Способ измерения формы объекта и устройство для его осуществления

(191 И 1) 2 01 В 21/2 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИ РЕТЕНИ ВТОРСНОМ(46) 23,07.91. Бюл, (7 1) Рыбинский авиа гический институт (72) Ю.И.Гудков, Ю, Е.А,Зак, В,В,Зиновь М.Ю,Смирнов, А.В.Ма феев и В,И.Шелгунов (53) 531,717 (088.8 (56) Авторское свид У 1105756, кл, С 01Авторское свиде У 976293, кл, С 01 функциями, В уст ляющем способ, и ики 6 света расп ных точках на по ым про ве, и 7 т в сущест источ онтрол 3, экв оо мни ага ноло 1 ионньв истантнои эталон ерхности, запоми рхност ной из,Жаботинский, в, А.К.Криков,шинин, А.А.Тимояемои ают си иемника 7 в кажда льных а и с бъ тельство СССРВ 1 1/24, 983.ельство СССР11/24, 1981. роля фотопрточках длязапомненнымного объектвыполнена в ты вмонтироваводные чем ны в промежут ность которого ности измеряем жточныи эталон можностью перем е про иля объ та,асти щения отн пособлени ительн 15, в расширение ои устройствамерения формькоторых опис базирующего при тором устанавли ект 3, 2 с, и 1 а ается из з.п, ф-л яемыи2 ил ътов, поверхнос бр т носится к и может бы змер етени техни ис поль, т ельнои зовано, профиляЦель ия от расст ия й до поа излерхносУст е о в частности, пр объекта.изобретения явл области примене ства за счет об формы объектов, описывается прои т промежуточны 2 которого эк с ба эталонвидиста я споспечениверхнольными ти алонноавнивается и устроимерениякоторыхфункциямиНа фиосуществ объекта верхнос тема 4,по зв оптическая я в виде И ис 1светово отверст акрепленнь ного этало схема устройства, редлагаемый спосо юще(54) СПОСОБ ИЗМЕР "И УСТРОЙСТВО ДЛЯ (57) Изобретение тельной технике и зовано при контро Цель изобретения применения способ счет обеспечения ЕНИЯ ФОРМЫ ОБЪЕКТА ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ относится к измериможет быть испольточках для эталонного удят о контролируемом и разности сигналов с кон иемника 7 в контрольных измеряемого объекта 3 с и сигналами для эталона, оптическая система 4 виде световодньх жгутов ыи эталон, поверхквидистантна поверх о объекта 3, промеустановлен с возна фиг.2 графически показана зависимость сигнала 0 на выходе приемнити объекта.ойство содерж1, поверхностнтна поверхнос которым сть объекта 3,5, выполненндных жгутов,иях промежутоЯ + 1 источников 6 излучения, наприМер светодиодов, сопряженных с торцами световодных жгутов системы 4, Я+1 - канальный приемник излучения, выполненный, например, в виде Я+1 фотодиодов 7, сопряженных с торца" ми световодных жгутов системы 5, Я + 1 силитель 8 Я, первых 9 и Я вторых0 элементов памяти (например, аналоговые коммутаторы с Я + 1 дифферениальных усилителей 11, Я индикатоов 12, компаратор 13, переключатель 4 режимов "Обучение-работа" Я ка алов являются измерительными, а Я+1)-й - опорным, Устройство имеет акже базирующее приспособление 15, предназначенное для установки объекта 3, Промежуточный эталон 1 жестко Связан с направляющей 16 и установЛен с возможностью перемещения поредством привода (на фиг,1 не поазан) в вертикальном направленииштативе 17. В верхней и нижнеч часги направляющей 16 закреплены упоры 18, 19. Положение упоров 18, 19 моет регулироваться по длине направ,пяющей 16 с помощью элементов крепления. На штативе 17 закреплены первый 20 и второй 21 конечные выклю- чателИ, базирующее приспособление 15 закреплено на столе 22 штатива 1.Устройство содержит также источ" ник 23 тока, Я+1 источник излучения подключен к его выходу, Я+1 канальный приемник излучения - к входам усилителей 8, Выход усилителя 8 опорного канала соединен с первым входом компаратора 13, Второй вход 24 компаратора 13 соединен с источником опорного напряжения и ,Вых д компаратора 13 соединен с переключающим контактом переключателя 14 "Обучение- работа". Выходи усилителей 8 измерительных каналов 1, 11 Я соединены с входами первого 9 и второго 10 эпементов памяти, Выходы элементов памяти 9 и 10 соединены с входами дифференциальных усилителей 11, к выходу которых подключены элементы индикации 12, Стробирующие входы первых элементов 9 памяти подключены к выходу "Обучение" переключателя 14 режимов Стробирующие входы вторых элементов 10 памяти подключены к выходу "Работа" переключателя 16,Способ измерения формы объектауществляется устройством следующим ос обзом. Ь режиме обучения (переключатель14 в положении "Обучение" ) производится опускание промежуточного эталона 1 (это перемещение ограничено5положением первого конечного выключателя 20), При движении напряжениена выходах усилителей 8 изменяетсяпо закону, показанному на фиг. 2,При достижении зазора между эталоном1 и объектом 3, равного д; (соответствует значению Б 0), на выходекомпаратора 13 появляется "1". Этовызывает открывание первых элементовпамяти 