Гидравлическое устройство для измерения линейных размеров и перемещений

СОЮЗ СОВЕТСКИСОЦИА ЛИСТ ИЧЕСКРЕСПУБЛИК14 0 А 51)4 С 01 В 13/02, Г 1 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ(56) Авторское евВ 1089408, кл. С У 15 ческии институО.К.Куткин идетельство СССР 1 В 13/02, 1984 АВЛИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ НЕЙНЫХ РАЗМЕРОВ И ПЕ(57) Изобр рительной польэовано размеров и ение относится хинке и может б изм ть исейных измерения лин мещений в ма нофив.1 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОЧНРЬ 1 ТИЯПРИ ГКНТ СССР ВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕПЬСТВ строении. Цель изобретения - повьппение надежности. В устройстве емкостьразделена на две полости 2 и 3 мембраной 4, полооть 3 заполнена жидкостью. К мембране 4 жестко прикреплен шток 1.с каналами 5-7, Верхняяполость 3 соединена трубкой 9 с резервуаром 12, заполненным водой. Втрубке 9 размещен поршень 11, на ееповерхности установлены считывающиеэлементы 10, Гидравлическое устройство для измерения линейных размеров иперемещений постоянно отслеживаеттекущий размер и выдает информацио(кодовую комбинацию) в СУ ЧПУ станкаили управляющую технологическим процессом ЭВМ. 4 ил.25 Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения линейных разме".ров и перемещений в машиностроении.Цель изобретения - повышение надежности,На фиг,1 показано предлагаемоегидравлическое устройство, поперечное сечение; на фиг,2 - вид А на 10фиг,1; на фиг.З - семейство характеристик дроссельно-эжекторного узлав зависимости от давления питания,(наличие т. 0 показывает, что независимо от изменения давления питания 15характеристики дроссельно-эжекторного узла проходят через одну и туже точку; если измерительная схемаприбора измеряет расстояние Хь, тоизменение давления питания не влияет на точность измерения); на фиг.4 -поршень в развернутом виде.Гидравлическое устройство дляизмерения линейных размеров и перемещений содержит шток 1, емкость,разделенную на нижнюю 2 и верхнюю3 полости мембраной 4. К мембране 4подсоединен шток 1. В качестве измерительного наконечника в штоке 1 выполнен дроссельно-эжекторный узел, 30состоящий из питающего 5, приемного .6 и выходного 7 каналов, Массу штокауравновешивает пружина 8. Верхняя. полость 3 соединена с измерителемуровня жидос в емкости ииз трубки 9, на которой расположенысчитывающие элементы (СЭ) 10, Внутритрубки 9 находится поршень с проточками 11, а на втором свободном концеустановлен резервуар 12, Верхняя полость 3, часть трубки 9 и резервуар12 заполнены жидкостью.Рассмотрим формирование символовна выходе СЭ 10, если в качестве последних взяты фотодатчики, а в качестве жидкости - вода. Количество СЭ 10и конфигурация поршня 11, т,е. величины длин Ь и 1, зависят от реализуемого кода с основанием, равным 2(символы 0 и 1 ) Длина поршня С 50зависит от радиуса трубки 9 К и равна С = 2 К. Работа устройства построена по принципу кольцевых кодирующимустройств. Фотодатчик состоит из излучающего диода, двух фотодиодов исхемы сопряжения.Фотодатчик имеет три рабочих состояния. В первом состоянии излучающий диод перекрыт большим диаметром поршня П, на фотодиоды световой луч не поступает, и на выходе фотодатчика формируется символ "1". Во втором состоянии против излучающего диода находится меньший диаметр поршня Й; луч света, не встречая преграды, проходит через трубку 9, рассеиваясь, и, попадая на оба фотодиода, формирует на выходе фотодатчика символ "0". В третьем состоянии в данный момент времени против излучающего диода в трубке 9 находится вода;луч света, проходя через трубку 9, заполненную водой, собирается (фокусируется) в определенной точке. Один из фотодиодов расположен в.фокальной плоскости как раз в этой точке, Луч света, попадая на фотодиод, отключает фотодатчик, и на выходе фотодатчика сигнал отсутствует, т.е. фотодатчик выключен из процесса считывания символов. Таким образом, при перемещении в трубке поршня длиной С, по обе стороны которого находится вода, можно сформировать любую требуемую кодовую комбинацию с основанием кода, равным 2.Гидравлическое устройство для измерения линейных размеров и перемещений работает следующим образом,На металлорежущий станок с ЧПУ перед началом работы устанавливают эталон, который по размерам соответствует минимальным размерам детали 13, Между эталоном и торцом дроссельно-эжекторного узла устанавливается зазор Х, причем зазор Х Х (фиг.