Устройство для измерения профиля детали

ОП ИСАЙИ Е ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Советских Социал истицеских Республикс присоединением заявки Ю Государстеенный номнт Совете Мнннстроа ССС по делам нэооретеннй н открытнй(4 б) Дата опубликовани описания 2 3.06.77(72) Авторы изобретени Поплавский оворотный, А. Н, Зацепилип,ов(54) УСТРОЙСТВО Д 11 Я ИЗМЕРЕ 11 ПЯ 11-ОчПОЮ Д 11 Ж 111 В ХОДЕ ОБРАБОТК 1 для ол ба-ь,в, чувств ысо чнссти измерения пр дву направлениях,Для псвыщепия точности при измерениипрсдоль 11 о в поперечно профиля детали входе обработки предлагаемое устройстводля измерения профиля детали имеет многссекционный индуктивный чувствнтельныиэлемент на пяти ферромагнитных параллельных сердечниках, распопОженных в двух взаимно-перпендикулярных плоскостях с общимцентральным сердечником, Два ферромагнитных диска, разделенных между собой меднымдиском, р слолсжепных перпендикулярно осицентрально о сердеч:ика, связывают нижню и Верхчюю пОлОВины сердечников Ослеймагнитной целью.к е магпит 11 ые цепи з:л 1 з 1 каются с однойс.-орспы эталонной феррсмаг 1 Нтлсй ловерх -дгугой кс 11 и р 1;-,ируемой детальс,"ткжс спс тел :1 Носк,:,лПертупы1 с",1:аппп д .а. и.;. 1 элэ 11 . Вис 1 мс и.; Вестны измерительные устройства ределени параметров профиля образо лО 11 дста 11 п с помощью эталонов иитсльных элементов, установленныхк ",1 те;1 ьном суппсрте станка.вестные устройства не обеспечивают На каждом ссрдепике или-ются облк тк 11 дпсчятия информци 1,На центральном сердечнике - д я Всзождения переменногоэлеметромагпитиогс поля. Такая кснстукция чувсВ.1., элемента пОзвспяетопредели, От; 1 спс 1ко рд ать; поверхности сбрабатывасм;:, дс , ,и кодо каждого из па,;аплельпь 1 х .:1 д " -,св ст эталонного з:;ачепия.О Кроме этогс, уст 1 к ,суиествляетсалОпастройку ПО 11 сжс 1 я на средний раз,тср, благодаря введ .Пи Осатс: зчрассогласованик срс; н ; в ; :.з.,:пз сбраб -гываемой дстал 11 с атал.;обр висл; итем самь 1 м, ху. Оствзяя с,Ол.спи з 1ним размерОм дети, 1:. с 11 ра. , 1 ь 11От базы дс поверхОст ГО 1 и.Уст;-сйство имеет д 11 а чу :ствит с 1,ьх-;" -т С, )1)Гл:г)тГ 2 - раЗдОЗ ) в .4Ггтгг ГГ Гг)тГ - пр Птт Гтя алва)1 Э-ГОК -- .-"т" ":,.;.т г;ЕГГ.1 Сгг ГтПтИлт. СбМОТОК ПСОВН-т:О". ГгрОО)т,С.)паТЕ)я И б:,;.ОК - СХЕМа СЛЕдя - ;г "Нт С"С.тттлг ЗО С)г)д 1:1 Г Знангт 1 Е:г ЛИНэгйУ.ОСт ; т)гтэт, Э-, а Отб)рабат;.злоО.;. датаЛИНафИГ. 4 - ГОМ Растт) О%ятЛГЯ ЭЛЕМЕНТОВ ГРИ ИЗМЗт" тт )О;,Г,отра В С;)янов Готт.,;.-О ОбодбОТК)1., .т):;Е ", ГТОЬ, ГЛЕЕНттЫХ МЕЖДУ СО - , й ьо -)а:нх элэм епта - пз ЙерромагнитПО МЕГ , "Оруту)О ", ВНутрЕН.ПОЮ Чаот.т лл: .:; О )г.с .". - ," -;-. - ЕМО ттоп СВЯЗат .л"ДГ 1 ОЬГЕ)т ЧО,-,.;",. - -. -,л Суд)тор-.: С-.).КО Г,фГГ, 4).л .;, -;Н " тг" - Х СПГ;):.З. ЯОШИХ СТО,Ка С- -,лс " т) 1- г)о-,яг;-, - ,.,; "Отелей 25, 32, Ол лОД)- ГЛЛ-"ЛГ ГЛ)т"Л-ГГ-тЕг)Г Г- )огот3 lК 7",летг г ганряжЕНИЯ КОтОрЫХ ВЫЧИтаЮТСя, а таКжЕсуммируются в сумматоре 35.Потенциометры 26, 34 получают питание от стабилизированных источников 27, 36,Устройство для измерения профиля гбрабатг.)ваемой детали 37 работает следуыцимобразом, Около внутренней частглферромагтгитньх элементов (фиг. 1, 2) устачавливается эталонный образец 38.