СИСТЕМА И СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ПРОФИЛЯ ДЕТАЛИ

1. Система для измерения внешнего профиля детали или внутреннего профиля полой детали, причем указанная система содержит:
- деталь, внутренний или внешний профиль которой следует измерить;
- датчик, содержащий зонд, первый эталонный элемент, прикрепленный к зонду, основание и направляющую систему, соединяющую зонд с основанием и обеспечивающую возможность относительного движения между ними по меньшей мере в соответствии с одной степенью свободы, задающей направление измерения,
- причем указанный датчик расположен так, что во время движения датчика относительно детали в направлении, отличном от направления измерения, указанный зонд способен повторять внутренний или внешний контур детали, причем первый эталонный элемент находится снаружи детали и совершает траекторию, воспроизводящую траекторию зонда вдоль внутреннего или внешнего контура детали, и
- устройство формирования изображений, выполненное с возможностью захвата изображений, отражающих по меньшей мере часть наружной стороны детали и первый эталонный элемент, причем путем сравнения изображений, полученных посредством указанного устройства формирования изображений, выявляется относительное движение между первым эталонным элементом и указанной частью наружной стороны детали в указанном направлении измерения, и на основании этого удается вывести относительное движение между зондом и основанием, которое соответствует смещению в направлении измерения вдоль измеренного профиля детали.
2. Система по п. 1, отличающаяся тем, что внутренний контур или внешний контур детали образует поверхность вращения вокруг некоторой оси.
3. Система по п. 2, отличающаяся тем, что указанная направляющая система допускает только одну степень свободы между зондом и основанием.
4. Система по п. 2, отличающаяся тем, что указанная измерительная система дополнительно содержит второй эталонный элемент, прикрепленный к основанию и расположенный снаружи детали, причем указанный эталонный элемент расположен так, что устройство формирования изображений способно видеть одновременно указанный первый эталонный элемент, указанный второй эталонный элемент и указанную часть наружной стороны детали.
5. Система по п. 1, отличающаяся тем, что зонд содержит головку щупа, способную повторять и выявлять внутренний или внешний контур детали посредством контакта.
6. Система по п. 1, отличающаяся тем, что зонд содержит головку обнаружения, выполненную с возможностью повторения и обнаружения внутреннего или внешнего контура детали без контакта.
7. Система по п. 1, отличающаяся тем, что устройство формирования изображений содержит видеокамеру и источник света, выполненный с возможностью освещения одновременно указанной части наружной стороны детали и первого эталонного элемента.
8. Система по п. 7, отличающаяся тем, что видеокамера имеет поле обзора, позволяющее ей видеть указанную часть наружной стороны детали и первый эталонный элемент.
9. Система по п. 2, отличающаяся тем, что направляющая система содержит средства возврата, обеспечивающие возможность возврата зонда в исходное положение относительно основания, когда зонд больше не взаимодействует с внутренним или внешним контуром детали.
10. Система по п. 1, отличающаяся тем, что направляющая система содержит между зондом и основанием скользящее соединение или поворотное соединение.
11. Система по п. 1, отличающаяся тем, что:
- деталь является полой, а внутренний контур детали образует поверхность вращения вокруг оси вращения,
- зонд содержит головку щупа, способную выявлять, посредством контакта, внутренний контур детали и повторять внутренний контур детали со степенью свободы в направлении (Y) измерения, перпендикулярном к указанной оси вращения, причем указанное направление (Y) измерения отделяет головку щупа и первый эталонный элемент друг от друга,
- направляющая система содержит поворотное соединение между зондом и основанием вокруг оси (Р), перпендикулярной к указанной оси вращения и ортогональной к направлению (Y) измерения.
12. Система по предыдущему пункту, отличающаяся тем, что указанная измерительная система дополнительно содержит второй эталонный элемент, прикрепленный к основанию и расположенный снаружи детали, причем устройство формирования изображений, способное получить изображение, дополнительно содержит второй эталонный элемент, при этом изменение относительного положения между первым эталонным элементом и вторым эталонным элементом обеспечивает возможность измерения профиля внутреннего контура детали.
