Штангенциркуль

(19) 111) 801 ВЗ/2 30 ЕН РЕ ительам для х разме гиб- ства, вышеючения ения и ых де- неподлей в жит штангу 1 с и базовой шкаОСУДАР Сто Е ННЫ Й КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(56) Авторское свидетельство СССРВ 838295, кл. 6 01 В 3/20, 1979.(57) Изобретение относится к измерительной технике. Целью изобретения являетсяповышение точности измерения и расширение номенклатуры измеряемых деталей засчет измерения не только неподвижных, но ивращающихся деталей в процессе их обработки, Штангенциркуль содержит штангу сошкалой, два ползуна с нониусами, размещенные на соответствующих ползунах, двалазера, оптическая ось каждого из которыхсовмещена с начальным делением соответствующего нониуса, две оптические системы, установленные на соответствующих Изобретение относится к измерной технике, а именно к устройствбесконтактного измерения линейнымеров деталей, в том числе и в режикого автоматизированного производЦелью изобретения является поние точности измерения путем исклвлияния биений на результат иэмеррасширение номенклатуры измеряемталей за счет измерения не тольковижных, но и вращающихся детапроцессе их обработки,На чертеже изображен штангенцикуль, общий вид.Штангенциркуль содеррепежными отверстиями 2 ползунах и предназначенные для регулирования ширины луча лазера, две арочные консоли, одни концы которых жестко закреплены на соответствующих ползунах, два фотоприемника, установленные на свободных концах консолей и предназначенные для регистрации интенсивности неперекрытой деталью части луча лазера, и электрически связанный с фотоприемниками электронный блок с индикаторным табло. При измерении ползуны перемещаются по штанге до соприкосновения лучей лазеров с деталью. Размер вращающейся детали вычисляется по соотношению 1= (х 1+ Лх 1)- -(х 2+ Ьх 2)ф= (х 1-х 2)+(Лх 1+ Лх 2), Где х 1, х 2 - . показания нониусов по шкале штангенциркуля; Ьд, 6 а- значения, индицируе-; мые на табло электронного блока, соответствующие сигналам фотоприемников. 1 ил. лой 3. На штанге 1 установлены два полэуна 4 с упорными рамками 5, нониусами 6 и арочными консолями 7, на концах которых размещены каретки 8. Полэуны 4 соединены с упорными рамками 5 через доводочные винты 9. Положение полэунов 4, упорных рамок 5 и кареток 8 фиксируется крепежными элементами 10. На охватывающей штангу части ползунов 4 установлены лазеры 11, оснащенные оптическими системами 12, регулирующими ширину лучей 13 лазеров 11 и интенсивностьнаправляемых на деталь 14 лучей 13. Оптические оси лучей 13 лазеров 11 на выходе оптических систел 1 12 параллельны и совмещены с нулевыми делениями нониусов 6, Лучи 13 лазеров 11через оптические системы 12 направленыуа противоположные кромки измеряемойдетали 14 и фотоприемниками 15 с коллиматорами 16, причем деталь 14 противополож. ными кромками перекрывает части лучей 13.Лазеры 11 и фотоприемники 15 соединеныпосредством электрических шнуров 17 сэлектронным блоком 18, связанным с индикаторным табло 19, имеющим, например,три цифровых табло 20,21 и 22. Электрон-.ный блок 18 содержит программное устройство перевода сигналов фотоприемников 15в линейные размеры по градуировочнымфункциональным связям, полученным независимо для каждого луча 13 между относительной интенсивностью неперекрытойдеталью 14 части луча (1/10) и положениемкромки детали 14 относительно оптическойоси луча (ЬХ) с возможностью алгебраического суммирования Ь Х от двух лучей.13.Кроме того, электронный блок 18 содержиткоммутатор для выбора индицируемой натабло 19 величины, блок электропитания лазеров 11 и всех электронных блоков, следящую систему, посылающую сигнал на ЧПУпри достижении заданного размера детали14.Принцип действия штангенциркуля основан на предварительно устанавливаемойградуировочными измерениями деталей-калибров функциональной зависимости величин нормированных сигналов 1/1 О каждогофотоприемника 15 от координат ЬХ положения кромки детали-калибра относительно оптической оси луча 13,Величине Ь Х соответствует значениенормированного сигнала фотоприемника15 1/1 о" 0,5, т.е, касание оптической осьюлуча 13 кромки измеряемой детали-калибра.Необходимо, чтобы при положенияхползунов 4, соответствующих значениямЬ Х 1=0, и Ь Х 2 = О, разность междуотсчетами по верхнему и нижнему нониусамХ 1 - Х 2 равнялось о - размеру детали-калибра.