Устройство для контроля параметров отверстий

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 17 ц 5 6 01 В 7/12 НИ ПИС еобъединение тво ССС 1966, тво ССС981. ость ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(56) 1, Авторское свидетель3 Ф 2162282, кл, 6 01 В 7/122. Авторское свидетельМ 916969, кл. 0 01 В 7/12,(54) УСРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ПАРАМЕТРОВ ОТВЕРСТИЙ(57) Изобретение относится к контрольноизмерительной технике и может быть использовано в различных отрасляхпромышленности, в частности в атомном Изобретение относится к области контрольно-измерительной технике, а именно к приборам контроля диаметров глубоких отверстий, и может быть использовано в различных отраслях энергетического машиностроения, например, для контроля отверстий и степени развальцовки трубных досок теплообменных аппаратов,Известно устройство контроля отверстий малых диаметров, содержащее датчик (измерительную головку для измерения диаметров, кинематически связанную с датчиком линейных перемещений), подключенный (через блок согласования) к блоку амплитудных измерений, содержащим две ячейки памяти (блок управления, имеющий кнопку "ПУСК" и две ячейки памяти), в которых фиксируется максимальное и минимальное значение диаметра, суммамашиностроении и котлостроении для контроля отверстий и степени развальцовки турбинных досок теплообменных аппаратов. Цель изобретения - повышение информативности. Новым в устройстве является наличие узла фиксации конца развальцованной и начала неразвальнованной частей трубы, первая оптопара которого выдает сигнал на окончание раэвальцованной части, вторая оптопара - на начало неразвальцованной части, затем сумматоры вычисляют максимальную и минимальную раздачи трубы. Компараторами производится выявление выхода за допуск раздачи за пределами трубы и затем включение соответствующей сигнализации на блоках индикации. 4 ил,тор, вычисляющий максимальную разн этих сигналов и блок индикации 1).В устройстве отсутствует возможность з сравнения измеренных результатов с допу- сском, отсутствует и возможность определе- О ния степени резвальцовки,Известно также устройство, содержа.- щее измерительную головку, связанный с ней датчик перемещения, четыре ячейки памяти, сумматор, блок задания допусков, ,Ф компаратор и блок индикации 2),Известное устройство обеспечивает лишь единичное измерение и оценку результатов при измерении диаметра в одном сечении по глубине отверстия, что требует от оператора дальнейшего непрерывного сравнения этих показателей с заданными при перемещении датчика по всей глубине измеряемого отверстия,Целью изобретения является повышение информативности за счет определения степени развальцовки,Поставленная цель достигается тем, чтоустройство для контроля параметров отверстий, содержащее измерительную головку, связанный с ней датчик перемещения, четыре ячейки памяти, сумматор, блок заданиядопусков, компаратор и блок индикации, снабжено узлом фиксации конца развальцо ванной и начала нерйзвалЪцованной части трубы, выполйенным в виде подпружиненного, штока и двух оптопар, расположенных . на расстоянии, соответствующем зоне перехода от неразвальцованной к развальцо ванной части трубы, причем измерительная головка установлена на штанге, продольная ось которой параллельна оси подпружиненного штока, блоком управления, вторым сумматором, двумя компараторами, вторым 20 блоком индикации и кнопкой "Пуск", выходы каждой оптопары датчика перемещения и кнопки "Пуск" соединены соответственно с четырьмя входами блока управления, ячейки памяти подключены к четырем выхо дам блока управления, пятый выход которого соединен с управляющими входами блокбв индикации, выход первой ячейки памяти подключен к шестому входу блока управления и суммирующему входу первого 30 сумматора, выход второй ячейки памяти подключен к седьмому входу блока управления, суммирующему входу второго сумматора и первому входу первого сумматора, выход третьей ячейки памяти подключен к 35 восьмому входу блока управления и объединенным вычитающим входам второго и третьего сумматоров, выход четвертой ячейки памяти подключен к девятому входу блока управления и второму входу первого 40 компаратора, выход первого сумматора соединен с первым входом второго блока индикации и первым входом второго компаратора, выход второго сумматора соединен с первым входом третьего компара тора и вторым входом первого блока индикации, выход первого компаратора соединен с первым входом первого блока индикации, вторые входы второго и третьего компараторов соединены с соответствую щими выходами блока задания допусков, а выходы второго и третьего компараторов соединены с соответствующими входами первого блока индикации.55На фиг. 1 избражена структурная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - алгоритм работы блока управления; на фиг. 3 - блок-схема устройства; на фиг, 4 - временная диаграмма формирователя импульсов.