УСТРОЙСТВО КОНТРОЛЯ И ИЗМЕРЕНИЯ ДЕЙСТВИТЕЛЬНЫХ РАЗМЕРОВ ПАРАМЕТРОВ НАРУЖНЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ И РАДИУСОВ ИЗДЕЛИЯ ТИПА ОБОЛОЧКА ВРАЩЕНИЯ

Изобретение относится к области машиностроения и приборостроения, к технике метрологического обеспечения и преимущественно может быть использовано при контроле и измерении размеров изделий типа оболочка вращения.
Известно устройство для контроля размеров изделий с продольной осью симметрии (патент РФ N 2117240, G01В 11/22 опубликован: 10.08.1998). Устройство содержит горизонтальный стол для установки контролируемого изделия, выполненный из неподвижной и подвижной частей, имеющий два независимых привода для перемещения его по двум взаимно перпендикулярным осям горизонтальной плоскости, для измерения которых стол снабжен датчиками линейных перемещений, средство для съема информации в виде источника и приемника лазерного излучения, выход которого связан с блоком управления и компьютером. На поверхности подвижной части стола расположена оснастка для установки и позиционирования контролируемого изделия.
К недостаткам этого устройства относятся:
- конструкция устройства не позволяет позиционировать изделия типа оболочка вращения;
- необходимость многократного съема и установки контролируемых изделий требует дополнительной настройки, влекущей за собой в ряде случаев накопление погрешности измерения.
Известно также устройство активного контроля и измерения действительных размеров наружной поверхности изделия типа оболочка вращения, выбранное в качестве прототипа заявляемого устройства (патент РФ №2420712 G01В 5/00 опубликован: 26.01.2010). Устройство содержит основание для установки изделия, на котором закреплена балка, несущая модуль перемещения. В модуле перемещения размещено средство для съема информации, состоящее из каретки, серводвигателя и энкодера выходы которых связаны с входами сервоусилителя. На каретке закреплен датчик линейного перемещения с щупом. Устройство оснащено компьютером. Выход сервоусилителя и выход датчика линейных перемещений подключены через согласующие элементы к компьютеру.
К недостаткам известного устройства относятся:
- контактный способ измерения геометрических параметров изделия. Контроль выполняется посредством контакта щупа датчика линейного перемещения с поверхностью изделия. Таким образом, погрешность формы щупа непосредственно сказывается на погрешности измерения;
- применение контактного способа измерения может привести к возникновению дефектов поверхности изделия;
- контроль линейного перемещения каретки вдоль изделия выполняется по энкодеру серводвигателя, таким образом, появляется погрешность при пересчете углового перемещения в линейное, что сказывается на погрешности измерения геометрических параметров изделия.
Техническим результатом предлагаемого изобретения является получение высокой точности контроля и измерения геометрических параметров наружной поверхности изделия типа оболочка вращения, увеличение производительности труда за счет уменьшения трудозатрат и времени на контроль изделия путем автоматизации процесса измерения, исключение возможности возникновения дефектов от контрольно-измерительного оборудования.
Указанный технический результат достигается следующим образом.
1. Устройство контроля и измерения действительных размеров параметров наружных поверхностей и радиусов изделия типа оболочка вращения, содержащее основание для установки изделия на котором жестко закреплена балка, несущая модуль перемещения, в котором размещено средство для съема информации, состоящее из каретки, серводвигателя и энкодера, связанных с сервоусилителем, выход серводвигателя и энкодера связан с входом сервоусилителя, а выход сервоусилителя связан с входом блока интерфейса компьютера, отличающееся тем, что на каретке закреплен лазерный датчик, выход которого связан с входом блока интерфейса компьютера.
2. Устройство контроля и измерения действительных размеров параметров наружных поверхностей и радиусов изделия типа оболочка вращения по п.1, отличающееся тем, что модуль перемещения снабжен преобразователем линейных перемещений, выход которого связан с входом блока интерфейса компьютера.