Аналогичный образец устанавливается нанаружной части датчика. Затем микрометрическим винтом осуществляется грубая балансировка всех электрических цепей датчика так, чтобы напряжение на выходе между клеммами с)Ь, ас, сЬ, ас было равно нулю(фиг. 3,). Также уравновешивается и напряжение с выхода обмоток 17, 20 и со входаусилителя 24. Затем, если наружной частичувствтельного элемечта поднести детальс др,гимн геометрическими параметрами нобозе измерения, то в оезультате вариациизазора происходит перераспределение напряжент)й, снимаемых с обмоток 10 - 23,Ваотгагии форромагнитных свойств можно компе.с.ровать использованием двухчастот- НЬ 1 Х ГРИООРОВ,Выходные цепи датчика скоммутировацы таким образом, что напряжение с клемма Ь пропорционально прирашению размера в вертикальном направлении по направлечию орие)нтатии стержней 4, 1; напряжение клемм ОГ о соответствует прираг.;ению размера:з горизонтальном направлении ; чапряжение с клеммсс пропорцчочально прирашению измеряемо.-о размера в направлении измерения в области между стержнями 1 и 2; напрягжотие с клемм о с пропорционально аналогичному прирашению, но в области пятоготорого стержней, т. е, в:-аправлении, пер;-.ендикулярчом первому.Таким образом, можно измерять прираше-гия зазора между чувствительным. элементом и контролируемой детальо в двух взаимно-перпендикулярных напразлениях, Хонструк-ивно база чувствительного элемента. ,плошадь круга, вкчючаюшего четыре измерительных стержня) может быть уменьшеноЭ,О ь м, но при этом необходимо межд) стержнями 1 - 5 с обмотками устанавливать еше медные пластины для уменьшения потоКа РаССЕЯНИЯ И ДЛЯ ВСПУЧИВОНИЯ МтаГН)тт)1 ОГО поля, Еслти среднее значение зазора (выходное суммарное напряжение с обмоток 11т 13, 15, 17) не соответствует среднему значению зазора на эталонной сгороне чувствительного элемента (выходное суммарное напряжение с обмоток 1 Э, 20, 22, 23), то рассогласование напряжений, усиленное усилителем 24. приводит к геремешению чувст551126 напряжения с обмоток оЬ ц аЬ будут пропорциональны производным от функцц 1 профиля во времени. Наример, при управлениипроцессом. резания путем изменения скоростиподачи при постоянной скорости вращенияшпинделя с клемм о Ь" снимается напряжение, пропорциональное производной от функции профиля. Прцчед функция профиля расслатривается, например, для случая точенця, как р функция изменения радиуса детали от угловой координаты и от координаты вдоль осцобработки. 5 Формула изобретения 0вцтель 11 О О згемента (вместе с компенсационной эталонной деталью) к поверхностИ измеряемой детали или от нее так, чтобы средцее значение зазора оставалось неизменным, Тем самым чувствительность и точность измерения остается практически неизменной.Одповремепно ротор двигателя кинематически связан с реохордом потенциометра 26, указывающим величину среднего зазора, 1 относительно которого измеряются приращения напряжения с клемм с 1 с ц О С.Величина среднего зазора выражается в виде напряжения Ь 0, которое вычитается цз такого же напряжения (фиг. 4 ) с аналогичного чувствительного элемента, установленного на уровне центров с другой стоОоны ОЬраоатываемой детали, Таким образом, разность напрЯжениЯ Л = Л 02 - Ь п ор порциональна деформации детали при 2002 01 обработке и может быть использована для ее компенсации в системах управления, причем. в отличие от существующих методов измерения полученная деформация определяется как упругой силовой составляющей, так 2 б ц температурной деформацией элементов стачка, Одновременно текущее значение диаметра Уд получается после суммирования в блоке 35, которое раво с 1 3 = Ь + ЛО 02 В связи с тем, что выходные напряженияс клед.,а с и а с Определяют прираше размера:1.;акткчссец за Время переходчот о 1 роцесса в магццтных цепях, то цнердо 1 ость всего цз:.1 ерцтельного комплекса будет огре-епяться только переходными про- З 5 цессамц в магнитных и измерительных цепях.