RU2654952C1 - Optical device for measurement of diameters of large-dimensional parts - Google Patents
Optical device for measurement of diameters of large-dimensional parts Download PDFInfo
- Publication number
- RU2654952C1 RU2654952C1 RU2017129002A RU2017129002A RU2654952C1 RU 2654952 C1 RU2654952 C1 RU 2654952C1 RU 2017129002 A RU2017129002 A RU 2017129002A RU 2017129002 A RU2017129002 A RU 2017129002A RU 2654952 C1 RU2654952 C1 RU 2654952C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- free end
- lever
- measuring
- optical
- diameters
- Prior art date
Links
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 title claims abstract description 13
- 238000005259 measurement Methods 0.000 title description 9
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims abstract description 7
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 3
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 3
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 2
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 1
- 230000001788 irregular Effects 0.000 description 1
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 1
- 238000011105 stabilization Methods 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
- G01B11/08—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring diameters
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B21/00—Measuring arrangements or details thereof, where the measuring technique is not covered by the other groups of this subclass, unspecified or not relevant
- G01B21/10—Measuring arrangements or details thereof, where the measuring technique is not covered by the other groups of this subclass, unspecified or not relevant for measuring diameters
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к оптическим устройствам для измерения и контроля, а именно к устройствам для измерения геометрических параметров нагретых изделий, и может быть использовано при производстве обечаек.The invention relates to optical devices for measuring and control, and in particular to devices for measuring the geometric parameters of heated products, and can be used in the manufacture of shells.
Известно оптико-электронное устройство для измерения размеров нагретых изделий (патент РФ №2181190, МПК G01B 21/10, 30.07.1994), содержащее вибрационный сканатор, фотоприемник, усилитель фототока, блок автоматической регулировки усиления, триггер Шмитта, индикатор и блок автоматической стабилизации уровня шумов.Known optical-electronic device for measuring the size of heated products (RF patent No. 2181190, IPC G01B 21/10, 07/30/1994), containing a vibration scanner, a photodetector, a photocurrent amplifier, an automatic gain control unit, Schmitt trigger, an indicator and an automatic level stabilization unit noise.
К причинам, препятствующим достижению заданного технического результата, относится громоздкость конструкции, вследствие чего ограничивается точность измерения и надежность устройства ввиду большого влияния точности изготовления элементов устройства.The reasons that impede the achievement of a given technical result include the bulkiness of the structure, as a result of which the accuracy of measurement and the reliability of the device are limited due to the large influence of the accuracy of manufacturing of the elements of the device.
Известно оптическое устройство для измерения диаметров крупногабаритных деталей (патент РФ №2054624, МПК G01B 21/00, 20.02.1996), содержащее оптико-механический блок задания размера, состоящий из конуса, установленного перпендикулярно оптической оси с возможностью осевого перемещения, с использованием рычагов одинаковой длины, установленных на общей оси и касающихся поверхности конуса, и преобразователь положения кромки детали.A known optical device for measuring the diameters of large parts (RF patent No. 2054624, IPC G01B 21/00, 02/20/1996), containing the optical-mechanical size setting unit, consisting of a cone mounted perpendicular to the optical axis with the possibility of axial movement, using the same levers lengths set on a common axis and touching the surface of the cone; and a transducer for positioning the edge of the part.
К причинам, препятствующим достижению заданного технического результата, относятся его ограниченные функциональные возможности, а именно: положение центра конуса не связано с положением центра обечайки, который в процессе вращения ее в валках листогибочной машины меняет свое положение, что не обеспечивает необходимой точности измерения. При этом данное устройство обладает сложной методикой предварительной настройки, что ограничивает быстродействие.The reasons that impede the achievement of a given technical result include its limited functionality, namely: the position of the center of the cone is not related to the position of the center of the shell, which changes its position in the process of rotating it in the rolls of the bending machine, which does not provide the necessary measurement accuracy. At the same time, this device has a complex method of presetting, which limits performance.
