УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПРОФИЛЕЙ СЕЧЕНИЙ ФАСОННЫХ ДЕТАЛЕЙ

Полезная модель относится к контрольно-измерительной технике и может быть использована для организации высокопроизводительного автоматического контроля профиля сечений изделий сложной формы, например лопаток газотурбинных двигателей.
Известны контактные измерительные системы, одно- и многоканальные, например, устройство для измерения профилей сечений фасонных деталей, содержащее узел крепления измеряемого объекта, по меньшей мере, один узел крепления измерительных щупов, связанный с электродвигателем и датчиком перемещения, соединенным со счетчиком, индикатор, подключенный к блоку управления, который связан со счетчиком и измерительными щупами, выполненными с возможностью перемещения при контактировании с измеряемым объектом (Патент РФ №2058522, публ. 20.04.1996, G01В 7/28). В данном устройстве блок управления содержит запоминающий, вычислительный и задающий блоки, причем выход запоминающего блока соединен с входом вычислительного блока, выход которого соединен с входом задающего блока.
Недостатком данного технического решения являются низкая точность измерения из-за невозможности близкого расположения измерительных щупов в направлении оси лопатки, что сокращает максимальное число измеряемых точек объекта, расположенных друг относительно друга на расстоянии меньше диаметра измерительных щупов, а также низкая производительность измерения из-за высокой трудоемкости перенастройки устройства.
Наиболее близкой по технической сущности к заявляемому устройству является устройство для измерения профилей сечений фасонных деталей (Патент на пол. модель РФ №49222, публ. 10.11.2005 г., G01B 7/28),
содержащее узел крепления измеряемого объекта, по меньшей мере, один узел крепления измерительных щупов, связанный с электродвигателем и датчиком перемещения, соединенным со счетчиком, индикатор, подключенный к блоку управления, который связан со счетчиком и измерительными щупами, выполненными с возможностью перемещения при контактировании с измеряемым объектом, устройство содержит основание, на котором размещены узел крепления измеряемого объекта и узел крепления измерительных щупов, причем узел крепления измеряемого объекта включает каретку, выполненную с возможностью возвратно-поступательного перемещения по направляющим, установленным на основании, узел крепления измерительных щупов выполнен в виде стойки с установленными на ней измерительными щупами, блок управления выполнен в виде микроконтроллера.
Недостатком данного технического решения являются невысокая точность измерения из-за низкой жесткости конструкции и погрешности положения измерительных щупов относительно измеряемой детали. Значительная сила трения в направляющих каретки также приводит к невысокой нагрузке при ее перемещении и как следствие этого ударным и вибрирующим нагрузкам на измеряемую деталь, что снижает точность.
Техническим результатом данной полезной модели является повышение производительности и точности измерения профилей сечений фасонных деталей.
Указанный технический результат достигается тем, что устройство для измерения профилей сечений фасонных деталей, включающее основание, на котором размещены узел крепления измеряемого объекта, по меньшей мере, один узел крепления измерительных щупов, выполненных с возможностью перемещения при контактировании с измеряемым объектом и связанный с электродвигателем и датчиком перемещения, который через счетчик и устройство связи соединен с управляющим блоком, причем узел крепления измеряемого объекта и узел крепления измерительных щупов выполнены с
возможностью возвратно-поступательного перемещения по направляющим на основании, причем узел крепления измерительных щупов включает дополнительные направляющие, имеющие V-образный профиль, корпус с измерительными щупами, выполненный с возможностью возвратно-поступательного перемещения по дополнительным направляющим, передаточный механизм и шариковые опоры.
Узел крепления корпуса с размещенными в нем измерительными щупами может иметь дополнительно четыре роликовых эксцентриковых поджима, расположенных в плоскости, перпендикулярной плоскости дополнительных направляющих.
Шариковые опоры могут иметь эксцентриковую втулку с наружной резьбой.
Выполнение узла крепления измерительных щупов в виде каретки в которой установлен корпус, с размещенными в нем измерительными щупами, с направляющими имеющими V-образный профиль и шариковыми опорами, имеющими эксцентриковую втулку с наружной резьбой и поджатые дополнительно четырьмя роликовыми эксцентриковыми поджимами к шариковым опорам со стороны V-образной направляющей, обеспечивает высокую точность положения измерительных щупов благодаря повышенной жесткости корпуса, за счет конструктивного исполнения, а также повышенной точности и стабильности в процессе настройки регулировки положения узла крепления измерительных щупов.
