SU1718735A3

SU1718735A3 - Контрольно-измерительное устройство

Info

Publication number: SU1718735A3
Application number: SU874202369A
Authority: SU
Inventors: Роджерс Лейн Хью; Дин Онион Питер
Original assignee: Рэнк Тейлор Хобсон Лимитед (Фирма)
Priority date: 1986-03-04
Filing date: 1987-03-03
Publication date: 1992-03-07
Also published as: DD254771A5; IN169361B; DD255300A5; SU1672934A3; GB8605325D0; JPH0370196B2; JPS62272186A; GB2189604A; GB8624396D0

Abstract

Изобретение относитс к измерительной технике и может быть использовано дл контрол размеров, шероховатости, отклонений расположени и формы поверхностей деталей в автоматическом режиме. Цель изобретени - повышение точности и информативности измерений. Несуща система устройства содержит поворотный стол, колонну, каретку, штангу, перемещающуюс горизонтально в каретке, и рычаг с соответствующими приводами. Измерительна система включает в себ датчик с наконечником дл контрол детали, системы измерени положени и скорости вращени стола и перемещени штанги и каретки и измерительно-вычислительный блок, который св зан со средством управлени приводами . Датчик может вращатьс вокруг своей продольной оси, а устройство позвол ет обеспечивать посто нную скорость пересечени наконечником поверхности детали. 1 з.п. ф-лы, 9 ил. сл

Description

Изобретение относитс к измеритель- . ной технике и может быть использовано дл контрол размеров, шероховатости, отклонений расположени и формы поверхностей деталей в автоматическом режиме.

Известно устройство, содержащее основание , средства дл базировани и перемещени контролируемой детали, датчик, средство перемещени датчика, блоки регистрации сигналов датчика и величины перемещени датчика и контролируемой детали, а также блок управлени , обеспечивающий перемещение датчика по поверхности детали со скоростью, определ емой крутизной профил издели .

Однако данное устройство не обеспечивает высокой точности контрол вследствие неоптимального положени измерительного наконечника относительно поверхности детали и не позвол ет осуществл ть комплексный контроль в автоматическом режиме .

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому вл етс контрольно-измерительное устройство, содержащее основание, размещенную на нем с возможностью вращени вокруг своей оси опору дл детали, привод дл вращени опоры, датчик с наконечником дл измерени поверхности детали, установленную на основании колонну, размещенную на колонне с возможностью продольного перемещени и фиксации каретку, установленную на каретке с возможностью продольного перемещени и фиксации штангу, .несущую датчик, приводы дл перемещени соответственно

00 XI 00 (Я

GJ

каретки и штанги, св занный с датчиком измерительно-вычислительный блок и средство управлени приводами.

Данное устройство имеет широкие метрологические возможности, вл етс авто- матизированным. Однако его точность измерени недостаточно высока, невозможно контролировать абсолютные размеры . Датчик устройства имеет малую универсальность. .

Целью изобретени вл етс повышение точности и информативности измерений .

Цель достигаетс тем, что в контрольно- измерительном устройстве, содержащем основание, размещенную на нем с возмож- нортью вращени вокруг своей оси опору дл детали, привод дл вращени опоры, датчик с наконечником дл измерени поверхности детали, установленную на осно- вании колонну, размещенную на колонне с возможностью продольного перемещени и фиксации каретку, установленную на каретке с возможностью продольного перемещени и фиксации штангу, несущую датчик. приводы дл перемещени соответственно каретки и штанги, св занный с датчиком измерительно-вычислительный блок и средство управлени приводами, дополнительно содержатс средства контрол положени каретки, штанги и опоры, св занные с измерительно-вычислительным блоком, который соединен со средством управлени приводами. При этом измеритель- но-вычислител ьный блок и средство управлени приводами предназначены дл обеспечени посто нной скорости пересечени наконечником датчика поверхности детали. Кроме того, датчик с наконечником может быть установлен с возможностью вращени вокруг своей продольной оси и фиксации.