Из известных оптических устройств наиболее близким по является оптическое устройство для измерения диаметров крупногабаритных деталей (патент №2181190, МПК G01B 21/10, 10.04.2002), содержащее оптико-механический блок задания размера, состоящий из установленного с возможностью осевого перемещения конуса, рычага, первой пружины, обеспечивающей контакт свободного конца рычага с поверхностью конуса, и преобразователь положения кромки детали.Of the known optical devices, the closest one is an optical device for measuring the diameters of large parts (patent No. 2181190, IPC G01B 21/10, 04/10/2002), containing an optical-mechanical size setting unit, consisting of a cone, a lever mounted with the possibility of axial movement, the first spring, providing contact of the free end of the lever with the surface of the cone, and the transducer position of the edge of the part.
К причинам, препятствующим достижению заданного технического результата данного устройства, относится сложность конструкции, а именно трехмерная кинематическая схема, вследствие чего на точность задания размера оказывает влияние технологическая точность изготовления элементов устройства и при этом снижает его надежность за счет множества взаимосвязанных элементов, а также сложность методологии настройки, что также оказывает влияние на точность измерения и быстродействие ввиду большого количества действий, выполняемых оператором визуально.The reasons that impede the achievement of a given technical result of this device include the complexity of the design, namely a three-dimensional kinematic scheme, as a result of which the accuracy of the size setting is influenced by the technological accuracy of manufacturing the elements of the device and at the same time reduces its reliability due to many interconnected elements, as well as the complexity of the methodology settings, which also affects the measurement accuracy and speed due to the large number of actions performed by the operator visually.
Техническим результатом является повышение точности, быстродействия и надежности устройства.The technical result is to increase the accuracy, speed and reliability of the device.
Указанный технический результат достигается тем, что оптическое устройство для измерения диаметров крупногабаритных деталей содержит преобразователь положения кромки детали, шкалу с линейными делениями, оптико-механический блок задания размера, состоящий из рычага, подпружиненного пружиной относительно подвижного основания, установленного с возможностью перемещения в вертикальных неподвижных направляющих с устройствами фиксации и отсчета величин перемещения, на котором расположена ось поворота рычага, на свободном конце которого установлен объектив, и снабжен штоком, причем преобразователь положения кромки детали представляет собой объектив, в плоскости изображения которого установлена ПЗС-матрица, подключенная к ЭВМ, с которой соединен вывод пирометра, расположенного на свободном конце рычага, и к которой подключен дисплей с линейными делениями, а оптико-механический блок задания размера дополнительно содержит диск фиксированного размера, рассчитанный на номинальный диаметр, установленный на оси, жестко закрепленной на штоке, установленном на свободном конце подвижного основания.The specified technical result is achieved in that the optical device for measuring the diameters of large parts contains a transducer for positioning the edge of the part, a scale with linear divisions, an opto-mechanical size setting unit, consisting of a lever spring-loaded with a spring relative to the movable base, mounted for movement in vertical fixed guides with devices for fixing and reading the values of displacement, on which the axis of rotation of the lever is located, at the free end of which a lens is mounted and is equipped with a rod, and the position edge converter is a lens in the image plane of which a CCD is connected to a computer, to which the output of the pyrometer located on the free end of the lever is connected, and to which the display with linear divisions is connected, and the opto-mechanical size setting unit further comprises a fixed-size disk designed for a nominal diameter mounted on an axis rigidly mounted on a rod mounted on a free con tse movable base.
Добавление в оптико-механический блок задания размера диска фиксированного размера, рассчитанного на номинальный диаметр и установленного на оси, жестко закрепленной на штоке, установленном на свободном конце подвижного основания, увеличивает точность базирования преобразователя положения кромки детали за счет исключения люфтов, существующих в подвижных механизмах, что приводит к общему повышению точности устройства.The addition of a fixed size calculated on the nominal diameter and mounted on an axis rigidly mounted on a rod mounted on the free end of the movable base to the optical-mechanical block for specifying the disk size increases the accuracy of basing the transducer of the position of the edge of the part by eliminating backlash existing in the movable mechanisms, which leads to a general increase in the accuracy of the device.
