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 (ГТД).
Известны бесконтактные устройства для измерения профиля сечения изделий сложной формы, использующие метод светового свечения и оптоэлектронные датчики съема информации (SU 1747899 А1, опубл. 15.07.1992, G 01 B 21/30). Данная конструкция устройства не обеспечивает необходимой точности вследствие зависимости показаний датчиков от отражательной способности поверхности изделий.
Известны контактные измерительные системы, одно- и многоканальные, из которых наиболее близкой по технической сущности к заявляемому является 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, опубл. 20.04.1996, G 01 B 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 расположения измерительных щупов таким образом, чтобы в процессе измерения охватить максимальное число
измеряемых точек объекта, расположенных друг относительно друга на расстоянии меньше диаметра измерительных щупов. Другим недостатком прототипа является низкая производительность измерения вследствие высокой трудоемкости перенастройки устройства как для измерения разноразмерных объектов одного типа, так и для различных типов измеряемых объектов.
Технический результат полезной модели - повышение производительности и точности измерения профилей сечений фасонных деталей.
Указанный технический результат достигается тем, что 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, дополнительно содержит основание, на котором размещены узел крепления измеряемого объекта и узел крепления измерительных щупов, при этом узел крепления измеряемого объекта и, по меньшей мере, часть элементов узла крепления измерительных щупов выполнены с возможностью перемещения относительно основания.
При этом оси измерительных щупов могут быть установлены в одной плоскости.
Узел крепления измеряемого объекта может включать каретку, выполненную с возможностью возвратно-поступательного перемещения по направляющим на основании, с установленными на ней измеряемым объектом и тарировочной прямоугольной призмой.
Узел крепления измерительных щупов может быть выполнен в виде стойки с установленными на ней измерительными щупами.
Узел крепления измерительных щупов может быть выполнен в виде стойки, на которой установлен корпус с размещенными в нем измерительными щупами.
Измерительные щупы могут быть подпружинены к упорам, расположенным в узле крепления измерительных щупов.
Блок управления может быть выполнен в виде микроконтроллера.
Электродвигатель может быть закреплен на дополнительной стойке, расположенной на основании.
Выполнение узла крепления измеряемого объекта с возможностью перемещения относительно основания, на котором размещен, по крайней мере, один узел крепления измерительных щупов, часть элементов которого также выполнена с возможностью перемещения относительно основания, позволяет производить измерение в любом сечении объекта, а установка осей измерительных щупов в одной плоскости позволяет производить измерение в точках объекта, расстояние между которыми меньше диаметра измерительных щупов, что позволяет существенно повысить точность и достоверность результатов измерения. А также данное выполнение устройства позволяет повысить производительность измерения, поскольку имеется возможность измерения любого объекта без перенастройки всего устройства, т.к. не требуется смена измерительных щупов (в отличии от прототипа).
Предложенное техническое решение иллюстрируется схематичными чертежами, представленными на фиг.1-4, на которых изображены:
На фиг.1 - общий вид устройства, на фиг.2 - вид А устройства, на фиг.3 - блок-схема устройства, на фиг.4 - контактное соединение щупа с упором, расположенным в узле крепления измерительных щупов.
Устройство для измерения профилей сечений фасонных деталей содержит основание 1, на котором размещены узел крепления измеряемого объекта 2 (например, лопатки ГТД) и, по меньшей мере, один узел крепления измерительных щупов 3, связанный с датчиком перемещения 4 и
электродвигателем 5, который может быть закреплен на дополнительной стойке 6, расположенной на основании 1, причем узел крепления измеряемого объекта и, по меньшей мере, часть элементов узла крепления измерительных щупов 3 выполнены с возможностью перемещения относительно основания 1. Узел крепления измеряемого объекта может быть различным, например, он может включать каретку 7, выполненную с возможностью возвратно-поступательного перемещения по направляющим 8 на основании 1, с установленным на ней измеряемым объектом 2, например, закрепленным на стойке 9. На каретке 7 может быть также установлена тарировочная прямоугольная призма 10. Узел крепления измерительных щупов 3 может быть различным, например выполненным в виде стойки 11 с установленными на ней измерительными щупами 3, которая может иметь возможность перемещения на основании 1. В другом из возможных вариантов выполнения узла крепления измерительных щупов 3 стойка 11 может быть закреплена жестко на основании и на ней дополнительно может быть установлен корпус 12 с размещенными в нем измерительными щупами 3, который может иметь возможность перемещения в стойке 11 (данный пример выполнения представлен на фиг.1-2). Датчик перемещения 4 соединен со счетчиком 13. Индикатор 14 подключен к блоку управления 15, который связан со счетчиком 13 и измерительными щупами 3, выполненными с возможностью перемещения при контактировании с измеряемым объектом 2. Оси измерительных щупов 3 установлены в одной плоскости.