На фиг.1 представлено контрольно-из- мерительное устройство, общий вид; на фиг.2 - конструктивна схема измеритель- ной системы; на фиг.З - вид А на фиг.2; на фиг.4 - вид Б на фиг.2; на фиг.5 - структурна схема системы управлени приводами; на фиг.б - схема измерени детали типа кулачка; на фиг.7 - схема измерени плоско- сти; на фиг.8 - схема измерени цилиндрической поверхности; на фиг.9 - схема измерени конической поверхности.

Контрольно-измерительное устройство содержит основание 1, на котором разме- щены опора дл детали в виде поворотного стола 2 и колонна 3, а также стол 4 с измерительно-вычислительным блоком (фиг.1). На колонне 3 установлена каретка 5, имеюща возможность перемещени в вертикальном направлении, в которой с возможностью горизонтального перемещени смонтирована штанга 6. На рабочем конце штанги б размещен рычаг 7, несущий датчик 8 с измерительным наконечником 9 дл измерени поверхности детали. Измерительно-вычислительный блок содержит компьютер 10, клавишный пульт 11, дисковод 12 и принтер 13, которые предназначены дл управлени устройством, обработки полученных данных при измерении и записи результатов измерений.

Рычаг 7 имеет возможность вращени на 180° вокруг оси 14 (фиг.2). Поворот рычага 7 осуществл етс до двух крайних положений , в которых наконечник 8 занимает вертикальное или горизонтальное положение благодар приводу, состо щему из установленных в штанге 6 электродвигател 15 и кинематической передачи 16, а также установленных а рычаге 7 электродвигател 17 и кинематической передачи 18. Электродвигатель 17 позвол ет установить требуемую плоскость измерени датчика 8. Дл обеспечени перемещени штанги 6 в каретке 5 установлен привод, состо щий из электродвигател 19 и реечной передачи 20 (фиг.З). Контроль положени и скорости перемещени штанги 6 осуществл етс с помощью оптоэлектронной системы, включающей в себ источник 21 света, линейную оптическую сетку 22 и фотоэлектрический преобразователь 23. Положение и скорость вращени стола 2 определ ютс с помощью другой измерительной системы, котора состоит из источника 24 света, кольцевой оптической сетки 25 и фотоэлектрического преобразовател 26. Вращение стола 2 осуществл етс двигателем 27.

На кзретке 5 также установлен двигатель 28, предназначенный дл обеспечени ее вертикального перемещени по колонне 3 (фиг.4). Привод вертикального перемещени каретки 5 также содержит реечную передачу 29 и механизм компенсации веса каретки 5 (не показан). Перемещение и скорость каретки 5 определ ютс с помощью источника 30 света, линейной оптической сетки 31 и фотоэлектрического преобразовател 32.

Система управлени приводами содержит центральный процессор 3 и вспомогательные микропроцессоры 34-37 (фиг.5). Микропроцессоры 34-36 предназначены дл управлени скорост ми движени стола 2, штанги 6 и каретки 5 соответственно через их двигатели 27, 19 и 28. Микропроцессор 37 служит дл управлени приводами 38 центрировани и нивелировани стола 2 (не показаны). С центральным процессором 33

св зан интерпол тор 39, соединенный с датчиком 8 и фотоэлектрическими преобра зовател ми 23, 26 и 32. Интерпол тор 39 предназначен дл образовани данных о точном положении стола 2, штанги 6 и ка- ретки 5 относительно разрешающей способности небольшой части шага оптических секторов 22,25 и 31. При этом интерпол тор 39 обеспечивает разрешающую способность положени штанги 6 около 500 нм и поворота стола 2 около 3 секунд. Датчик 8 имеет разрешающую способность 12 нм.

Контрольно-измерительное устройство работает следующим образом.

На стол 2 устройства устанавливаетс контролируема деталь. Рычаг 7 и датчик 8 привод тс в требуемое положение. Нако нечник 9 подводитс к поверхности детали. Включив привод вращени стола 2, с помощью измерительно-вычислительного блока выполн ют центрирование и нивелирование рабочей поверхности стола 2, ..

