SU1413421A1 - Измерительна головка - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к измерительной технике и может использоватьс  в машиностроении дл  контрол  формы деталей. Цель изобретени  - повьтгение точности. Измерение достигаетс  за счет того, что перед началом измерени  подаетс  управл ющий сигнал на одновибратор,который формирует электрический импульс в обмотке 9 электромагнита. Электромагнит прит гивает и отпускает рычаг 4, привод  его в затуха мцие колебательные движени , в результате которых щуп 5 занимает исходное (нулевое) положение . А ил.

Description

Ф(/г./

(Л

с:

4

СО 4ik ГО

Изобретение относитс  к измерительной технике, а именно к средствам активного контрол  поверхностей деталей сложной формы.

Цель изобретени  - повьпиение то ч- ности измерений путем устранений погрешностей , вызванных отклонением щупа от исходного положени .

На фиг. 1 приведена структурна  схема измерительной головки; на фиг. 2 - функциональна  схема; на фиг. 3 - принципиальна  схема одно- вибратора; на фиг. 4 - принципиальна  схема выделени  сигнала позицион но-чувствительного датчика.

Измерительна  головка содержит корпус 1 с неподвижньп опорным элементом 2 и крьшкой 3, соединенный с корпусом 1 посредством поворотного рычага 4 подвижный измерительный щуп 5 с измерительным наконечником

6,позиционно - чувствительный датчик , свйзанный с системой управлени  координатно - измерительной машины (не показана), и устройство воз- вра.та щупа 5 в исходное положение, включающее электромагнит и пружину

7.В качестве координатно - измерительной машины может быть использован станок с числовым программным управлением, где датчик занимает позицию одного из инструментов. Устройство возврата снабжено одновибра- тором 8, выход которого соединен с обмоткой 9 электромагнита, .а вход - с системой управлени  координатно - измерительной машины, электромагнит закреплен на опорном элементе 2, а его сердечник 10 образует магнитную цепь с рычагом 4 и/или щупом 5.

Датчик- может быть выполнен в виде полого стакана 11, в котором размещен источник 12 излучени . Стакан 11 снабжен диафрагмой 13 с фигурной прорезью 14, обращенной к светочувствительной поверхности фотоприемника 15 выполненной в виде четырехквадрантно фотодиодной матрицы. Источником 12 излучени  может служить светодиод, работающий в импульсном режиме.

Фотоприемник 15 подключен к входу схемы выделени  сигнала позиционно - чувствительного датчика, выходы которой при помощи проводников 16 и разъ ма 17 соединены с системой управлени 

Схема выделени  сигнала содержит транзисторный ключ 18, состо ние которого определ ет ток светодиода.

0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

генератор 19, управл ющий ключом 18, и источник 20 питани .. Выходы фотодиодов матрицы 21 фотоприемника 15 подключены попарно к входам двух дифференциальных усилителей 22, выходы которых, в свою очередь, св заны по переменному току с входами двух повторителей 23. Схема включает аналоговые .ключи 24, управл емые формирователем 25 длительности и осуществл ющие вычитание шумовой составл ющей из поступающего сигнала. На дифференциальных усилител х 26 собрана разностна  схема определени  смещени  измерительного щупа 5 по двум координатам. Порогова  схема определени  модул  смещени  по координатам собрана на компараторах 27, 28 тока и компараторах 29, 30 напр жени . Причем выходы компараторов 27 и 29 соединены с входами логического элемента 31, а выходы компараторов 28 и 30 - с входами логического элемента 32. Пороги срабатывани  компараторов 27-30 задаютс  источником 33 напр жени . К формирователю 34 подключены триггеры 35,

Схема одновибратора - схема формировани  импульса в обмотке электромагнита - включает логические элементы 36 - 39, транзисторы 40 и 41, резистор 42, диод 43 и конденсатор 44.

Измерительна  головка работает следующим образом.