Устройство содержит измерительную головку 1 для измерения диаметров, кинематически связанную с датчиком 2 линейных перемещений, подключенному через согласующий блок (на черт. не показано) к первому входу устройства 3 управления.Устройство для контроля диаметров малых отверстий и степени развальцовки снабжено двумя оптопарами 4, 5 и подпружиненным подвижным штоком 6, причем две оптопары 4, 5 расположены на траектории перемещения штока 6 на расстоянии друг от друга, определяемой зоной перехода от неразвальцован ной части трубы к развал ьцован ной (Я 1 Я 2), составляющей обычно 6 - 8 мм. Шток 6 и оптопары 4, 5 образуют узел фиксации конца развальцованной и начала неразвальцованной частей трубы. При конкретном выполнении устройства датчик 2 линейных перемещений может быть запрессован в корпусе (на черт. не показаны), выполненном в виде ручки пистолета и полой штанги 7, на концекоторой размещена измерительная головка 1, В качестве датчика 1 линейных перемещений может быть избран датчик модели "Микрон" и его подвижную головку(на черт. не показано), располагают посередине штанги 7, причем подвижная головка датчика 2 кинематически соединена с измерительной головкой 1 посредством передаточного штока 8. Подвижный шток 6 закреплен в корпусе параллельно полой штанге 7, например, при помощи втулок. Длина полой штанги выбирается из условия обеспечения возможности прохождения в процессе измерения отверстия по всей глубине доски и 50 - 60 мм за пределами трубной доски, При этом полая штанги 7 может быть выполнена например, сменной, длина которой определяется типоразмером трубной доски (аналогично сменным выполняется и передаточный шток).Длина подвижного штока 6 выбирается из условия обеспечения выработки сигнала первой оптопарой 4 при достижении измерительной головкой 1 конца развальцованной части и т, о. длина подвижного штока, выходящего за лицевую поверхность корпуса меньше длины части полой штанги, выступающей за лицевую поверхность корпуса на ширину "В" трубной доски за вычетом зоны перехода от неразвальцованной части трубы к развальцованной (3132). Кроме того, оптопары в корпусе размещают из условия обеспечения прохождения штоком 6 50 - 60 мм по срабатывании второй оптопары, например, на расстоянии не менее 50 - 60 мм от задней стенки корпуса (с целью измерения диаметра неразвальцованной части). Оптопары могут быть собраны, например, на светодиодах АЛ 107. Вустройстве имеется кнопка "Пуск", например, ПМ, размещенная, на корпусе, и связанная со вторымвходом блока 5управления. Выходы первой 4 и второй 5оптопары подключены соответственно ковторому и третьему входам блока 3 управления, первый-четвертый выходы которогоподаны к ячейкам 9 - 12 памяти, управляющие входы и выходы которых связаны с блоком 3 управления и, кроме того, выходпервой ячейки 9 памяти подключен к суммирующему входу первого сумматора 13, выход второй ячейки 10 памяти - к 15суммирующему входу второго сумматора14 компаратора 15,Выходтретьей дополнительной ячейки подключен к вычитающимвходам первого 13 и второго 14 сумматоров,четвертой ячейки памяти 12-го второму входу первого компаратора 15, На первые входы второго компаратора 16 и третьегокомпаратора 17 поданы соответственнопервый и второй выходы блока 18 допусков.Вторые входы компаратора 16, 17 связаны 25соответственно с первым 13 и вторым 14суматорами и, кроме того, с входами первого блока 19 индикации, выходы компараторов 15, 16, 17 поданы на соответствующиевходы второго блока 20 индикации, причем 30управляющие входы блоков 19, 20 индикации связаны с управляющими входами блока 3 управления,В качестве датчика 2 линейных перемещений моЖно использовать растровый датчик, например модели 19000.