RU49223U1

RU49223U1 - INSTALLATION FOR OPTICAL CONTROL OF EXTERNAL THREAD PARAMETERS

Info

Publication number: RU49223U1
Application number: RU2005102684/22U
Authority: RU
Inventors: А.А. Новик; С.В. Вешняков; В.М. Гареев; В.Е. Удальцов; О.Г. Фомин
Original assignee: ООО "Ультразвуковая техника-Инлаб"
Priority date: 2005-02-03
Filing date: 2005-02-03
Publication date: 2005-11-10

Abstract

Полезная модель относится к оптическому приборостроению, а именно к измерительной технике с помощью оптоэлектронных приборов и может быть использовано для оперативного оптического контроля наружных резьб. Установка для контроля наружных резьб содержит узел базирования контролируемого изделия, источник и приемник оптического излучения, расположенные по разные от контролируемого резьбового участка. Узел базирования состоит из V-образного металлического рольганга, приводимого в движение с помощью электродвигателя, и прижимного ролика, соединенного с пневмоцилиндром, которые позволяют осуществить подачу и жесткую фиксацию контролируемого изделия в зоне контроля, где с четырех сторон установлены осветители и фотоприемные матрицы. При этом каждая пара противоположно расположенных матриц обеспечивает съемку двух диаметрально противоположных участков резьбы, принадлежащих одному сечению. Применение четырех фотоприемных матриц позволяет произвести измерения в двух взаимно перпендикулярных сечениях без поворотов и перемещений контролируемого изделия. Установка позволяет оперативно, бесконтактно в автоматическом режиме измерять в двух сечениях параметры наружной резьбы, запоминать в памяти компьютера и при необходимости распечатывать или выводить на экран монитора изображения фрагментов резьбы и их параметры.The utility model relates to optical instrumentation, namely to measuring technique using optoelectronic devices and can be used for operational optical control of external threads. The installation for controlling external threads contains a host unit for the controlled product, a source and a receiver of optical radiation located different from the controlled threaded section. The base unit consists of a V-shaped metal roller table driven by an electric motor, and a pressure roller connected to the pneumatic cylinder, which allow the supply and rigid fixation of the controlled product in the control zone, where illuminators and photodetectors are installed on four sides. Moreover, each pair of oppositely arranged matrices provides a survey of two diametrically opposite sections of the thread belonging to the same section. The use of four photodetector arrays allows measurements to be made in two mutually perpendicular sections without rotations and movements of the controlled product. The installation allows quickly, contactlessly in automatic mode to measure the external thread parameters in two sections, store them in the computer memory and, if necessary, print or display images of thread fragments and their parameters on the monitor screen.

Description

Полезная модель относится к оптическому приборостроению, а именно к измерительной технике с помощью оптоэлектронных приборов и может быть использовано для оперативного оптического контроля наружных резьб.The utility model relates to optical instrumentation, namely to measuring technique using optoelectronic devices and can be used for operational optical control of external threads.

Известен способ измерения параметров наружной резьбы теневым методом с использованием микроскопов (см. книгу: Васильев А.С. Основы метрологии и технические измерения - М.: Машиностроение, 1988, с.155).There is a method of measuring the parameters of the external thread by the shadow method using microscopes (see book: Vasiliev AS Fundamentals of metrology and technical measurements - M .: Mashinostroenie, 1988, p.155).

При измерении среднего диаметра резьбы проводят два измерения: до и после перемещения стола микроскопа на расстояние, равное диаметру, наклоняя колонку микроскопа сначала в одну сторону, затем в другую на угол подъема резьбы. При измерении шага резьбы также делают два отсчета, перемещая стол с помощью микрометренного винта на расстояние, равное шагу резьбы. Недостатками способа является большая трудоемкость, ограничение диапазона измерений диаметра резьб глубиной резкости объективов.When measuring the average thread diameter, two measurements are carried out: before and after moving the microscope table to a distance equal to the diameter, tilting the microscope column first in one direction, then in the other by the angle of the thread. When measuring the thread pitch, two readings are also taken, moving the table with a micrometer screw to a distance equal to the thread pitch. The disadvantages of the method is the high complexity, limiting the measurement range of the diameter of the threads by the depth of field of the lens.

Наиболее близким к заявляемому техническому решению является способ измерения резьбы с помощью электромеханического устройства, перемещающего источник и приемник лазерного излучения, расположенные по разные стороны от контролируемого резьбового участка (см. патент РФ №2151999) - прототип.Closest to the claimed technical solution is a method of measuring threads using an electromechanical device that moves the source and receiver of laser radiation located on opposite sides of the controlled threaded section (see RF patent No. 2151999) - prototype.

Недостатком способа и устройства является необходимость механических перемещений в процессе измерений, низкая оперативность.The disadvantage of this method and device is the need for mechanical movements during the measurement process, low efficiency.

Задача, на решение которой направлено данное техническое решение, состоит в создании автоматизированной установки, позволяющей в автоматическом режиме измерять и заносить в базу данных параметры наружной резьбы.The task to which this technical solution is directed is to create an automated installation that allows to automatically measure and enter the external thread parameters into the database.