Использование пирометра, расположенного на свободном конце рычага, позволяет производить поправку на температурный коэффициент во время измерительной операции, что позволяет повысить точность измерения.The use of a pyrometer located on the free end of the lever allows correction for the temperature coefficient during the measurement operation, which improves the accuracy of the measurement.
Исполнение преобразователя положения кромки детали в виде объектива, в плоскости изображения которого установлена ПЗС-матрица, подключенная к ЭВМ, с которой соединен вывод пирометра, расположенного на свободном конце рычага, и к которой подключен дисплей с линейными делениями, позволяет увеличить точность контроля детали за счет программной обработки изображения с помощью ЭВМ и высокой разрешающей способности ПЗС-матрицы.The execution of the position transmitter of the edge of the part in the form of a lens, in the image plane of which a CCD is installed, connected to a computer, to which the output of the pyrometer located on the free end of the lever is connected, and to which the display with linear divisions is connected, allows to increase the accuracy of the part control due to software image processing using a computer and high resolution CCD matrix.
Использование диска фиксированного размера, рассчитанного на номинальный диаметр, позволяет значительно упростить конструкцию устройства, исключив перемещающие механизмы, что увеличивает надежность устройства, значительно упрощает конструкцию устройства, тем самым увеличивая надежность.The use of a fixed-size disk, calculated on the nominal diameter, can significantly simplify the design of the device by eliminating moving mechanisms, which increases the reliability of the device, greatly simplifies the design of the device, thereby increasing reliability.
Использование диска фиксированного размера, рассчитанного на номинальный диаметр, позволяет упростить операцию предварительной настройки устройства, а именно - упростить установку преобразователя положения кромки детали на номинальный диаметр, что значительно увеличивает быстродействие устройства.The use of a fixed-size disk designed for a nominal diameter simplifies the operation of the device’s presetting, namely, simplifies the installation of the position edge converter of the part to the nominal diameter, which significantly increases the speed of the device.
На чертеже изображено оптическое устройство для измерения диаметров крупногабаритных деталей.The drawing shows an optical device for measuring the diameters of large parts.
Оптическое устройство для измерения диаметров крупногабаритных деталей состоит из подвижного основания 1, на свободном конце которого установлен шток 2 с жестко закрепленной на нем осью 3, на которой установлен диск 4 фиксированного размера, рассчитанный на номинальный диаметр.An optical device for measuring the diameters of large parts consists of a movable base 1, on the free end of which a rod 2 is mounted with an axis 3 rigidly fixed on it, on which a fixed-size disk 4 is installed, designed for a nominal diameter.
На другом конце подвижного основания 1 установлена ось поворота 5 рычага 6, который подпружинен пружиной 7 относительно подвижного основания 1.At the other end of the movable base 1, an axis of rotation 5 of the
На свободном конце рычага 6 установлен пирометр 8, подключенный к ЭВМ 9, с которой соединены выводы ПЗС-матрицы 10, соединенной с объективом 11. Отображение измеряемой информации производится на дисплей 12 с линейными делениями, подключенный к ЭВМ 9.At the free end of the
Подвижное основание 1 установлено с возможностью перемещения в вертикальных неподвижных направляющих 13 с устройствами фиксации 14 и отсчета величин перемещения, позволяющими устанавливать подвижное основание 1 на заданную высоту Н, при которой погрешность измерения от колебания обечайки с заданным диаметром изделия - D в валках минимальна.The movable base 1 is installed with the possibility of moving in the vertical
Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.