зтцх условиях требования к цнерционнсстц с; - едящей системы за средним размеромявляотс 1 Высокими, т, к. все динамичес- Х:Е РЕЖЦМЬ ОПРЕДЕЛЯЮТСЯ НЕПОСРЕДСТВЕННО 4 О с выход-. х обмоток с 1 с и ос, В том лу ,.-, Осг-.1 дпя лспей управления требуетСЯ вьсокая полоса пропускания устройства, то апр-.,жсче, снимаемое с клемма с (или о с ), поступает па преобразователь, урав-ф НОВЕ ЦваЮПИЙ Маснитао НаПРЯЖЕНИЯ С о с с масштабом напряжения с выхода суммагоа 35, Затем зти напряжения суммиру.отся, фордПрут функции профиля, причем с выхода сумматора 35 поступает напряже О нц 8 Об итегральном значении размера Вариации относительно которого поступак,т с клемд. с с через масштабный преобразователь, Таким образом удается значительно эасщирцть динамический диапазон измеоений,1, Устройство для измерепя профиля детали в ходе обработки, имеюгг.е два цндуктивцых чуВствцтельных злелета со своими эталонами профиля каждь 1 й цз которых установлен на самостоятельном цздерцтеь - чом суппорте на уровне центров с двух сторон от обрабатываемой детали, два привода точных перемешеП 1 ц пОлОжения чувстВительных элементов с индикацией положения ц с преобразователями для угравленця цми, суммируюшее и Вычтающее ус гройствоО т л 11 - ч а ю ш е е с я тем, что, с цепью увеличения точности изморечя профцпя в двух взаимно - перпендикулярных направлениях чуг -у ствительпые элемепть; гьпо;неы в вцде пяти ферромагнитных гаралпепьцых стержней, ересеченных ферромагпптгьь 1 диском, наружная часть которых обращена к Обрабатываемой детали, а Вутренняя к эталону, и централььп: стержень спаожен по наружноц ц внутренней часты обмотками возбуждепя, ,а боковье стэржп измерительными Обмоткалщ, по две .а кажидои части срежня, прцчс:.;Орвь 8 Обд;Отк;1 КажДОГО НаРУжНОГО СТРХ. Я ВкнОЧПЬ ПО компенсационной схеме попарпо и одновременно по кодпенсацио".О 1 системе с первы - ми обмотка. ц внутренних ст ржчей а Вторые обмотки каждого цз наружных стеривинеи соединены послсдовательно и одновременно по компенсаццо:пой схеме со вторыдц оомоткадги внутрецпх стержней, которые со- липе 111 между собой также последоватольцо ц включе.ы на вход преооразователей управления прцводамц точных псоемешегцй, кцн- :,атцческ 1 связанными со средствам.;: цтдцкацп 1, например рсохоодам 1..рц постоянной скрости перемещения чувтвительнь:х элементов в направлении Ориентирования стержней чувствительного злемечта (вертикальном или горизонтальном) 6 О 2. Устройство по и. 1, о т л ц ч а ощ е е с я тем, что, с целью колцпеисаццц Влцяп 1 я деформации детали 11 элементов стан - ка на измерение среднего дцадетра, выход, реохордов подклочпы к суддаторсн,4 Ус",;ицство по пп, 1 и , о т л ил а к, е . с я том, что, с целью опред .-опля величины деформации детали и элем".лто станка, выходы реохордов дополнительно подключс лы х в зчитаюшему устройству,ч. Устроцство по пп. 1 и 2, о т л и ч аю щ е е с я тем, что для расширения частотного диапазона измерения, выходы од - ной пары обмоток наружного и вцутреннего стержней, соединены со входом. сумматора., йибобес Техред И, Асталош Корректо Редакто каз 58/5ЦНИИПИ тров ССС 113035,П ф Патент", г,род, ул.Проектная,Тираж 1207арственного комитето делам изобретенийМосква, Ж, Рау Подписное Совета Мини и открытий шская наб д.