring levers mounted on flat springs, measuring tips mounted on measuring levers, and a displacement transducer associated with the electronic unit, the measuring levers and flat levers springs located in parallel planes equidistant from the plane of the displacement transducer.
Недостатком известного устройства является невысокая точность измерения деталей небольшого диаметра. A disadvantage of the known device is the low accuracy of measurement of small diameter parts.
Цель изобретения - повышение точности контроля деталей малых диаметров. The purpose of the invention is to increase the accuracy of control of parts of small diameters.
Это достигается тем, что в известном устройстве, содержащем корпус, верхний и нижний измерительные рычаги, закрепленные на плоских пружинах, измерительные наконечники, установленные на измерительных рычагах, и преобразователь перемещений, связанный с электронным блоком, оси измерительных рычагов, плоских пружин и преобразователя перемещений расположены в одной плоскости, совпадающей с плоскостью размещения осей измерительных наконечников (плоскостью измерения), при этом преобразователь перемещения выполнен в виде бесконтактного импульсного датчика, статор которого через механизм юстировки закреплен на верхнем измерительном рычаге, а якорь - на нижнем измерительном рычаге. This is achieved by the fact that in the known device comprising a housing, upper and lower measuring levers mounted on flat springs, measuring tips mounted on measuring levers, and a displacement transducer associated with the electronic unit, the axes of the measuring levers, flat springs and displacement transducer are located in one plane coinciding with the plane of placement of the axes of the measuring tips (measuring plane), while the displacement transducer is made in the form of a contactless imp pulse sensor, the stator of which through the adjustment mechanism is mounted on the upper measuring arm, and the armature on the lower measuring arm.
Измерительные наконечники выполнены в виде цилиндрических роликов, установленных на рычагах в одной плоскости параллельно друг другу. Верхний измерительный рычаг выполнен составным и содержит суппорт с направляющими для установки величины контролируемого размера диаметра. Электронный блок содержит усилитель-преобразователь, к входу которого подсоединен преобразователь перемещения; компаратор первый вход которого соединен с выходом усилителя-преобразователя, а второй вход - с выходом задатчика припуска; конденсатор, одна обкладка которого соединена с выходом усилителя-преобразователя, а другая - с входами пиковых детекторов; дифференциальный усилитель, первый вход которого соединен с выходом детектора положительного значения, а второй вход - с выходом детектора отрицательного значения; переключатель, первый вывод которого соединен с выходом усилителя-преобразователя, второй вывод - с входом аналого-цифрового преобразователя (АЦП); последовательно соединенные датчик отметки и формирователь импульсов, выход которого соединен с входом АЦП; индикатор, соединенный с шиной "Данные" и выходом "Готовность" АЦП. The measuring tips are made in the form of cylindrical rollers mounted on levers in the same plane parallel to each other. The upper measuring arm is made integral and contains a support with guides for setting the size of the controlled diameter size. The electronic unit contains an amplifier-converter, to the input of which a displacement converter is connected; comparator, the first input of which is connected to the output of the amplifier-converter, and the second input - with the output of the stock setter; a capacitor, one of which is connected to the output of the amplifier-converter, and the other to the inputs of the peak detectors; a differential amplifier, the first input of which is connected to the output of the detector of a positive value, and the second input to the output of the detector of a negative value; a switch, the first terminal of which is connected to the output of the amplifier-converter, the second terminal is connected to the input of the analog-to-digital converter (ADC); serially connected marker sensor and pulse shaper, the output of which is connected to the input of the ADC; indicator connected to the "Data" bus and the "Ready" ADC output.
Усилитель-преобразователь содержит мост переменного тока, усилитель, амплитудный фазочувствительный детектор, фильтр, генератор, операционный усилитель, задатчик нуля. The amplifier-converter contains an AC bridge, an amplifier, an amplitude-phase-sensitive detector, a filter, a generator, an operational amplifier, a zero adjuster.
Такое выполнение устройства исключает возникновение закручивающих моментов на измерительных рычагах при измерении исключаются люфты и трение в измерительной системе, что позволяет производить измерение с малыми измерительными усилиями. Кроме того, измерение диаметра производится при одном и том же угловом положении контролируемой детали. Это повышает точность измерения деталей малых диаметров. This embodiment of the device eliminates the occurrence of torsional moments on the measuring levers during measurement eliminates backlash and friction in the measuring system, which allows measurements to be made with small measuring forces. In addition, the diameter is measured at the same angular position of the part being monitored. This improves the accuracy of measuring small diameters.
