УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ МЕРИТЕЛЬНЫХ ИНСТРУМЕНТОВ, ПРЕИМУЩЕСТВЕННО КАЛИБРОВ-СКОБ

Полезная модель относится к контрольно-измерительной технике, применяемой в машиностроении, в частности к устройствам для проверки размеров средств контроля таких как, например, калибров-скоб.
Известно устройство для определения размеров калибров-скоб (патент на полезную модель №62231, опубл. 27.03.2007 г., РФ, G01В 3/38), состоящее из основания, на котором размещены направляющие, каретки на которых закреплены плоскопараллельные губки, отсчетный механизм, выполненный в виде растровой линейки и считывающей головки, закрепленной на каретке. Отсчет взаимного расположения плоскопараллельных губок выполняется с помощью растровой линейки, которая настраивается по эталонному образцу.
Недостатком устройства является недостаточная точность измерения, основную составляющую погрешности которой составляет нестабильность положения считывающей головки.
Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является устройство для проверки размеров калибров-скоб (патент на полезную модель №69227, опубл. 10.12.2007 г., РФ, G01B 3/38), включающее станину с направляющими, рабочую каретку, выполненную с возможностью перемещения по направляющим, два контактных элемента для взаимодействия с рабочими поверхностями измеряемой детали, один из которых неподвижно закреплен через суппорт на станине, а другой - на рабочей каретке, датчик линейного перемещения рабочей каретки, линейка которого установлена на станине, а считывающая головка - на рабочей каретке, также содержит дополнительную каретку с нагрузочным механизмом, фиксирующим винтом и стопором, установленную с возможностью перемещения по направляющим и соединенную с рабочей кареткой при помощи гибкого элемента. Точность измерения обеспечивается
за счет использования усилия поджима, создаваемого дополнительной кареткой с нагрузочным механизмом, фиксирующим винтом и стопором путем плотного контакта рабочих поверхностей прибора с рабочими поверхностями скобы.
Недостатком данного устройства является невысокая точность измерения, обусловленная тем, что рабочая и дополнительная вторая каретки установлены с возможностью перемещения на одних и тех же направляющих. При фиксации дополнительной второй каретки стопором и приложением усилия поджима, создаваемое нагрузочным механизмом, возникающие деформации приводят к изменению положения рабочей каретки, а это в свою очередь снижает точность процесса измерения.
Техническим результатом данной полезной модели является повышение точности измерения.
Указанный технический результат достигается тем, что устройство для контроля мерительных инструментов, преимущественно калибров-скоб, включающее станину с направляющими, рабочую каретку, установленную с возможностью перемещения по направляющим, вторую каретку с нагрузочным механизмом и стопором, соединенную с рабочей кареткой при помощи гибкого элемента, фиксирующий винт, два контактных элемента для взаимодействия с рабочими поверхностями измеряемой детали, один из которых неподвижно закреплен через суппорт на станине, а другой - на рабочей каретке, датчик линейного перемещения рабочей каретки, линейка которого установлена на станине, а считывающая головка - на рабочей каретке, устройство содержит дополнительную направляющую, при этом вторая каретка установлена с возможностью перемещения по дополнительной направляющей и возможностью совершения ею вращательных движений, а фиксирующий винт установлен с возможностью фиксации положения второй каретки на дополнительной направляющей. При этом дополнительная направляющая может быть выполнена в виде оси, закрепленной на станине и расположенной между направляющими рабочей
каретки. Вторая каретка может быть установлена с возможностью перемещения по дополнительной направляющей посредством двух подшипниковых опор, каждая из которых состоит из трех подшипников, расположенных под углом в 120 градусов. Стопор может быть выполнен в виде болта, пятка которого выполнена с возможностью прижима к поверхности дополнительной направляющей, при этом стопор выполнен с возможностью вертикального перемещения. Датчик линейного перемещения рабочей каретки соединен с квадратурным декодером, выход которого через реверсивный счетчик и регистр, связан с микроконтроллером.
Проверку калибров-скоб с помощью измерительных приборов производят по всем рабочим поверхностям калибров, при этом размеры калибров-скоб, не должны выходить за пределы полей допусков на изготовление, а калибров-скоб, находящихся в эксплуатации, - за пределы границы износа, установленного в ГОСТе. Данное устройство позволяет производить проверку размера скобы за одну операцию за счет того, что скобу устанавливают в прибор таким образом, чтобы рабочие поверхности прибора находились в плотном контакте с постоянным усилием с рабочими поверхностями скобы.
Предложенная полезная модель поясняется схематическими чертежами, на которых изображены:
на фиг.1 - общий вид устройства,
на фиг.2 - показан вид Г-Г.
