Устройство для измерения деталей вращения

СОЮЗ СОНЕТСНИКСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК Я 014115 04 С 01 В 21/08 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ носится к измериль изобретения измерений и рас" ных возможностей. с размещенными ых стойках источамыолож ЬеЮ 4 ь ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ ьАВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ 7309/24-2810.8607.88. Бюл. Кф 27ектно - конструкторское проектированию оборудования зводства пластических масс ических смол.Солодченко и С.В.Любомирский .7 (088.8)вка Франции У 2430595, В 11/08, 1978.РОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ДЕТАЕНИЯбретение оттехнике. Цее точностифункциональенин р 1отивоп н(71) Пробюро подля проии синтет(57) ИэотельнойповышениширениеПри движна ее пр ником 12 света и фотодиодной матрицей 13 производится фиксирование появления кромки измеряемой детали 5 в поле зрения фотодиодной матрицы 13, Блок 25 управ:.ения приемником переключает блок 24 обработки сигнала в режим преобразования изображения в цифровой эквивалент, на выходе которого сформируются данные для определения средней линии профиля и параметра шероховатости поверхности. Контроллер 23 управления включает блок 27 измерения перемещений рамы 1, Данные ординат, величина перемещения контроллером 23 управления передаются в микроЭВМ 22, где вычисляются параметры детали вращения - ее диаметр, эллипсность, конусность и др. 1 з.п.ф-лы, 2 ил,р ФИзобретение относится к измерительной технике и может бьггь исполь,зовано для измерения параметров деталей вращения типа "вал".Цель изобретения - повышение точности измерений и расширение Функциональных возможностей устройства путем оценки величины шероховатости поверхности и увеличения контролируемых 10 параметров.На Фиг. 1 представлена структурная схема устройства; на Фиг. 2 поле зрения Фотодиодной матрицы.Устройство содержит раму 1, размещенную в направляющих каретки 2, шаговый электродвигатель 3, приводящий во вращение винт 4 и обеспечивающий перемещение рамы 1 в плоскости, перпендикулярной оси вращения измеря емой детали 5, шаговый электродвигатель 6, приводящий во вращение винт 7 и обеспечивающий перемещение рамы 1 вдоль оси вращения измеряемой детали 5 по направляющим 8 и 9, опору 25 для размещения детали, например центры 10 и 11, оптически связанные источник 12 света и фотоприемник, выполненный в виде дискретной фоточувствительной системы, например фото. 0 диодной матрицы 13, размещенные на противоположных стойках рамы по разные стороны от измеряемой детали 5, оптическую систему, состоящую из последовательно установленных за источником 12 света по ходу светового пото- ка конденсора 14, преломляющего зеркала 15, установленных на одной стойке рамы 1, преломляющего зеркала 16 и объектива 17, установленных на про 40 тивоноложной стойке рамы 1, датчики 18 и 19 линейного перемещения, измеряющие горизонтальное и вертикальное перемещение рамы 1 относительноизмеряемой детали 5, электродвигатель 20, осуществляющий перемещение цент 45 ра 10, привод вращения детали, выполненный в виде электродвигателя 2 1.Устройство содержит также блок управления и вычислений, выполненный, например, в виде связанных канатном "общая шина" микроЭВМ 22 (в качестве микроЭВМ может бьггь использована ЭВМ "Электроника 60 М") и контроллера 23 управления, блок 24 обработки сигнала, блок 25 управления Фотоприемни ком, блок 26 управления перемещением рамы, блок 27 измерения перемещений и блок 28 управления вращением измеряемой детали 5, Четыре выхода контроллера 23 управления связаны соответственно с входами блока 24 обработки сигнала, блока 25 управления Фотоприемником, блока 26 управления перемещением рамы и блока 28 управления вращением измеряемой детали 5, первый и второй входы контроллера 23 управления связаны соответственно с выходами блока 24 обработки сигнала, блока 25 управления фотоприемником, блока 26 управления перемещением рамы и блока 28 управления вращением измеряемой детали 5, первый и второй входы контроллера 23 управления связаны соответственно с выходами блока 24 обработки сигнала и блока 27 измерения перемещений, два входа которого связаны с датчиками 18 и 19 линейного перемещения соответственно. Вход блока 24 обработки сигнала связан с выходом Фотодиодной матрицы 13, к входу которой подключен выход блока 25, Два выхода блока 26 управления перемещением рамы связаны с входами щаговых электродвигателей 3 и 6 соответственно, а выходы блока 28 - с входа. ми электродвигателей 20 и 21.