13. Способ измерения внутреннего профиля полой детали, включающий в себя следующие этапы:
i) обеспечивают датчик, содержащий зонд, первый эталонный элемент, прикрепленный к зонду, основание и направляющую систему, соединяющую зонд с основанием и обеспечивающую возможность относительного движения между ними по меньшей мере в соответствии с одной степенью свободы, задающей направление измерения, и обеспечивают устройство формирования изображений,
ii) обеспечивают полую деталь, внутренний профиль которой следует определить,
iii) размещают датчик так, чтобы зонд находился внутри детали и выявлял точку на внутреннем профиле детали, в то время как первый эталонный элемент находился снаружи детали и в поле обзора устройства формирования изображений,
iv) запускают систему формирования изображений и формируют изображение, отражающее по меньшей мере часть наружной стороны детали и указанный эталонный элемент,
v) перемещают датчик относительно детали, движущейся в направлении, отличном от направления измерения, что позволяет зонду оставаться внутри детали и повторять внутренний контур детали, причем первый эталонный элемент остается снаружи детали и выполняет то же самое движение, что и зонд, vi) выполняют этапы iv) и v) для других точек на внутреннем контуре детали.
14. Способ измерения внешнего профиля детали, включающий в себя следующие этапы:
i) обеспечивают датчик, содержащий зонд, первый эталонный элемент, прикрепленный к зонду, основание и направляющую систему, соединяющую зонд с основанием и обеспечивающую возможность относительного движения между ними по меньшей мере в соответствии с одной степенью свободы, задающей направление измерения, и устройство формирования изображений,
ii) обеспечивают деталь, внешний профиль которой следует определить,
iii) размещают датчик так, чтобы зонд находился снаружи детали и выявлял точку на внешнем профиле детали, причем первый эталонный элемент также находился снаружи детали и в поле обзора устройства формирования изображений,
iv) запускают систему формирования изображений и формируют изображение, отражающее по меньшей мере часть наружной стороны детали и указанный эталонный элемент,
v) перемещают датчик относительно детали, движущейся в направлении, отличном от направления измерения, что позволяет зонду повторять внешний контур детали в то время, как первый эталонный элемент остается снаружи детали и выполняет то же самое движение, что и зонд,
vi) выполняют этапы iv) и v) для других точек на внешнем контуре детали.
15. Способ измерения профиля детали, включающий в себя следующие этапы:
i) обеспечивают датчик, содержащий зонд, первый эталонный элемент, прикрепленный к зонду, основание и направляющую систему, соединяющую зонд с основанием и обеспечивающую возможность относительного движения между ними по меньшей мере в соответствии с одной степенью свободы, задающей направление измерения, и устройство формирования изображений,
ii) обеспечивают деталь, профиль которой следует определить,
iii) размещают датчик так, чтобы зонд выявлял точку на контуре детали в то время, как первый эталонный элемент находился снаружи детали и в поле обзора устройства формирования изображений,
iv) запускают систему формирования изображений и формирование изображения, отражающего по меньшей мере часть наружной стороны детали и указанный эталонный элемент,
v) перемещают датчик относительно детали, движущейся в направлении, отличном от направления измерения, что позволяет зонду повторять контур детали в то время, как первый эталонный элемент остается снаружи детали и выполняет то же самое движение, что и зонд, vi) выполняют этапы iv) и v) для других точек на контуре детали (50).
16. Способ измерения по любому из пп. 13-15, отличающийся тем, что дополнительно осуществляют следующие этапы:
a) для каждого изображения, сформированного указанным устройством формирования изображений, вычисляют относительное положение между первым эталонным элементом) и частью наружной стороны детали, и
b) воссоздают измеренный профиль детали на основании указанных последовательно вычисленных относительных положений первого эталонного элемента.
17. Способ измерения по любому из пп. 13-16, отличающийся тем, что дополнительно осуществляют следующие этапы:
- изображения, полученные посредством устройства формирования изображений, сравнивают для выявления относительного движения между первым эталонным элементом и частью наружной стороны детали в указанном направлении измерения, и
- на основании этого выводят относительное движение между зондом и основанием, соответствующее смещению в направлении измерения вдоль измеренного профиля детали.
18. Способ измерения по п. 14, отличающийся тем, что деталь является полой, а внутренний контур детали образует поверхность вращения вокруг оси вращения,
- зонд содержит головку щупа, способную выявлять, посредством контакта, внутренний контур детали и повторять внутренний контур детали со степенью свободы в направлении (Y) измерения, перпендикулярном к указанной оси вращения, причем указанное направление (Y) измерения отделяет головку щупа и первый эталонный элемент друг от друга,
- направляющая система содержит поворотное соединение между зондом и основанием вокруг оси (Р), перпендикулярной к указанной оси вращения и ортогональной к направлению (Y) измерения.
19. Способ измерения по п. 18, отличающийся тем, что датчик дополнительно содержит второй эталонный элемент, прикрепленный к основанию и расположенный снаружи детали, причем устройство формирования изображений, способное получить изображение, дополнительно содержит второй эталонный элемент, при этом изменение относительного положения между первым эталонным элементом и вторым эталонным элементом обеспечивает возможность измерения профиля внутреннего контура детали.