3. Устройство контроля и измерения действительных размеров параметров наружных поверхностей и радиусов изделия типа оболочка вращения по п.1, отличающееся тем, что модуль перемещения снабжен бесконтактными индуктивными переключателями, выходы которых связаны с входами блоков интерфейсов компьютера.
Предлагаемое изобретение представлено на чертежах, где:
на Фиг.1 показан общий вид устройства;
на Фиг.2 показано средство для съема информации, связанное с блоками интерфейсов компьютера;
на Фиг.3 показана блок-схема взаимосвязей компьютера с управляемыми элементами установки и согласующих элементов.
Устройство содержит (см. Фиг.1, 2) основание 1 для установки изделия 2. На основании жестко закреплена балка 3, несущая модуль перемещения 4. В модуле перемещения размещено средство для съема информации, состоящее из каретки 5, имеющей возможность продольного перемещения вдоль изделия серводвигателя 6 и энкодера 7. На каретке закреплен лазерный датчик 8, предназначенный для измерения расстояния до поверхности изделия. Модуль перемещения снабжен преобразователем линейных перемещений 9 и бесконтактными индуктивными переключателями 10. Герметичный кожух 11, закрепленный на балке 3, защищает модуль перемещения 4 со средством для съема информации от пыли и влаги. Модуль перемещения 4 снабжен юстировочными винтами 12 для совмещения в одной плоскости оси модуля перемещения с осью контролируемого изделия 2. Устройство оснащено компьютером 13. Выходы (см. Фиг.3) серводвигателя 6 и энкодера 7 связаны с входами сервоусилителя 14. В свою очередь выходы сервоусилителя 14, лазерного датчика 8, преобразователя линейных перемещений 9 и выходы бесконтактных индуктивных переключателей 10 связаны с входами блоков интерфейсов 15 компьютера.
Предлагаемое устройство работает следующим образом. На основание 1 жестко крепится балка 3, с установленным на ней модулем перемещения 4, рабочая зона которого перекрывает поверхность контролируемого изделия 2 по всей высоте. В качестве основания 1 устройства для фиксации изделия, выбран токарный станок. Контролируемое изделие 2 устанавливают на токарный станок. С помощью котировочных винтов 12 модуль перемещения 3 позиционируют так, чтобы его ось и ось контролируемого изделия 2 находились в одной плоскости. На промышленном компьютере 13 оператор запускает управляющую программу измерения. Посредством бесконтактных индуктивных переключателей 10 по управляющей программе выполняют выход в реперную точку преобразователя линейных перемещений 9. С помощью управляющей программы оператор базирует луч лазерного датчика 8 по торцу контролируемого изделия 2 и проводит привязку систем координат устройства и контролируемого изделия. Все геометрические параметры поверхности изделия исчисляются в системе координат контролируемого изделия 2. Далее оператор через управляющую программу включает серводвигатель 6 посредством которого осуществляется перемещение каретки 5 вдоль изделия 2 от торца к носовой части. При этом лазерный датчик 8, установленный на каретке 5, сканирует наружную поверхность контролируемого изделия 2. Шаг сканирования задает оператор в управляющей программе. В процессе измерения на интерфейсные блоки 15 промышленного компьютера 13 поступает информация с выхода лазерного датчика 8 и с выхода преобразователя линейных перемещений 9. В управляющей программе заложен алгоритм перевода поступающей информации в координаты точек контура и далее в действительные размеры радиусов в поперечных сечениях контролируемого изделия 2. В управляющей программе оператор формирует отчет проведенного измерения. Каретку 5 возвращают в начальное положение системы координат контролируемого изделия 2. Устройство отключают в соответствующем порядке.
Таким образом, предлагаемая конструкция устройства позволяет проводить измерения действительных размеров параметров наружных поверхностей и радиусов изделия типа оболочка вращения с высокой степенью достоверности, повысить производительность контрольно измерительной операции и исключить возможность возникновения дефектов от контрольно-измерительного оборудования.