На фиг. 1 показана кинематическая схема устройства; на фиг. 2 - конструктивное выполнение варианта устройства; на фиг. 3 - то же, план; на фиг. 4 - структурная схема электронного блока; на фиг. 5 - структурная схема усилителя-преобразователя. In FIG. 1 shows a kinematic diagram of a device; in FIG. 2 - structural embodiment of a variant of the device; in FIG. 3 - the same plan; in FIG. 4 is a block diagram of an electronic unit; in FIG. 5 is a block diagram of an amplifier-converter.
Устройство активного контроля диаметров деталей содержит корпус 1, верхний 2 и нижний 3 измерительные рычаги, закрепленные на каретке 4 корпуса 1 при помощи плоских пружин 5 и 6, измерительные наконечники 7 и 8, установленные на измерительных рычагах 2 и 3, преобразователь 9, снабженный механизмом 10 юстировки, выполненный в виде индуктивного датчика, статор 11 которого через механизм юстировки связан с верхним измерительным рычагом 2, а якорь 12 - с нижним измерительным рычагом 3. The device for active control of the diameters of the parts contains a
Механизм 10 юстировки содержит плоские пружины 13 и эксцентрик 14 с маховичком 15. Измерительные рычаги 2 и 3, оси плоских пружин 5 и 6 и преобразователя 9 перемещения расположены в одной плоскости, совпадающей с плоскостью размещения измерительных наконечников 7 и 8 (плоскостью измерения). The alignment mechanism 10 comprises
Верхний измерительный рычаг 2 для обеспечения установки величины контролируемого диаметра и измерительного усилия выполнен составным и содержит суппорт 16 с направляющей 17, связанные ходовым винтом 18 с маховичком 19, при этом рычаг 2 имеет стопорный винт 20 (фиг. 3). Пружина 21 уравновешивает вес рычага 2. Каретка 4 и корпус 1 связаны направляющими 22 и ходовым винтом 23 для юстировки рычагов 2 и 3 относительно оси контролируемой детали. The
Для фиксирования положения каретки 4 относительно корпуса 1 предусмотрены винты 24. Для обеспечения подвода устройства в позицию измерения или позицию замены детали корпус 1 установлен на направляющих 25 основания 26, основания 26, снабженного регулируемым 27 и нерегулируемым 28 упорами и эксцентриковым зажимом 29. Устройство закрыто кожухом 30. Основание 26 закрепляется на направляющей шлифовального станка. To fix the position of the carriage 4 relative to the
Преобразователь 9 перемещения соединен с электронным блоком 31, содержащим усилитель-преобразователь 32 (фиг. 1, 4 и 5), к входу которого и присоединен преобразователь 9 перемещения; компаратор 33, первый вход которого соединен с выходом усилителя-преобразователя 32, а второй вход - с выходом задатчика 34 припуска; конденсатор 35, одна обкладка которого соединена с выходом усилителя-преобразователя 32, а другая - с входами пиковых детекторов 36 и 37; дифференциальный усилитель 38, первый вход которого соединен с выходом детектора 36 положительного значения, а второй вход - с выходом детектора 37 отрицательного значения; переключатель 39, первый вывод которого соединен с выходом усилителя-преобразователя 32, второй вывод - с выходом дифференциального усилителя 38, а общий вывод - с входами аналого-цифрового преобразователя (АЦП) 40; использовано соединенные датчик отметки 41 (устанавливается на шпинделе станка) и формирователь 42 сигналов, выход которого соединен с входом АЦП 40; индикатор 43, соединенный с шиной "Данные" и выходом "Готовность" АЦП 40. The
Усилитель-преобразователь 32 содержит мост переменного тока 44 (фиг. 5), усилитель 45, амплитудный фазочувствительный детектор 46, фильтр 47, генератор 48, операционный усилитель 49, задатчик 50 нуля. The amplifier-
Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.