При этом передаточный механизм может быть выполнен в виде ленточного движителя, состоящего из муфты и оси с лентой, что обеспечивает плавное, без заеданий, с минимальным усилием, перемещение корпуса с измерительными щупами.
Узел крепления измеряемого объекта, например лопатки, выполнен с возможностью возвратно-поступательного перемещения посредством линейного двигателя, который обеспечивает возвратно-поступательное перемещение каретки, предназначен для позиционирования в направлении
оси пера измеряемой лопатки и может быть выполнен в виде магнитной дороги и ротора с 3-мя катушками.
Счетчик может быть выполнен в виде микросхемы цифровой обработки сигналов и преобразует число-импульсный код с выхода датчика линейных перемещений в параллельный двоичный код и через устройство связи передает его в персональный компьютер. Корпус может быть выполнен из материала, поглощающего колебания, вызываемые работой двигателей, например, чугуна, что обеспечивает высокие точностные характеристики.
Предложенное техническое решение поясняется чертежами, представленными на фиг.1-3, на которых изображены:
На фиг.1 - общий схематический вид устройства;
На фиг.2 - V-образные направляющие с шариковыми опорами;
На фиг.3 - каретка.
Устройство для измерения профилей сечений фасонных деталей содержит основание 1, на котором размещены узел 2 крепления измеряемого объекта 3 и узел крепления 4 измерительных щупов 5.связанных с датчиком перемещения 6 и двигателем 7. Узел крепления 4 измерительных щупов 5 выполнен в виде корпуса, жестко закрепленном на каретке 8. Датчик перемещения 6 соединен со счетчиком 9, связанным с измерительными щупами 5, и через устройство связи 10, связан с персональным компьютером 11. Оси измерительных щупов установлены в одной плоскости.
Узел крепления измерительных щупов 5 может быть расположен как с одной, так и по разные стороны от измеряемого объекта. Соответственно количество датчиков перемещения 6, счетчиков 9, электродвигателей 7 должно соответствовать количеству узлов крепления измерительных щупов 5.
Устройство для измерения профилей сечений фасонных деталей работает следующим образом:
Процесс измерения производится в автоматическом режиме с помощью управляющего блока, например, выполненного в виде персонального компьютера с устройством связи, осуществляющего контроль за процессом и обработку результатов измерений. Перед измерением профилей деталей производится предварительная настройка устройства, для которой используют тарировочную прямоугольную призму. В блок управления передают исходные данные-координаты сфер измерительных щупов, расстояние между сечениями и т.д - необходимые для осуществления процесса измерения. Прямоугольную тарировочную призму подводят в плоскость измерительных щупов 5. Включают двигатель 7 и через передаточный ленточный механизм 12, корпус с размещенными в нем измерительными щупами 5 перемещают по направлению к тарировочной призме навстречу другому корпусу с размещенными в нем измерительными щупами. Кроме того производится определение инструментальной погрешности, вносимой измерительными щупами 5 в результаты измерений.
Далее приступают к процессу измерения фасонной детали, например, лопатки ГТД. Включают линейный двигатель 13, перемещают стол 14 на заданную величину, соответствующую определенному сечению измеряемого объекта 3 в плоскость измерительных щупов 5. Включают двигатели 7 и при помощи передаточного механизма, выполненного в виде движетеля 15, состоящего из муфты 16 и оси 17 с лентой 18, каретка 8 с корпусом 4 по V-образным направляющим 19 и шариковым опорам 20, имеющим эксцентриковую втулку 21 с наружной резьбой и поджатые роликовыми поджимами 22, перемещают измерительные щупы 5 по направлению к измеряемому объекту 3. Импульсы с датчиков перемещений 6 накапливаются в счетчиках 9 и считываются с них в виде параллельных двоичных кодов по сигналам, возникающим при касании измерительными щупами 5 поверхности измеряемой лопатки 3, в соответствующие ячейки памяти, связанные через устройство связи 10 с персональным компьютером 11. Корпусы 4 с измерительными щупами 5 доходят до своего крайнего
положения, нажимают выключатель и производится реверс привода корпусов 4. После возвращения корпусов 4 в исходное положение счетчики 9 обнуляются. Затем подводится следующее сечение лопатки 3 и процесс измерения повторяют. После измерения последнего сечения лопатки 3 каретка возвращается в исходное положение. Результаты измерений обрабатываются в компьютере по специальной программе и выводятся на индикатор, например, на экран монитора.
Таким образом предлагаемое техническое решение позволяет повысить производительность и точность измерения профилей сечений фасонных деталей.