Перед началом измерени  подаетс  управл ющий сигнал на одновибратор 8, который формирует электрический импульс в обмотке 9. Электромагнит прит гивает и отпускает рычаг 4,привод  его в затухающие колебательные движени , вследствие чего щуп 5 занимает исходное (нулевое) положение.

При соприкосновении наконечника 6 с поверхностью контролируемой детали измерительный щуп 5 поворачиваетс  относительно оси головки. При

этом свет щеес  изображение на светочувствительной поверхности фотоприемника 15 смещаетс , что приводит к по влению на выходе его переменной составл ющей сигнала, величина которого характеризует величину смещени  свет щего изображени , а фаза - направление перемещени . В каждом периоде импульсов генератора 19, управл ющего ключом 18, определ к цим,в свою очередь, ток светодиода - источника

12, формирователь 34 формирует импульс синхронизации записи выделенных логическими элементами 31 и 32 сигналов смещени  источника 12 по координатам , поступающий в триггеры 35. При этом элементы 31 и 32 выполн ют логическую функцию И-НЕ. Триггеры 35 передают сигналы смещени  по двум координатам на выходной разъем 17 и далее в систему управлени  координат- но - измерительной машины. Дл  того чтобы щуп 5 возвратилс  в исходное положение, одновибратор 8 формирует по входному перепаду из высокого логического уровн  в низкий выходной сигнал длительностью 1-2 с,включающий электромагнит.

Входной перепад формируетс  системой управлени  и запирает логический элемент 36, с выхода которого высокий уровень запирает диод 43 дл  обеспечени  зар да конденсатора базовым током транзистора 40. Врем  зар да конденсатора 44 до порога срабатывани  элемента 37 определ етс  базовым током транзистора 40 и током через резистор 42. На врем  зар да конденсатора 44 элемент 37 заперт, высокий логический уровень с его выхода от- крывает элемент 38,низкий блокирует элемент 36. Элементы 36 и 38 выполн ют логическую функцию И-НЕ, а элементы 37 и 39 - функцию инвертора. Элемент 39 также заперт на врем  зар да конденсатора 44, высокий логический уровень с его выхода отпирает транзистор 41, в коллекторную цепь которого включена обмотка 9. На обмотку 9 подаетс  напр жение от источника 20 питани , в результате чего ток в обмотке 9 создает импульс электромагнитного тюл  дл  кратковременного переме1це ги  рычага 4 со щупом 5.

После зар да конденсатора 44 до порогового напр жени  транзистор 40 запираетс , что вызывает отпирание элемента 37 и элемента 39 и запирание элемента 38 и транзистора 41, последний при этом выключает ток в обмотке 9 электромагнита. По окончании импульса рычаг 4 со щУпом 5 совершает затухающие колебани , в результате которых щуп возвращаетс  в исход- ное положение.

Наличие одновибратора, обеспечивающего встр хивание измерительного

щупа 41еред началом измерени , обеспечивает его возврат в исходное (нулевое ) положение, что позвол ет отказатьс  от периодической юстировки измерительной головки и улучшает ее

Q эксплуатационные характеристики. Кроме того, стабильность нулевого положени  делает возможным у1-1еньшить зону нечувствительности Датчика, что положительньш образом сказьшаетс  на

5 точности измерений.

Claims (1)

1. Формула изобретени  Измерительна  головка, содержгида  корпус с неподвижным опорным элемен- Q том и кр ппкой, соединенньпТ: с корпусом посредством поворотного рычага подвижный измерительный щуп с измерительным наконечником, позиционно - чувствительный датчик и устройство возврата щупа в исходное положение, включающее электромагнит и пружину, отличающа с  тем, что, с целью повышени  точности измерений , устройство возврата снабжено одновибратором, выход которого соединен с обмоткой электромагнита, электромагнит закреплен на неподвиж ном опорном элементе, а его сердечник образует магнитную цепь с рычагом и/или со щупом.

   5

   || 11

   фиг.2

   Фиг. J