, Повышение точности измерений достигаетс следующим образом. При превыше нии диапазона измерени датчика 8 сигнал с него поступает в основной процессор 33, который подает команду вспомогательному микропроцессору 35 дл включени двигател 19 перемещени штанги 6. Датчик 8 будет перемещатьс в радиальном относи- тельно стола 2 направлении до тех пор, пока выходной сигнал с него не вернетс на заданную величину. Аналогичным образом строитс работа устройства при необходимости измерений, когда наконечник 8 имеет вертикальную плоскость измерений. Управление двигателем 27 осуществл етс под управлением сигналов от датчика 8 таким образом, чтобы его сигнал не превышал заданный порог. В этом случае наконечник 9 следует по поверхности детали при ее вращении , при этом поверхность детали может быть достаточно сложной.

Устройство позвол ет производить измерени при изменении скорости вращени детали или перемещени каретки или штанги . В р де случаев требуетс , чтобы данные контролировались в фиксированных точках на поверхности детали. Дл этого основной процессор 33 считывает позиционные дан- ные интерпол тора 39 и измен ет скорости соответствующих двигателей в соответствии с этими данными и программным обеспечением измерительно-вычислительного блока. Например, при измерении кулачка требуетс обеспечить сбор информации че- рез равные промежутки dS (фиг.6). Дл этого измерительно-вычислительный блок и средство управлени приводами соответствующим образом мен ют скорость вращени детали и перемещени штанги б, так как углы п и пг, охватывающие участки dS, не равны между собой. Скорость вращени поворотного стола может управл тьс в соответствии со следующим уравнением:

1

dt

R M/a-AdS

+

dR 2

dt

к ; TV

где V - требуема посто нна скорость пересечени наконечником 9 поверхности детали; S - сигнал от линейного преобразовател датчика 8; R - сигнал, преобразованный интерпол тором 39 из сигнала преобразовател 23 штанги 6.

Измерение плоскости целесообразно осуществл ть по спиральной траектории 40 (фиг.7). Радиальное перемещение наконечника 9 может начинатьс как изнутри спирали , так и снаружи и выполн етс при вращении стола. Дл обеспечени посто нной скорости пересечени датчиком 8 поверхности детали стол 2 вращаетс с переменной скоростью. Возможны другие режимы измерений, например, с посто нной скоростью вращени .

Цилиндрические и конические поверхности деталей можно измер ть по спиральным траектори м 41 и 42 соответственно (фиг.8 и 9). В первом случае включаютс приводы стола 2 и каретки 5, во втором случае одновременно работают приводы стола 2, штанги 6 и каретки 5.

Контрольно-измерительное устройство позвол ет измер ть шероховатость поверхности , круглость, пр молинейность, плоскостность , перпендикул рность, конусность, соосность и параллельность поверхностей, а также абсолютные размеры как правильных геометрических форм, так и фасонных поверхностей с высокой точностью. :

Claims

1. Контрольно-измерительное устройство , содержащее .основание, размещенную на нем с возможностью вращени вокруг своей оси опору дл детали, привод дл вращени опоры, датчик с наконечником дл измерени поверхности детали, установленную на основании колонну, размещенную на колонне с возможностью продольного перемещени и фиксации каретку , установленную на каретке с возможностью продольного перемещени и фиксации штангу, несущую датчик, приводы дл перемещени соответственно каретки и штанги, св занный с датчиком измерительно-вычислительный блок и средство управлени приводами, отличающеес тем, что, с целью повышени точности и информативности измерений, оно снабжено средствами контрол положени каретки, штанги и опоры, св занными с измерительно-вычислительным блоком, который соединен со средством управлени приводами, при этом измерительно-вычислительный блок и средство управлени приводами предназначены дл обеспечени посто нной скорости пересечени наконечником датчика поверхности детали.

2. Устройство по п. 1, о т л и ч а ю щ ё е- с тем, что датчик с наконечником установлен с возможностью вращени вокруг своей продольной оси и фиксации.

Ю

О

Фиг. 2

tt

27 Л

27

Фиг.З

-ЕГП

34

35

21

19

Фиг.5

36

В

Риг.6

Фи.г.7

Фиг.8

Редактор О.Хрипта

Техред М.Моргентал

Заказ 893ТиражПодписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретени м и открыти м при ГКНТ СССР 113035, Москва, Жг35. Раушска наб., 4/5

to

Корректор С.Черни