Устройство работает следующим образом.Зажим детали осуществляется центром 10 задней бабки устройства автоматизированного измерения размеров, а перемещение заднего центра 11 осуществляется электродвигателем 20. Враще. ние измеряемой детали осуществляется электродвигателем 21 привода шпинделя передней бабки устройство.Измеряемая деталь 5 устанавливает-. ся и зажимается в центрах 10 и 11. В микроЭВМ 22 известным способом загружается программа изменений конкретной детали, МикроЭВМ 22 связана с контроллером 23 управления шинами адреса данных и управления.Контроллер 23 управления является устройством связи и органиэации обмена между центральным процессором микроЭВМ 22 и внешними блоками устройства.В соответствии с заложенной программой в микроЭВМ 22 контроллер 23 управления вырабатывает последовательный ряд команд: первая команда направлена к блоку 26 управления перемещением рамы, вырабатывающему сигналы управления электрическим двигателем 6, который, вращаясь посредством3 1411винта 7, перемещает каретку 2 в заданную (по программе) координату измерения. Котроль перемещения кареткиосуществляется датчиком 18 линейногоперемещения (например, индуктосин).5При достижении кареткой 2 заданнойкоординаты блоком 27 измерения перемещений вырабатывается сигнал, который направлен в контроллер 23 управления. Контроллером 23 управлениявырабатывается команда прекращениядвижения каретки 2 и одноврем .нноподается сигнал на блок 26 управления перемещения рамы для включенияшагового электродвигателя 3 вертикального перемещения рамы 1,Рама 1 из нижнего исходноо положения перемещается вверх перпендикулярно оси измеряемой детали 5, Лучсвета от источника 12 через конден-сор 14, зеркала 15 и 16 и обьектив17 попадает на Фотодиодную матрицу13, При движении рамы 1 в поле оптической системы попадает нижняя кромка детали 5 и на Фотодиодной матрице13 проецируется профиль участка образующей детали. До появления изображения на фотодиодной матрице 13непрерывно производится анализ первой строки на наличие изображения,Появление тени на любом участке первой строки сигнализирует о "захвате"кромки изображения. Блок 25 переключает блок 24 обработки сигнала йрежим преобразования изображенья вчисловой эквивалент,Блок 24 обработки предназначендля преобразования временного интер-вала, генерируемого блоком 25 управления Фотоприемником, в некоторое коли Очество импульсов, пропорциональноеего длительности, суммирования этихимпульсов при изменении адресов строк,хранения и передачи на входные шинымикроЭВМ 22 в виде последовательности 45байтовой информации, для определенияналичия оптической информации, в режиме поиска кромки детали 5.Блок 25 предназначен для согласования входных и выходных параметров 50фотодиодной матрицы 13, организацииуправления и усиленйя малых сигналовна выходе фотодиодной матрицы 13,Участок кромки детали 5, спроецированный на Фотодиодную матрицу 13, 55блоком 25 преобразуется в ряд числовых значений ординат (по числу столбцов Фотодиодной матрицы), поступаюших в счетно - суммирующее устройствои являющи. "я исходными данными дляопределения средней линии проФиля ипараметров шероховатости поверхностидетали Р . Этим же сигналом. черезконтроллер 23 управления включаетсяблок 27 измерения перемещений, который фиксирует расстояние, пройденноерамой 1 от момента появления тени напервой строке Фотодиодной матрицы 13до момента засветки первой строкифотодиодной матрицы 13 при выходерамы 1 за габариты измеряемой детали5, Засветка любого участка. первойстроки фотодиодной матрицы 13 приводит к тем же результатам, что и появление тени (участок кромки детали,спроецированный на Фотодиодную матрицу 13, преобразуется в ряд числовыхзначений - ординат для определениясредней линии профиля и параметровшероховатости),Данные ординат, величина перемещения контроллером 23 управления потипам данных передаются в микроЭВМ22, где в результате обработки информации одного замера получают диаметрдетали (размер между двумя среднимилиниями верхнего и нижнего профиля),К - параметры шероховатости. Спомощью шагового электродвигателя 6каретка 2 перемещается вдоль оси измеряемой детали 5 к новой координате.