Штангенциркуль работает следующимобразом.При измерении линейных размеров детали 14 ползуны 4 перемещают по штанге 1до соприкосновения лучей 13 лазеров 11контура детали 14.Пусть отсчет положения верхней кромки детали 14 равен Х 1+ ЬХ 1,а положениянижней кромки - Х 2+ Ь Х 2, где Х 1 и Х 2 -показания по базовой шкале 3, выполненные с помощью верхнего и нижнего нониусов 6, а Ь Х 1 и ЬХ 2- значения,индицируемые на индикаторном табло 19электронного блока 18, соответствующие сигналам фотоприемников 15 в один и тотже момент времени. Тогда размер вращающейся детали 14, поставленной на местокалибра, вычисляется по соотношению5 1=(Х 1+ ЬХ 1 ЯХ 2+ ЬХ 2) (Х 1- Х 2)+(ЬХ 1++ ЬХ 2).При ручных измерениях операторомползуны 4 устанавливаются в положения, вкоторых ЬХ 1-0 и ЬХ 2-О. Тогда размео10 детали, как и для контактного штангенциркуля, равен разности отсчетов по нониусам(Х 1 - Х 2),Результат измерений при этом не зависит от биений детали 14 в процессе обра 15 ботки, Биение детали 14 связано сперемещением ее как целого на некоторуювеличину д, которая прибавляется как кверхнему, так и к нижнему значениям, индицируемым индикаторным табло 19 элект 20 ронного блока 18. При определенииразмера, как разности отсчетов величина д на размер не влияет- (ЬХ 1+ д)-( ЬХ 2+ д ) = ЬХ 1-ЬХ 2.Этот факт обусловливает исключение25 влияния биений на результат измеренийразмера детали 14.При серийном изготовлении деталей заранее выставляемая величина (Х 1 - Х 2) может быть введена в электронный блок 18,30 тогда в пределах диаметров лазерных лучей11 на табло 19 будет непрерывно высвечиваться размер детали 14.Для измерения амплитуды биений ползуны 4 выставляются по неподвижной дета-35 ли так, чтобы ЬХ 1-0 и ЬХ 2-0, Далее приизмерении вращающейся детали 14 на табло 19 высвечивается величинаЬХ 1+ ЬХ 2-г дЗависимость д от времени позволяет40 определить амплитуду и фазу биений. Величину биений можно получить также при использовании только одного ползуна 4,Штангенциркуль может быть использован при обработке деталей на строгальном45 и фрезерном станках, а также для автоматизированного контроля размеров готовых деталей, например роликов, подшипников ит двВ этом случае нижний ползун 4 снимают50 .со штанги 1, а нулевое деление базовой шкалы 3 штанги 1 совмещают с плоскостью основания детали. В этом положениибесконтактный штангенциркуль закрепляют, причем контролируемая поверхность55 детали должна находиться между лазером 11и фотоприемником 15. Размер детали определяют путем считывания показаний одногоползуна по формулеХ 1+ ЬХ 1Составитель Е.ВакумТехред М.Моргентал орректор М,Кучерявая дактор А.Лежни 3498 Тираж ПодписноеИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производств-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина При эгом градуировочная функциональная связь Л Х 1 и 1/1 о 1 устанавливается предварительно для каждой серии деталей по месту их контроля и измерений.. Формула изобретенияШтангенциркуль, содержащий направляющую штангу со шкалой, два ползуна, один из которых установлен с возможностью перемещения вдоль штанги и фиксации, нониус, размещенный на первом полэуне, и два размещенных на соответствующих ползунах измерительных элемента, выполненных в виде источников света, о т личающийся тем,что,сцельюповйшения точности измерения и расширения номенклатуры измеряемых деталей за счет измерения не только неподвижных, но и вращающихся деталей в процессе их обработки, источник света выполнен в виде лазера, штангенциркуль снабжен нониусом, размещенным на втором ползуне, двумя оптическими системами, установленными на соответствующих полэунах и предназначен ными для регулирования ширины луча лазера, двумя арочными консолями, одни концы которых жестко закреплены на соответствующих полэунах, двумя фотоприемниками, установленными на свободных концах соот ветствующих консолей и предназначенными для регистрации интенсивности неперекрытой деталью части луча лазера, и электрически связанным с фотоприемниками электронным блоком с индикаторным 15 табло, второй ползун установлен с возможностью перемещения вдоль штанги и фиксации, а оптическая ось каждого лазера совмещена с начальным делением соответствующего нониуса,РО