Устройство для измерения размеров деталей

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК 19) (11) 1)С 01 В 17/02 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТ ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ССР ЫТИЙ ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ДЕТЕЛЬСТ К АВТОРСКОМ оизводДзер(21) 4058204/25-28(71) Каунасский политехнический институт им. Антанаса Снечкуса и Каунасское станкостроительное прственное объединение им. Ф,Э,жинского(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ РАЗМЕРОВ ДЕТАЛ.Й(57) Изобретение относится к устройствам для измерения в машиностроениии может быть использовано, например,в координатно-измерительных станках.Цель изобретения - повышение точности измерений за счет определения момента касания измеряемой детали невозбужденным вибрацией наконечником.Устройство содержит закрепляемую впроцессе контроля, например, на координатно-измерительном станке контактно-чувствительную головку, содержащую пьезоэлектрическии преобразователь, жестко закрепленный на фланце головки, к пьезоэлектрическому преобразователю присоединен электрод, разделенный на шесть секторов, три из которых, установленные по окоружности через 120, взаимодействуют через шаровые опоры с измерительным штоком головки. В качестве приемника момента начала касания исполь зуется пьезоэлектрическии приемник ультразвуковых механических колебаний, акустически связанный с контактно-чувствительной головкой. При контакте штока головки с контролируемым изделием шаровые опоры воздействуют с на три сектора электрода и через них на пьезоэлектрический преобразователь, снимаемый с секторов ток усиливается и открывает ток генератора ( для подачи возбуждения на другие три сектора электрода, создавая более сильные колебания пьезоэлектрического преобразователя, которые принимаются пьезоэлектрическим приемником регистрируют координатное положе-. ие места касания. 2 з.п. ф-лы, 2 ил,Изобретение относится к устройствам для измерения в машиностроении иможет быть использовано в координатно"измерительных станках,Цель изобретения - повышение точности измерений за счет определениямомента касания измеряемой деталиконтактно-чувствительной головкой сневозбуждаемым наконечником, 10На фиг. 1 показано устройство дляизмерения размеров деталей, общийвид," на Фиг.2 - разрез А-А на фиг.1и электрические схемы питания и измерения, 15Устройство содержит жестко прикрепленную в процессе контроля, например, к координатно-измерительному станку (не показан) контактно-чувствительную головку, выполненную ввиде полого цилиндрического корпуса1 с фланцами 2, установленного внутри корпуса 1 подпружиненного диска 3,жестко прикрепленного к последнемуизмерительного штока 4 с наконечником 5, установленных между диском 3и Фланцем 2 шаровых опор б, пьезоэлектрического преобразователя 7 механических колебаний с электродом,соединенного с ним блока управленияпьезоэлектрическим преобразователем7 и последовательно соединенные пьезоэлектрический приемник 8 механи- .ческих колебаний и блок приема и регистрации, пьезоэлектрический преобразовательмеханических колебаний выполнен в виде пьезоэлектрического кольца, жестко закрепленногона Фланце 2, электрод пьезоэлектрического кольца выполнен в виде шести изолированных один от другого чередующихся между собой трех приемных секторов 9 и трех возбуждающихсекторов 10, на приемных секторах 9расположены шаровые опоры б, блокуправления пьезоэлектрическим пре 45образователем выполнен в виде трехканалов, каждый из которых состоитиз последовательно соединенных между собой усилителей 11 - 13, компараторов 14-16 и ключей 17-19, последовательно соединенных формирователя20 импульсов и коммутатора 21, последовательно соединенных генератора 22и Фазовращателя 23, вход каждого усилителя 11-13 соединен с соответствующим приемным сектором 9 электрода,выходы всех трех ключей 17 - 19 подсоединены к формирователю 20 импульсов, второй выход которого соединен с ключами 17-19, входы коммутатора 21 соединены с выходами фазовращателя 23, а выходы - с тремя возбуждающими секторами 10 электрода, блок приема и регистрации выполнен в видепоследовательно соединенных резонансного усилителя 24, компаратора 25, регистра 26 и регистратора 27, последовательно соединенных Фотоэлектрического датчика 28 и счетчика 29, вход резонансного усилителя 24 соединен с приемником 8 механических колебаний второй вход регистра 26 - с выходом счетчика 29, а приемник 8 механических колебаний акустически соединен с контактно-чувствительной головкой.Кроме того, устройство для измерения размеров деталей содержит отверстие 30 фланца 2 для свободного прохода штока 4, пружину 31 и регулировочный винт 32,Контактно-чувствительная головка имеет концевик 33 для соединения в процессе контроля с координатно-измерительным станком (не показан),Устройство для измерения размеровдеталей работает следующим образом.