Блок 3 управления содержит схему 22согласования с датчиком линейных перемещений, вход которого соединен с выходомдатчика 2 линейных перемещений, а выход 40соединен со входами А цифровых коммутаторов 23, 24. Вход В цифрового коммутатора 23 соединен с общим проводом, а вход Вцифрового коммутатора 24 соединен с шиной питания, Входы управления цифровых 45коммутаторов 23 и 24 соединены с выходомс формирователя импульсов 25. Вход формирователя 25 импульсов через инвертор 26соединен с кнопкой 21 "ПУСК", выход Вформирователя импульсов 25 соединен с 50первыми входами схем ИЛИ 27, 28, 29, 30, авыход О формирователя 25 импульсов соединен с входом "Запись" схем 19, 20 индикации. Вторые входы схем ИЛИ 27 - 30состоят из трех входных схем И, Первые 55входы схем 27 - 30 И соединены с выходомсхемы Исключающее ИЛИ 31 входы которойсоединены с выходами оптопар 4 и 5, Вторые входы схем И 27. и 30 соединены свыходом оптопары 5, а вторые входы И 28,29 соединены через инвертор 32 с выходом оптопары 5.Третьи входы схем И 27 и 28 соединены с выходом цифрового компаратора 33, а третьи входы схем И 29 и 30 - соединены с выходом цифрового компаратора 34,Выходы схем ИЛИ 27 - 30 соединены с управляющими входами ячеек памяти 9 - 12.Выход цифрового коммутатора 23 соединен с входом А цифрового компаратора и с информационными входами ячеек 9 и 12 памяти, а выход цифрового коммутатора 24 соединен с входом А цифрового компаратора 34 с информационными входами ячеек памяти 10, 11. Вход В цифрового компаратора 33 соединен с выходом цифрового коммутатора 35, входы А и В которого соединены с выходами ячеек памяти 9 и 12 соответственно. Вход В цифрового компаратора 34 соединен с выходом цифрового коммутатора 36, входы А и В которого соединены с выходами ячеек памяти 10 и 11 соответственно. Управляющие входы цифровых коммутаторов 35 и 36 через инвертор 2 соединены с выходом оптопары.Блок 3 управления может быть реализован на микросхемах 561 серии.При использовании индукционного датчика схема 22 согласования состоит из фазового детектора.При использовании растрового датчика схема 22 согласования состоит из реверсивных счетчиков и схемы определения направления.Работу устройства поясняет алгоритм, приведенный на черт 2.Устройство работает следующим образом.Предварительно оператор устанавливает заданные значения допусков на блоке 18 допусков. После введения измерительной головки датчика 2 линейных перемещений в измеряемое отверстие оператор нажимает кнопку "ПУСК",Нажатием кнопки включается устройство (4) на входе блока управления формируется импульс А, разрешающий процесс измерения (см. фиг, 4).Процесс измерения начинается с подготовки ячеек памяти 9 - 12, Подготовка заключается в записи "О" в ячейки хранения максимальных значений (ячейки 9, 11) и записи "1" в ячейки хранения минимальных значений (ячейки 10, 12) импульсами В и С (фиг, 4).Затем начинается процесс выделения максимальных и минимальных значений диаметра в ячейки 9, 10. Процесс выделения экстремальных значений происходит следующим образом; текущее значение диаметра, считанное с датчика 2 линейных перемещений и преобразованное в цифровой кодпосредством согласующего блока, блокомуправления сравнивается с содержимым 5ячейки памяти 9,Если измеренное значение больше содержимого ячейки памяти 9, то это значениезаносится в ячейку памяти 9, если меньшеили равно, то содержимое ячейки не изменяется, далее измеренное значение сравнивается с содержимым ячейки памяти 10,Если измеренное значение меньше содержимого ячейки памяти 10, то оно заноситсяв ячейку памяти 10 если больше или равно - 15содержимое ячейки памяти не изменяется.Далее считывается очередное текущеезначение диаметра и процесс выделенияэкстремума повторяется.Процесс выделения максимального и 20минимального значения диаметра в ячейкипамяти 9; 10 происходит до тех пор, пока несработает концевой выключатель 4.Длина подвижного штока 6 выбираетсятакой, чтобы датчик 4 сработал при достижении измерительной головки конца развальцованной части (сечение 1, фиг, 1).При срабатывании первого концевоговыключателя 4 блок 3 управления прекращает процесс выделения экстремальных 30значений диаметра и переходит в режиможидания,Режим ожидания продолжается по срабатывании концевого выключателя 5,После срабатывания концевого выключателя 5, начинается. процесс измерения диаметра неразвальцованной части изанесения максимального и минимальногозначения диаметра соответственно в ячейки12 и 11. 40По достижении измерительной головки.