З). При поступлении давления питания в канал 5 в выходном канале 7 создается отрицательное давление, которое, поступая в нижнюю полость 2, прогибает мембрану 4 вниз до тех пор, пока зазор Х не становится равным Х . Объем верхней полости 3 увеличивается и поршень 11 начинает перемещаться вниз. При этом на выходах СЭ 10 возникает кодовая комбинация. Механизмом настройки (не показан) вручную или автоматически перемещают устройство вниз, пока на выходах СЭ 10 не возникает кодовая комбинация, принятая эа начало отсчета (нулевое положение), и соответствующая зазору Х,. При достижении данного положения механизм настройки фиксируется, а мембрана в данный момент находится в определенном положении (фиг,1), Это положение гидравличес 1474460кого устройства для измерения линейных размеров и перемещений запоминается СУ ЧПУ станка или управляющей ЭВМ. В дальнейшем измерение может производиться от данного начала отсчета при различных контролируемых диаметрах (размерах), если они попадают в диапазон размером, охватываемым преобразователем, либо про исходит перенастройка начала отсчета по другому эталону.В процессе работы на станок устанавливается обрабатываемая деталь, при этом зазор Х может быть как боль ше, так и меньше Х (фиг.3). В случае, если зазор Х) Х, (что соответст-вует бракованной заготовке), в выходном канале 7 создается отрицательное давление, которое поступает в 20 нижнюю полость 2, и мембрана 4 прогибается вниз до тех пор, пока зазор Х не становится равным Х,. Объем верхней полости 3 увеличивается и поршень 11 начинает перемещаться 25 вниз. При этом на выходах СЭ 10 возникает кодовая комбинация, соответствующая величине, перемещения штока 1. Эта информация, поступая в СУ ЧПУ станка или управляющую технологичес ким циклом ЭВМ, дает команду на окончание работы, так как размер детали меньше заданного минимального размера эталона. Если зазор Х (Х в выходном канале 7 создается положительное давление, которое поступает в нижнюю полость 2, и мембрана 4 прогибается вверх до тех пор, пока зазор Х не становится равным Х,. Объем верхней полости 3 уменьшается 40 и поршень 11 начинает перемещаться вверх. При этом на выходах СЭ 10 возникает кодовая комбинация, соответствующая величине перемещения штока 1, Эта информация, поступая в 45 СУ ЧПУ станка или управляющую технологическим процессом ЭВМ, дает команду на подналадку инструмента для обработки в заданный размер, так как размер детали больше заданного50 минимального размера эталона.Таким образом, при обработке детали устройство постоянно отслеживает текущий размер и выдает информацию (кодовую комбинацию) в СУ ЧПУ станка или управляющую технологическим процессом ЭВМ,Использование гидравлического устройства для измерения линейных размеров и перемещений позволит сократить количество устройств, необходимых для передачи в СУ ЧПУ станка или управляющую ЭВМ информации от измеряющего устройства, и повысить надежность системы в целом, снизить затраты на ее изготовление,Кроме того, наличие информации о размере детали, полученной в данный момент времени, позволит скор. ректировать управляющую технологическим процессом программу так, чтоисключатся холостые проходы инструмента при обработке детали вследствие различных допусков на размер,что снизит время обработки и повыситпроизводительность,Формула изобретенияГидравлическое устройство для измерения линейных размеров и перемещений, содержащее емкость, частично заполненную жидкостью с поршнем, подпружиненный шток, жестко связанный с измерительным наконечником, и считывающие элементы, о т л и ч а - ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности, емкость разделена на две полости мембраной, причем верхняя полость заполнена жидкостью, а к мембране со стороны нижней полости жестко прикреплен шток с наполненным в виде дроссельно-эжекторного узла измерительным наконечником с питающим приемным и выходным каналами, при этом выходной канал соединен с нижней полостью емкости, а верхняя полость соединена с трубкой и резервуаром, заполненным жидкостью, внутри трубки размещен поршень с кодовыми проточками, а на наружной поверхности трубки установлены в соответствии с кодом считывающие элементы.1474460 Фиг 8 рректор М.Пожо оизводственно-издательский комбинат "Патент", г. ужгород, ул. Гагарина, 101 Составитель И.ЯковенРедактор И.Дербак Техред Л.Олийнык 1881/37 Тираж 683Государственного комитета по изобретени113035, Москва, Ж, Раушская ЗаВНИИПИ Подписное и открытиям при ГКНТ СССР аб., д. 4/5