Перед началом контроля воздействием через регулировочный винт 32 на пружину устанавливают требуемоеусилие прижатия шаровых опор 6 к приемным секторам 9 электрода, установленным между шаровыми опорами б ипьезоэлектрическим преобразователем7 через 120 один от другого, После этого контактно-чувствительная головка своим концевиком 33 крепится к устройству координатного перемещения по трем осям, например к координатно-измерительному станку (не показан),При взаимодействии наконечника 5 и измеряемой детали (не показана) в любом радиальном направлении контактное усилие через измерительный шток 4, диск 3, шаровые опоры 6 иприемные секторы 9 электрода воэдействует на пьезоэлектрический преоб-. разователь 7,и из-за прямого пьезоэффекта на секторах 9 электрода возникает электрический сигнал, который через усилители 11-13 подаетсяк входам компараторов 14-16, где сравнивается с определенным заданным напряжением, при превышении которого формируются сигналы, которые через7729 51015 з139 ключи 17-19 запускают формирователь 20 импульса, Последний формирует сигналы, закрывающие ключи 17-19, и воздействует на коммутатор 21 так, что к каждому возбуждающему сектору 10 электрода подается соответствующий сигнал фазовращателя 23, подключенного к генератору 22 высокочастотных колебаний, Число фаз фазовращателя 23 равно количеству секторов 10 (в указанном случае три), а фазовоео рассогласование между сигналами 120 .При подключении высокочастотного напряжения с выходов коммутатора 21 к секторам 10 пьезоэлектрического преобразователя 7 из-за обратного пьезоэффекта в нем возбуждаются бегущие волны деформации в радиальном направлении. Так как пьезоэлектрический преобразователь 7 жестко установлен на фланце 2, последний совершает изгибные колебания вместе со стенками цилиндрического корпуса 1. Таким образом, корпус 1 измерительной головки становится излучателем ультразвуковых колебаний, которые принимаются при помощи пьезоэлектрического приемника 8 механических колебаний, установленного на определенном расстоянии от измерительной головки,Сигнал с пьезоэлектрического приемника 8 через резонансный усилитель 24 подается на компаратор 25, в котором при достижении входного сигнала определенной амплитуды формируется импульс для записи в регистр 2 б значения счетчика 29, соединенного с фотоэлектрическим датчиком 28 линейных перемещений, например, координатно-измерительного станка или обрабатывающего центра (не показан). Значения регистра 26 используются для обработки результатов регистрации и индикации в регистраторе 27. Размер отверстия 30 во фланце 2 при этом подобран с расчетом исключения касания последнего штоком. Формула изобретения 1. Устройство для измерения размеров деталей, содержащее контактно- чувствительную головку в виде полого цилиндрического корпуса с фланцем, установленного внутри корпуса подпружиненного диска, жестко прикрепленного к диску измерительного штока снаконечником, установленных междудиском и фланцем шаровых опор, пьезо-.электрического преобразователя механических колебаний с электродом, соединенного с ним блоком управленияпьезоэлектрическим преобразователеми последовательно соединенные пьезоэлектрический приемник механическихколебаний и блок приема и регистрации, о т л и ч а ю щ е е с я тем,что, с целью повышения точности измерений, пьезоэлектрический преобразователь механических колебаний выполнен в виде пьезоэлектрического кольца, жестко закрепленного на фланце,электрод пьезоэлектрического кольца 20 выполнен в виде шести изолированныхдруг от друга чередующихся между собой трех возбуждающих и трех приемных секторов, на приемных секторахрасположены шаровые опоры.25 2, Устройство по и. 1, о т л и -ч а ю щ е е с я тем, что блок управления пьезоэлектрическим преобразователем выполнен в виде трех каналов, каждый из которых состоит из З 0 последовательно соединенных между собой усилителя, компаратора и ключа,последовательно соединенных формиро-.вателя импульсов и коммутатора, последовательно соединенных генератора и фазовращателя, вход каждого усилителя соединен с соответствующимприемным сектором электрода, выходывсех трех ключей подсоединены к формирователю импульсов, второй выходкоторого соединен с ключами, входыкоммутатора соединены с выходами фазовращателя, а выходы - с тремя возбуждающими секторами электрода.3. Устройство по пп. 1 и 2, о тличающееся тем,чтоблокприема и регистрации выполнен в видепоследовательно соединенных резонансного усилителя, компаратора, регистра и регистратора, последовательносоединенных фотоэлектрического датчика и счетчика, вход резонансногоусилителя соединен с приемником механических колебаний, второй вход,регистра - с выходом счетчика, а приемник механических колебаний акустически соединен с контактно-чувствительной головкой.1397729 ставитель Л.Блохинхред А.Кравчук Корректор О. ктор И. в а 2 б 1/38 твенно тении5, Рауш роизводственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул. Проектная,Тираж 680 НИИПИ Государ по делам изо035, Москва Ж Подписное комитета СССР открытий ская наб д, 4/