конца измеряемого отверстия, ручной измерительный инструмент поворачивается на90 и вынимается из измеряемого отверстия. При этом происходит процесс измере-45ния диаметра отверстия в другой плоскости.Процесс измерения повторяется в обратном порядке, т, е. вначале измеряется диаметр неразвальцованной части до тех пор,пока не включится концевой выключатель 5, 50блок управления переходит в режим ожидания, который продолжается до выключенияконцевого выключателя 4, а затем происходит измерение развальцованной части.При достижении измерительной головки 1 начала трубы, оператор опускает кнопку "ПУСК" и процесс измеренияоканчивается.В ячейках памяти фиксируются результаты: 9 ячейка - Свах10 ячейка - Овп Развальцованной части 11 ячейка - бвах12 ячейка - бви нераэвальцованной части Эти значения поступают на сумматор и компараторы, где происходит анализ качества развальцовки в соответствии с ГОСТом.Анализ происходит следующим образом:Сумматор 13 вычисляет максимальную раздачу трубы.Сумматор 14 вычисляет минимальную раздачу трубы,Ьви= Ови овиВычисление значения Аах и Ьмп сравниваются компараторами 16 и 17 с допустимыми значениями, выделяемыми блоком задания допусков.Если получение значения Ьвах и Ьпп выходят за пределы допусков включается соответствующая сигнализация блока 20 индикации.Компаратор 15 сравнивает значение бвах и Ови при бвахОви имеет меСто раздача трубы за пределами трубной доски, и выключается соответствующая световая сигнализация (ячейка индикации 20).Для визуального контроля развальцовки вычисленные значения Аидах и Лви выводятся на цифровые индикаторы блока 19 индикации. Результаты измерения заносятся в 19, 20 импульсов Д см, фиг. 4).Устройство можно использовать для измерения диаметраотверстия при сверлении и сравнения его с допуском, Для этого подвижный шток 6 фиксируют, задавая тем самым глубину погружения, а на блоке 18 задатчиков допусков устанавливают максимально допустимый диаметр отверстия,Таким образом предложенное устройство обладает более широкими функциональными возможностями, т, к, позволяет контролировать не только величину изменения диаметра от максимума до минимума, но и выявить соответствие допуску, определить степень развальцовки. формула изобретения Устройство для контроля параметров отверстий, содержащее измерительную головку, связанный с ней датчик перемещения, четьре ячейки памяти, сумматор, блок задания допусков, компаратор и блок индикации,отличающееся тем,что,сцелью повышения информативности за счет определения степени развальцовки отверстия, оно снабжено узлом фиксации конца развальцовки и начала неразвальцованной части трубы, выполненным в виде подпружиненного штока и двух оптопар, расположенных на расстоянии, соответствующем зоне перехода от неразвальцованной к развальцованной части трубы, измерительная головка установлена на штанге, продольная ось которой параллельна оси подпружиненного штока, блоком управления, вторым сумматором, двумя компараторами, вторым блоком индикации и кнопкой "ПУСК", выходы каждой оптопары, датчика перемещения и кнопки "ПУСК" соединены соответственно с четырьмя входами блока управления, четыре ячейки памяти подключены к четырем выходам блока управления, пятый выход которого соединен с управляющими входами блоком индикации, выход первой ячейки памяти подключен к шестому входу блока управления и суммирующему входу первого сумматора, выход второй ячейки памяти подключен к седьмому входу блока управления, суммирующему входу второго сумматора и первому входу первого компаратора, выход третьей ячейки памяти подключен к восьмому входу блока управления и обьединенным вычитающим входам второго и 5 третьего сумматоров, выход четвертой ячейки памяти подключен к девятому входу блока управления и второму входу первого компаратора, выход первого сумматора соединен с первым входом второго блока ин дикации и первым входом второгокомпаратора, выход второго сумматора соединен с первым входом третьего компаратора и втооым входом первого блока индикации, выход первого компаратора со единен с первым входом первого блока индикации, вторые входы второго и третьего компараторов соединены с соответствующими выходами блока задания допусков, а выходы второго и третьего компараторов 20 соединены с соответствующими входамипервого блока индикации.1767324 г Составитель Л.ПетренкоТехред М.Моргентал ектор Н.Милюков актор С.Кулаков Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина,Заказ 3540 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5