Измерительные щупы 3 могут быть подпружинены с помощью пружин 16 к упорам 17, расположенным в узле крепления измерительных щупов 3, например в корпусе 12 (см. фиг.4).
Блок управления 16 может быть выполнен в виде микроконтроллера (на чертежах не показан).
Количество узлов крепления измерительных щупов 3 может быть различным, например два или более, расположенных по разные стороны от
измеряемого объекта 2 (см. фиг.2). Соответственно количество датчиков перемещения 4, счетчиков 13 и электродвигателей 5 в этом случае равно количеству узлов крепления измерительных щупов 3.
Устройство для измерения профилей сечений фасонных деталей работает следующим образом. Для описания работы выбран один из возможных вариантов выполнения устройства, приведенного на фиг.1-2.
Процесс измерения производится в автоматическом режиме с помощью управляющего блока 15, например выполненного в виде микроконтроллера, осуществляющего контроль за процессом и обработку результатов измерений. Перед измерением профилей деталей производится предварительная настройка устройства, для которой используют тарировочную прямоугольную призму 10. В микроконтроллер передают исходные данные, необходимые для осуществления процесса измерения. После этого прямоугольную тарировочную призму 10 подводят в плоскость измерительных щупов 3. Включают двигатель 5 и через передаточный механизм, например, реечный (на чертежах не показан), корпусы 12 с размещенными в каждом из них измерительными щупами 3, перемещают в стойке 11 по направлению к тарировочной призме 10, навстречу друг другу. Происходит определение инструментальной погрешности, вносимой измерительными щупами 3 в результаты измерений.
Далее приступают к процессу измерения объекта 2. Включают привод перемещения каретки 7 и подводят соответствующее сечение измеряемого объекта 2, например лопатки ГТД, в плоскость измерительных щупов 3. Включают двигатели 5 и через передаточный механизм (реечный механизм) корпусы 12 с размещенными в каждом из них измерительными щупами 3, перемещают в стойке 11 по направлению к измеряемой лопатке. Импульсы с датчиков перемещений 4 накапливаются в счетчиках 13. Число импульсов в каждом счетчике 13 определяется перемещением соответствующего корпуса 12. В момент касания i-м щупом 3 лопатки его контакт размыкается. Одновременно при размыкании контакта в i-ой ячейке памяти
микроконтроллера запоминается код перемещения соответствующего корпуса 12 относительно исходного состояния. При дальнейшем перемещении корпусов 12 в соответствии с формой измеряемого объекта 2 его касаются остальные щупы 3, размыкаются их контакты и в соответствующих ячейках микроконтроллера записываются координаты корпусов 12 в момент размыкания каждого из контактов. Корпусы 12 доходят до своего крайнего положения, нажимают концевой выключатель (на чертежах не показан) и производится реверс привода корпусов 12. После возвращения корпусов 12 в исходное положение обнуляются счетчики 13. Затем подводится следующее сечение лопатки и процесс измерения повторяют. После измерения последнего сечения лопатки каретка 7 возвращается в исходное положение. Результаты измерений обрабатываются в микроконтроллере по специальной программе и выводятся на индикатор 14 (например, на экран монитора) и, при необходимости, на печатающее устройство.