При помощи винта 18 по нониусу (на чертеже не показан) устанавливают номинальный контролируемый размер, перемещая верхний устанавливают номинальный контролируемый размер, перемещая верхний рычаг 2 относительно суппорта 16, при этом относительное расположение суппорта 16, статора 11 и якоря 12 индуктивного датчика не изменяются. Между измерительными наконечниками 7 и 8 рычагов 2 и 3 устанавливается при этом расстояние, меньшее номинального контролируемого размера на величину натяга, обеспечивающего необходимое измерительное усилие от упругой деформации плоских пружин 5 и 6. Положение рычага 2 фиксируется при помощи винта 20. Затем при помощи винта 23 по нониусу (на чертеже не показан) производят юстировку устройства относительно оси контролируемой детали в вертикальном направлении, перемещая каретку 4 относительно корпуса 1. Установленное положение фиксируют винтами 24. Using a
Сдвигая устройство в поперечном направлении до упора 28 по направляющим 25 основания 26 устанавливают на станок эталонную деталь, подводят устройство до упора 27 и путем регулировки его положения вводят измерительные наконечники 7 и 8 в контакт с эталонной деталью. Положение устройства в поперечном направлении фиксируют эксцентриковым зажимом 29. Включают электронный блок 31 и производят юстировку бесконтактного индуктивного датчика 9 (статора 11) относительно якоря 12 до уравновешивания плеч статора 11 по индикатору 43 электронного блока 31 при помощи эксцентрика 14, связанного с маховичком 15. При этом статор 11 датчика, подвешенный на плоских пружинах 13, изменяет свое расположение относительно суппорта 16 верхнего рычага 2 и относительно якоря 12, жестко связанного с нижним рычагом 3. Устанавливается "ноль" измерительного устройства. На этом наладка и подготовка измерительного устройства к работе заканчивается. By shifting the device in the transverse direction to the
При измерениях устройство перемещается только в поперечном направлении от упора 27 к упору 28 для снятия детали и установки заготовки. В процессе обработки детали при измерении устройство фиксируют зажимом 29. В процессе обработки диаметр детали уменьшается, измерительные наконечники 7 и 8 сближаются, изменяя относительное расположение статора 11 и якоря 12 индуктивного датчика, который вырабатывает электрический сигнал, пропорциональный отклонениями измерительных щупа наконечников 7 и 8 от нулевого положения. На индикаторе 43 электронного блока 31 высвечивается текущее значение отклонения диаметра заготовки от размера эталонной детали, т. е. текущее значение припуска на обработку, при этом переключатель 39 устанавливается в положение измерения припуска на обработку. During measurements, the device moves only in the transverse direction from the
Устройство осуществляет непрерывный контроль за текущим значением припуска в процессе обработки. Когда диаметр детали становится равным диаметру эталона, индикатор 43 показывает "ноль" и подается команда на отключение подачи станка, которая формируется на выходе компаратора 33. The device continuously monitors the current value of the stock during processing. When the diameter of the part becomes equal to the diameter of the standard, the
Электронный блок работает следующим образом. Выходной сигнал от преобразователя перемещения 9 через усилитель-преобразователь 32 поступает на вход компаратора 33 и при достижении уровня сигнала, равного величине сигнала от задатчика 34 (задатчик уровня номинального размера детали), на выходе компаратора 33 появляется логический сигнал о достижении установленного размера обрабатываемой детали. The electronic unit operates as follows. The output signal from the
Кроме того, в процессе обработки на вход АЦП 40 поступает сигнал, соответствующий текущему значению припуска на обработку. При этом на вход "преобразование" АЦП 40 поступает сигнал разрешения измерения от датчика 41 отметки, установленного на шпинделе станка, через формирователь сигналов 42. Подача такой команды на измерение дает возможность производить измерение текущей величины припуска в заданном угловом положении обрабатываемой детали. Ориентирование углового положения датчика отметки относительно линии взаимодействия измерительных наконечников 7 и 8 и обрабатываемой детали обеспечивает измерение величины сигнала от усилителя-преобразователя 32 в момент, соответствующий определенному угловому положению контролируемой детали. Это позволяет снизить погрешность измерения, обусловленную отклонением формы обрабатываемой детали. In addition, during processing, the input to the
Кроме того, устройство обеспечивает измерение погрешности формы (отклонение от круглости) детали. В этом режиме переключатель 39 устанавливается в положение "погрешность формы". Сигнал от усилителя-преобразователя 32 через разделительный конденсатор 35 поступает на пиковые детекторы 36 и 37. При этом пиковый детектор 3 измеряет положительные амплитудные значения переменной составляющей, а пиковый детектор 37 - отрицательные амплитудные значения переменной составляющей сигнала, определяющиеся отклонением формы детали. Измеренные положительная и отрицательная величины амплитуд переменной составляющей сигнала подаются с выходов пиковых детекторов 36 и 37 на входы дифференциального усилителя 38, который осуществляет их алгебраическое сложение. Выходной сигнал дифференциального усилителя 38, соответствующий погрешности формы, подается через переключатель 39 на вход АЦП 40, а затем индицируется на индикаторе 43. In addition, the device provides a measurement of the shape error (deviation from roundness) of the part. In this mode, the switch 39 is set to "shape error". The signal from the amplifier-