Перед измерением подвижное основание 1 с помощью вертикальных направляющих 13 и устройствами фиксации 14 и отсчета величин перемещения устанавливается по известной зависимости от отношения высоты Н к номинальному радиусу R партии изделий на высоту Н, при которой погрешность измерения минимальна.Before measuring the movable base 1 using
Далее на ось 3 устанавливается диск 4 фиксированного размера, диаметр которого рассчитывается по номинальному радиусу R партии изделий, исходя из подобия треугольников:Next, a fixed-size disk 4 is installed on axis 3, the diameter of which is calculated by the nominal radius R of the batch of products, based on the similarity of triangles:
где R - номинальный радиус детали, м;where R is the nominal radius of the part, m;
Н - высота подъема основания 1, м;H - the height of the base 1, m;
L - расстояние от оси вращения 3 рычага 4 до оси детали, м;L is the distance from the axis of rotation 3 of the lever 4 to the axis of the part, m;
- расстояние от центра диска 2 до оси вращения 3 рычага 4, м. - the distance from the center of the disk 2 to the axis of rotation 3 of the lever 4, m
h - высота подъема диска, м.h is the height of the disk, m
После этого, используя регулируемый шток 2, диск опускается до упора в подвижное основание 1. Таким образом, угол установки рычага 6 совпадает с касательной к окружности обечайки номинального размера, то есть осуществляется установка устройства на номинальный диаметр.After that, using the adjustable rod 2, the disk is lowered all the way into the movable base 1. Thus, the angle of installation of the
После этого, в процессе измерения детали, при вращении детали в валках, край профиля снимается объективом 11, изображение с которого проецируется на ПЗС-матрицу 10, а температура измеряется при помощи пирометра 8. Видеопоток с ПЗС-матрицы 10 и значение температуры с пирометра 8 передается на ЭВМ 9, которая отображает информацию о крае профиля на дисплее 12 с линейными делениями, метка края детали, на которой перемещается под воздействием управляющих импульсов с ЭВМ 9, в зависимости от температуры детали по следующей зависимости:After that, during the measurement of the part, when the part is rotated in the rolls, the edge of the profile is taken by the
ΔD=α⋅2⋅R⋅Δt,ΔD = α⋅2⋅R⋅Δt,
где ΔD - отклонение метки, м;where ΔD is the deviation of the label, m;
α - коэффициент температурной деформации, °C-1;α is the coefficient of thermal deformation, ° C -1 ;
Δt - разность температур, регистрируемая пирометром, °C.Δt is the temperature difference recorded by the pyrometer, ° C.
Если деталь неправильной формы - точка касания меняет положение, и процесс калибровки детали происходит до тех пор, пока колебания не станут меньше допуска в 1%. Если деталь имеет правильную форму, но размер соответствует номинальному, то на дисплее 12 с линейными делениями будет видно постоянное отклонение.If the part is irregular in shape, the touch point changes position, and the part is calibrated until the fluctuations become less than the tolerance of 1%. If the part has the correct shape, but the size corresponds to the nominal, then a constant deviation will be visible on the
Таким образом, установка преобразователя положения кромки детали, представляющего собой объектив 11, в плоскости изображения которого установлена ПЗС-матрица 10, подключенная к ЭВМ 9, с которой соединен вывод пирометра 8, расположенного на свободном конце рычага 6, и к которой подключен дисплей 12 с линейными делениями, и оптико-механического блока задания размера, дополнительно содержащего диск 4 фиксированного размера, рассчитанный на номинальный диаметр, установленный на оси 3, жестко закрепленной на штоке 2, установленном на свободном конце подвижного основания 1, позволяет увеличить точность, быстродействие и надежность заявляемого оптического устройства для измерения диаметров крупногабаритных деталей.Thus, the installation of the position transmitter of the edge of the part, which is a
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017129002A RU2654952C1 (en) | 2017-08-14 | 2017-08-14 | Optical device for measurement of diameters of large-dimensional parts |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017129002A RU2654952C1 (en) | 2017-08-14 | 2017-08-14 | Optical device for measurement of diameters of large-dimensional parts |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2654952C1 true RU2654952C1 (en) | 2018-05-23 |
Family
ID=62202430