9, т,е, напряжение на их выходах точно соответствует входномув каждый момент времени, На спадающем участке Ж р,О) характеристики(фиг, 2) в момент равенства выходного напряжения усилителя 8 опорногоканала напряжению источника опорного напряжения Б на выходе компаратора 13 появляется напряжение "0",Это приводит к "запиранию" первых 25 элементов памяти 9, т,е. напряжениена их выходах не зависит от входногоЙ равно входному напряжению, действующему в момент запирания, Положение упора 18 отрегулировано так,что момент перехода компаратора 13из состояния "1" в "0" происходитдо срабатывания первого концевоговыключателя 20, Таким образом, присрабатывании концевого выключателя20 в первых элементах памяти 9 заполн 11ены "нулевые показания датчиковзмерительных каналов 1.Я, Посде этого производится отключение источнйка 23 тока, питающего источника 40 излучения 6, и подъем эталона 2 вкрайнее верхнее положение (до срабатывания второго концевого выключателя 21).Далее устройствс переводится в 45 рабочий режим, Для этого переключатель 14 устанавливается в положение"Работа. В баэирующее приспособление помещается объект 3, поверхность которого измеряется. Производится опускание промежуточного эталона 1. При этом аналогично режиму"Обучение" производится запись выходных напряжений усилителей 8 измерительных каналов 1 Я во вторыеэлементы 10 памяти, После чего отключается источник 23 тока и производится подъем эталона 1 в крайнее верхнее положение, При этом5 166 13 из состояния "1" в состояние "О") индикаторы 12 показывают отклонения размеров в контролируемых точках из меряемого объекта 3 от размеров эталонного объекта в этих же точках,Формула изобретения1. Способ измерения формы объекта, заключающийся в том, что формируют световой пучок, состоящий из набора лучей, принимают лучи в контрольных точках, а о контролируемом параметре судят по сигналам, принятым в каждой контрольной точке, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью расширения области применения, контрольные точки формируют эквидистантно эталонной поверхности, набор световых лучей формируют точечными и осуществляют прием в контрольных точках отраженного от эталонной поверхности соответствующего светового луча и запоминают эталонные сигналы в каждой из контрольных точек в момент достижения заданного уровня опорного сигнала, соответствующего определенному расстоянию между эталонной поверхностью и контрольными точками, аналогично запоминают сигналы от измеряемой поверхности, а отклонение формы измеряемого объекта определяют по изменению сигналов от отраженных световых лучей по срав" нению.с эталонными сигналами.2. Способ измерения формы объектапоп.1, отличающийся тем, что световые лучи формируют по нормали к эталонной поверхности,3, Устройство для измерения формы объекта, содержащее источник излучения, установленную последовательно по ходу светового потока оптическую систему, И-канальный приемник излу- в 5231чения, число каналов приемника равночислу контрольных точек, соответствующих числу контролируемых элементов объекта, и схему обработки сигнала, отличающееся тем,что, с целью расширения области применения, оно снабжено Я источникамиизлучения, опорным приемником излу 1 О чения, промежуточным эталоном с (0+1)сквозными отверстиями в контрольныхточках, расположенных по его поверхности, эквидистантной поверхностиэталонного объекта, оптическая сис 15 тема выполнена в виде (И+1) световодных жгутов, пропущенных сквозьсоответствующие отверстия промежуточного эталона, и содержащими вкаждом передающие и приемные свето 20 воды, одни концы которых сопряженыторцами с поверхностью промежуточного эталона, а другие - с соответствующим источником и приемником излучения, блок обработки сигнала вы 25 полнен в виде источника тока, переключатель режимов, М цепей, каждаяиз которых содержит усилитель, первый и второй элементы памяти, подключенные к нему параллельно, и диффе 30 ренциальный усилитель, инвертирующий и прямой входы которого соединены соответственно с выходами первогои второго элементов памяти, а выходс индикатором, опорной цепи, содержащей И+1-й усилитель и компаратор,соединенный с ним, И цепей соединенымежду собой соответственно стробирующим входом первого и второго элементов памяти, входы являются выходами40 Обучение и Работа переключателярежимов, источники излучения подключены к источнику тока, второй входкомпаратора предназначен для подключения к источнику опорного напряжения,1(Зазо,о) Составитель Е. Глазковаедактор Е,Полионова Техред А,Кравчук, Корректор Л.Пилипенко П Ванн 1130 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагари Заказ,271 ВНИИПИ Го Тираж 388о комитета Москва,о изобретениям и 35, Раушская наб исноеткрытиям при ГКНТ ССд. 4/5