Устройство для контроля мерительных инструментов, преимущественно калибров-скоб, включает станину 1 с направляющими 2 и дополнительной направляющей 3, с двух сторон закрепленной на станине 1, рабочую каретку 4, выполненную с возможностью перемещения по направляющим 2, причем рабочая каретка 4 имеет окно 5, через которое фиксирующий винт 6 и стопор 7 установлены на второй каретке 8, два контактных элемента 9, поверхности которых взаимодействуют с рабочими поверхностями измеряемой детали, например, скобы 10. При этом один из
контактных элементов неподвижно закреплен через суппорт 11 на станине 1, а другой - на рабочей каретке 4. Устройство также содержит датчик линейного перемещения рабочей каретки 4, линейка 12 которого установлена на станине 1, а считывающая головка 13 на рабочей каретке 4, причем датчик линейного перемещения соединен с квадратурным декодером 14, выход которого через реверсивный счетчик 15 и регистр 16 связан с микроконтроллером 17. Вторая каретка 8 с нагрузочным механизмом, выполненным, например, в виде Г-образного рычага 18, шарнирно закрепленного на второй каретке 8, на плече которого установлен груз 19, выполненный с возможностью перемещения по плечу рычага 20, фиксирующим винтом 6 и стопором 7, установлена с возможностью перемещения по дополнительной направляющей 3 и соединена с рабочей кареткой 4 при помощи гибкого элемента 21.
Устройство может содержать дополнительную направляющую 3, выполненную в виде оси, закрепленную на станине 1 и расположенную между направляющими 2 рабочей каретки 4.
Вторая каретка 8 может перемещаться по дополнительной направляющей 3, посредством, например, двух подшипниковых опор 22, каждая из которых состоит из трех подшипников 23, расположенных под углом в 120 градусов, позволяя второй каретке 8 совершать как продольные, так и вращательные движения.
Фиксирующий винт 6 может быть установлен с возможностью фиксации положения второй каретки 8 на дополнительной направляющей 3 посредством стопора 7, который может быть выполнен, например, в виде болта, пятка 24 которого выполнена из фторопласта.
Датчик линейного перемещения может быть соединен с квадратурным декодером 14, выход которого через реверсивный счетчик 15 и регистр 16, связан с микроконтроллером 17 для обработки результатов.
Измерение и контроль описанным устройством осуществляют следующим способом (показано на примере измерения и контроля размеров калибров-скоб).
Предварительно при помощи эталонной скобы производят настройку устройства. Для этого перемещают по направляющим 2 рабочую каретку 4, которая, в свою очередь, через гибкий элемент 21 перемещает за собой вторую каретку 8 по дополнительной направляющей 3 до тех пор, пока рабочие поверхности эталонной скобы не соприкоснуться с контактными элементами 9 устройства. С помощью фиксирующего винта 6 и стопора 7, через окно 5 в рабочей каретке 4, фиксируют местоположение второй каретки 8. При этом, используя нагрузочный механизм посредством перемещения груза 19 вдоль одного из плеч рычага 20, обеспечивают заданное усилие, прилагаемое при измерении для обеспечения плотного контакта эталонной скобы с контактными элементами 9. Заданное усилие измерения устанавливается в зависимости от диапазона размеров калибров-скоб. Далее, используя показания датчика линейного перемещения рабочей каретки 4, с помощью кнопочной клавиатуры в микроконтроллер 17 вносится размер эталонной скобы. Затем вместо эталонной скобы устанавливают измеряемую скобу 10 и производят операции, аналогичные при измерении эталонной скобы: фиксируют местоположение дополнительной каретки 8 через окно 5 в рабочей каретке 4 при помощи фиксирующего винта 6 посредством фторопластовой пятки 24, далее, используя нагрузочный механизм обеспечивают поджим контактных элементов 9 с рабочими поверхностями измеряемой скобы 10. Рабочая каретка 4 перемещаясь приводит в движение считывающую головку датчика линейного перемещения 13, который преобразует линейное перемещение в числоимпульсный код, который поступает в квадратурный декодер 14, определяющий направление перемещения рабочей каретки 4. С квадратурного декодера 14 сигнал поступает на реверсивный счетчик 15, выходы которого через статический регистр 16 соединен с
микроконтроллером 17 обрабатывающим результаты измерения и определяющий истинный размер измеряемой скобы посредством сопоставления с эталонной скобой.
Таким образом предлагаемое техническое решение позволяет за счет использования двух независимых направляющих, что исключает деформацию в процессе измерения, производить измерения скоб-калибров с целью определения соответствия их полю допуска с высокой точностью (порядка 0,1 мкн).