Поставленная цель достигается тем, что в установке для контроля наружных резьб, содержащей узел базирования контролируемого изделия, This goal is achieved by the fact that in the installation for controlling external threads, containing the host unit of the controlled product,

источник и приемник оптического излучения, расположенные по разные от контролируемого резьбового участка, узел базирования состоит из V-образного металлического рольганга, приводимого в движение с помощью электродвигателя, и прижимного ролика, соединенного с пневмоцилиндром, которые позволяют осуществить подачу и жесткую фиксацию контролируемого изделия в зоне контроля, где с четырех сторон в соответствии с фиг.1, установлены осветители и фотоприемные матрицы. При этом каждая пара противоположно расположенных фотоприемных матриц обеспечивает съемку двух диаметрально противоположных участков резьбы, принадлежащих одному сечению. Применение четырех матриц позволяет произвести измерения в двух взаимно перпендикулярных сечениях без поворотов и перемещений контролируемого изделия.the source and receiver of optical radiation, located different from the controlled threaded section, the base unit consists of a V-shaped metal roller table driven by an electric motor, and a pinch roller connected to the pneumatic cylinder, which allow the supply and rigid fixation of the controlled product in the zone control, where from four sides in accordance with Fig. 1, illuminators and photodetector arrays are installed. Moreover, each pair of oppositely located photodetector arrays provides the shooting of two diametrically opposite portions of the thread belonging to the same section. The use of four matrices allows measurements to be made in two mutually perpendicular sections without rotations and movements of the controlled product.

На фиг.1 представлена оптическая схема установки.Figure 1 presents the optical setup.

Контролируемое изделие 1 фиксируют в зоне контроля с помощью узла базирования, состоящего из V-образного рольганга 2 и прижимного ролика 3. Четыре фотоприемные матрицы F1, F2, F3, F4 неподвижно установлены напротив осветителей L1, L2, L3, L4. При измерении реализуют теневой метод контроля. Осветители и фотоприемные матрицы поочередно включают, в результате создают 4 снимка с изображением профиля резьбы. Кадры изображения считываются с помощью микропроцессорного устройства и передаются в компьютер, где, с помощью специального программного обеспечения, производится управление процессом съемки, обработка информации и хранение полученных результатов.The controlled product 1 is fixed in the control zone using a base unit consisting of a V-shaped roller table 2 and a pressure roller 3. Four photodetector arrays F1, F2, F3, F4 are fixedly mounted opposite the illuminators L1, L2, L3, L4. When measuring, they implement the shadow control method. Illuminators and photodetector arrays are turned on one by one, as a result 4 pictures are created with the image of the thread profile. Image frames are read using a microprocessor device and transferred to a computer, where, using special software, the shooting process is controlled, information is processed and the results obtained are stored.

Для повышения разрешения системы без увеличения размеров ПЗС матриц кадры изображения не перекрываются и содержат информацию лишь о периферийных частях резьбы. Сшивка изображений и определение расстояния базирования матриц производится при юстировке системы путем однократной съемки калибра резьбы или другой детали с резьбой, параметры которой заранее известны.To increase the resolution of the system without increasing the size of the CCD matrices, the image frames do not overlap and contain information only about the peripheral parts of the thread. The images are stitched together and the matrix-based distance is determined when the system is aligned by a single shot of a thread gauge or other part with a thread whose parameters are known in advance.

Предлагаемая полезная модель позволила получить следующий технический результат: создана автоматическая установка, осуществляющая измерение и регистрацию следующих параметров резьбы: шаг, высота профиля, угол наклона высоты профиля, средний диаметр и конусность резьбы в двух взаимно перпендикулярных сечениях в соответствии с ГОСТ 633-80. Преимуществом установки является отсутствие датчиков линейных и угловых перемещений, неподвижность объекта во время измерений. Параметры резьбы вычисляются путем цифровой обработки изображений и хранятся в памяти компьютера.The proposed utility model made it possible to obtain the following technical result: an automatic installation was created that measures and records the following thread parameters: pitch, profile height, tilt angle of the profile height, average diameter and taper of the thread in two mutually perpendicular sections in accordance with GOST 633-80. The advantage of the installation is the absence of linear and angular displacement sensors, the immobility of the object during measurements. Thread parameters are calculated by digital image processing and stored in computer memory.

Таким образом, предлагаемая полезная модель позволяет оперативно, бесконтактно в автоматическом режиме измерять в двух сечениях параметры наружной резьбы, запоминать в памяти компьютера и при необходимости распечатывать или выводить на экран монитора изображения фрагментов резьбы и их параметры.Thus, the proposed utility model makes it possible to quickly, contactlessly automatically measure the external thread parameters in two sections, store them in the computer memory and, if necessary, print or display images of thread fragments and their parameters on the monitor screen.

Claims

Installation for optical control of external thread parameters, containing a host unit, sources and receivers of optical radiation located on opposite sides of the product to be controlled, characterized in that the host unit is made in the form of a V-shaped roller table and is equipped with a pressure roller connected to the pneumatic cylinder and allowing the supply and rigid fixation of the controlled product in the control zone, and for the collection of information in the control zone symmetrically from four sides relative to the axis of the controlled product odvizhno installed illuminator and four in front of them - four photodetector arrays, which are alternately comprise a threaded portion of the image frames are transmitted to a computer.