Установка рычагов 2 и 3, плоских пружин 5 и 6 и преобразователя перемещения 9 в одной плоскости, совпадающей с плоскостью установки измерительных наконечников 7 и 8 (плоскость измерения) исключает возникновение сил, способствующих перекосу или закручиванию измерительных рычагов 2 и 3, использование бесконтактного индуктивного датчика и плоских пружин для подвески измерительных рычагов исключает возникновение сил трения в системе. Это обеспечивает повышение точности измерения. The installation of
Уравновешивание веса рычага 2 при помощи пружины 21 обеспечивает получение одинаковых измерительных усилий на верхнем и нижнем измерительных рычагах. Это обстоятельство наряду с использованием в качестве измерительных наконечников цилиндрических роликов из твердого сплава и бесконтактного преобразователя перемещений позволяет обеспечить измерения с минимальными измерительными усилиями. Это позволяет использовать устройство для контроля деталей с малыми диаметрами, порядка 2...6 мм. Balancing the weight of the
Повышение точности измерения деталей малых диаметров достигается и за счет проведения измерения в выбранном угловом положении обрабатываемой детали относительно линии измерения. Кроме того, благодаря возможности измерения погрешности формы детали расширены технологические возможности устройства. Improving the accuracy of measuring parts of small diameters is also achieved by taking measurements in the selected angular position of the workpiece relative to the measurement line. In addition, due to the possibility of measuring the error in the shape of the part, the technological capabilities of the device are expanded.
Использование устройства позволяет автоматизировать технологический процесс обработки валиков прецизионных электрических машин. Using the device allows you to automate the technological process of processing rollers of precision electric machines.
Claims (4)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU4944142 RU2023580C1 (en) | 1991-06-11 | 1991-06-11 | Apparatus for active control of diameters of pieces |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU4944142 RU2023580C1 (en) | 1991-06-11 | 1991-06-11 | Apparatus for active control of diameters of pieces |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2023580C1 true RU2023580C1 (en) | 1994-11-30 |
Family
ID=21578597
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU4944142 RU2023580C1 (en) | 1991-06-11 | 1991-06-11 | Apparatus for active control of diameters of pieces |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2023580C1 (en) |
-
1991
- 1991-06-11 RU SU4944142 patent/RU2023580C1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Авторское свидетельство СССР N 568537, кл. B 24B 49/00, 1977. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4166323A (en) | Gear tester for profile and lead testing | |
US5542188A (en) | Measuring apparatus for checking the dimensions of cylindrical workpieces | |
US5197200A (en) | Device for the measurement of the diameter of cylinders | |
CN201145552Y (en) | Accurate lead screw effective diameter bounce detector | |
JPS63317710A (en) | Height measuring apparatus | |
CN103857493A (en) | Machine tool and method for measuring a workpiece | |
US3996669A (en) | Wide-range device for measuring the linear sizes of mechanical workpieces | |
CN103543010A (en) | High-speed screw and screw pair comprehensive examination test bed | |
CN205426517U (en) | Lathe main shaft comprehensive properties detection / monitoring testing system | |
US6955583B2 (en) | Apparatus for the diameter checking of eccentric portions of a mechanical piece in the course of the machining in a grinding machine | |
US4306455A (en) | Apparatus for checking the geometrical features of mechanical pieces | |
CN100501336C (en) | Universal precision displacement measurement auxiliary device | |
PL177756B1 (en) | Method of and apparatus for locating in position rail vehicle wheel sets | |
US2723461A (en) | Roundness measuring and/or recording apparatus | |
RU2023580C1 (en) | Apparatus for active control of diameters of pieces | |
US4625429A (en) | Apparatus for checking the roundness of rotating parts | |
GB2141233A (en) | Apparatus for testing the profile of toothed wheels | |
CN117232693A (en) | Rotary kiln riding wheel stress analyzer based on analog linear displacement sensor | |
US4941352A (en) | Method and apparatus for mass centering of a rotor | |
JP3335074B2 (en) | Method and apparatus for detecting grinding force calculation data in centerless grinding | |
CN1004514B (en) | Method for measuring profile accuracy for large gear whee/on site | |
CN105387810A (en) | Electromagnetic bearing self-tilting micrometric displacement sensor system with controllable measuring force | |
CN114136234B (en) | Measuring tool for detecting external thread runout of motor threaded shaft | |
CN219265537U (en) | Temperature compensation system of cantilever type three-coordinate measuring machine | |
US4364179A (en) | Statically balanced inspection probe assembly |