измерения, и процесс, измерения производится при движении рамы 1 внизаналогично описаному. Совмещение движений; вертикального - измерительнойрамы 1, горизонтального - каретки 2и вращательного - детали, позволя- -ет определить все основные параметрыдетали - размеры в заданных сечениях,эллипсность, конусность, биение и др,П р и м е р . Применяют Фотоматрицу Мф 16, При движении в момент времени(фиг.2) проекция детали затемняет одну или несколько элементовпервой строки, При этом могут бытьзатемнены элементы последующих однойили нескольких строк, что на работусистемы не влияет, Затемнение элементов первой строки сигнализирует оналичии кромки детали и вызываетсигнал, переключающий блок 25 наопрос всех ее строк. Опрос строк производится в момент времени с , т.е.после очередного перемещения рамы 1в паузе ее движения, Выбор шага (дискреты) перемещения рамы 1 определяют5 141 исходя иэ допустимой точности измерений предлагаемой величиной шерохеваости поверхности. Для токарной обаботки шероховатость К = 20-40 мкм. еличина дискреты перемещения выбиратся, исходя из условий полного оторажения профиля кромки детали на отодиодной матрице 13 (момент време 1) при любом положении иэображеия в начальный момент времениРазмер проекции отображения ойрееляется выбранной точностью измереия. Так как резьбовая поверхность является разновидностью шероховатоси, но с соверщенно определенным агом и высотой гребешков, то устройтво выполняет операции по измерению езьбовых поверхностей с контролем еометрии профиля резьбы.Для выполнения замеров резьбовых оверхностей объектив снабжен трансокатором.формула изобретения1. Устройство для измерения деталей вращения, содержащее основание, становленную с возможностью переещения в плоскости, перпендикулярой основанию, раму, стойки которой редназначены для размещения по разые стороны от оси вращения детали, асполагаемой в плоскости, параллельой основанию, привод перемещения амы, оптически связанные источник вета и фотоприемник с объективом, расположенные на противоположных стойках рамы, датчик линейного перемещения рамы в плоскости, перпендику 585лярной коснованню, о т л и ч а ю -щ е е с я тем, что, с целью повышения точности и расширения ФункционаБльных воэможностей путем обеспеченияизмерений наряду с диаметром деталивращения и других ее параметров, оноснабжено приводом перемещения рамы вплоскости, параллельной основанию,датчиком линейногоперемещения рамыв плоскости, параллельной основанию,блоком управления и вычислений, блоком обработки сигнала, блоком управления Фотоприемником, блоком управления перемещением рамы, блоком измерения перемещений, блоком упГавлениявращением детали, четыре выхода блокауправления и вычислений связаны соответственно с входами блока обработкисигнала, блока управления фотоприемником, блока управления перемещениемрамы, блока управления вращением детали, два входа блока управления и вычислений связаны соответственно свыходами блока обработки сигнала иблока измерения перемещений, два входа которого связаны с выходами датчиков линейного перемещения, вход блокаобработки сигнала связан с выходомЗО фотоприемника, вхбд которого связанс выходом блока управления фотоприемником, выходы блока управления перемещением рамы связаны соответственнос выходами приводов перемещения рамы,а фотоприемник выполнен в ниде Фотодиодной матрицы.2. Устройство по п.1, о т л и ч а .ю щ е е с я тем, что оно снабженотрансфлокатором, связанным с объективом,1411585 оставитель О,Несоваехред Л.Олийнык ректор О,Кравцо Редактор Н.Тупица Тираж 68 аказ Зб 43 одпис еское предприятие, г. Ужгород, ул, Проектная, 4 Производственно-поли ВНИИПИ Государственно по делам изобретен13035, Москва, Ж, Ра комитета СССРи открытийкая наб., д. Наиуа 3 пени Обижена рощемаериц