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2017129002A RU2654952C1 (en) | 2017-08-14 | 2017-08-14 | Optical device for measurement of diameters of large-dimensional parts |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2654952C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU216130U1 (en) * | 2022-03-02 | 2023-01-17 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградский государственный технический университет" (ВолгГТУ) | Optical device for measuring the diameters of large parts |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4037103A (en) * | 1975-08-07 | 1977-07-19 | Exxon Research And Engineering Company | Diameter measuring system for cylindrical objects |
RU2054624C1 (en) * | 1991-04-03 | 1996-02-20 | Волгоградский Политехнический Институт | Optical device for metering diameters of large-size pieces |
RU2181190C2 (en) * | 2000-06-09 | 2002-04-10 | Волгоградский государственный технический университет | Optical device to measure diameters of large-sized parts |
US6931749B2 (en) * | 2000-03-06 | 2005-08-23 | Marposs Societa' Per Azioni | Apparatus and methods for measuring the pin diameter of a crankshaft at the place of grinding |
-
2017
- 2017-08-14 RU RU2017129002A patent/RU2654952C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4037103A (en) * | 1975-08-07 | 1977-07-19 | Exxon Research And Engineering Company | Diameter measuring system for cylindrical objects |
RU2054624C1 (en) * | 1991-04-03 | 1996-02-20 | Волгоградский Политехнический Институт | Optical device for metering diameters of large-size pieces |
US6931749B2 (en) * | 2000-03-06 | 2005-08-23 | Marposs Societa' Per Azioni | Apparatus and methods for measuring the pin diameter of a crankshaft at the place of grinding |
RU2181190C2 (en) * | 2000-06-09 | 2002-04-10 | Волгоградский государственный технический университет | Optical device to measure diameters of large-sized parts |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU216130U1 (en) * | 2022-03-02 | 2023-01-17 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградский государственный технический университет" (ВолгГТУ) | Optical device for measuring the diameters of large parts |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4074938A (en) | Optical dimension measuring device employing an elongated focused beam | |
JP6503282B2 (en) | Shape measurement and calibration device | |
US20150276390A1 (en) | Correction device and correction method for optical measuring apparatus | |
JP6199205B2 (en) | Straight shape measuring method and straight shape measuring device | |
CN106441370B (en) | Full-automatic leveling rod calibrating device based on image recognition | |
JP2017078705A (en) | Method for measuring at least one dimension of object | |
JP6599266B2 (en) | Shape measuring device, processing device, and calibration method for shape measuring device | |
RU2389574C2 (en) | Device and method to position loaders and calibers at rolling mill stand | |
RU2654952C1 (en) | Optical device for measurement of diameters of large-dimensional parts | |
CN113446966B (en) | Method and device for measuring straightness of end of steel pipe | |
JP6744661B2 (en) | High-precision shape measurement method using multiple displacement gages | |
CN102878933B (en) | Comparator based on white light interference positioning principle and detection method thereof | |
JP6611177B2 (en) | Shape measuring device and processing device | |
CN114088017A (en) | Device and method for detecting angle and flatness of customized optical fiber end face | |
RU171730U1 (en) | Optical device for measuring the diameters of large parts | |
CN102494640B (en) | Mounting precision detector of infrared product | |
JP2010101808A (en) | Method and device for measuring radius of curvature | |
CN105758339A (en) | Optical axis and object plane verticality detection method based on geometric error correction technology | |
CN217331043U (en) | Monocular vision measuring device based on imaging screen position adjustment | |
CN113340403B (en) | Rotating shaft radial vibration measuring method based on circumferential stripes and linear array camera | |
RU2263879C2 (en) | Method and device for control of article shape | |
RU216130U1 (en) | Optical device for measuring the diameters of large parts | |
TWI693374B (en) | Non-contact measurement system for measuring object contour | |
CN112066857A (en) | Device and method for debugging and detecting coaxiality of optical lens | |
US2387852A (en) | Precision measuring apparatus |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20190815 |