СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СМЕЩЕНИЯ И УГЛА РАССОГЛАСОВАНИЯ МЕЖДУ ОСЬЮ ВРАЩЕНИЯ ПЛАТФОРМЫ И ОСЬЮ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ ИЗМЕРИТЕЛЬНОЙ ГОЛОВКИ Российский патент 1997 года по МПК G01B7/28 G01B7/14 

Описание патента на изобретение RU2091703C1

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к технике определения смещения между измерительными осями.

Известен способ [1] определения смещения и угла рассогласования между осью вращения платформы и осью перемещения измерительной головки, включающий измерение координат перемещения измерительной головки относительно базовой поверхности с помощью специальных (дополнительных) инструментов и определение смещения и угла рассогласования по результатам измерения.

Недостаток этого способа состоит в сложности определения (дополнительного конструирования) базовой поверхности, однозначно характеризующей с заданной точностью положение измерительной головки относительно этой поверхности, а также в необходимости использования дополнительного измерительного оборудования.

Наиболее близким к предлагаемому является способ [2] определения смещения и угла рассогласования, заключающийся в том, что осуществляют вращение платформы с установленной на ней деталью, перемещают измерительную головку, измеряют расстояние от измерительной головки до точек поверхности детали и по полученным данным определяют смещение и угол рассогласования.

Недостаток этого способа состоит в том, что точность определения смещения и угла рассогласования зависит от конструктивных параметров измерительной установки и регулировочных приспособлений, позволяющих уменьшать величину смещения и угла рассогласования. Точность установки и определения этих величин низка.

Цель изобретения упрощение реализации способа за счет отсутствия необходимости регулировки и повышение точности измерения.

Цель достигается тем, что способ определения смещения и угла рассогласования между осью вращения платформы и осью перемещения измерительной головки, заключающийся в том, что осуществляют вращение платформы с установленной на ней деталью, перемещают измерительную головку, измеряют расстояние от измерительной головки до точек поверхности детали, и само перемещение измерительной головки предполагает в качестве детали использование эталона в виде соосно расположенных цилиндров разных диаметров, ось симметрии которых совмещают с осью вращения платформы, при повороте платформы последовательно фиксируют значения перемещений измерительной головки Hi (i 1, 2) и соответствующие этим перемещениям расстояния Ri (i 1, 2) от оси измерительной головки до боковой поверхности цилиндра одного диаметра, угол рассогласования Φ между осью вращения платформы и осью перемещения измерительной головки определяют по зафиксированным значениям Hi и Ri, формируют сигнал Ki в виде зависимости: Ki= RicosΦ + HisinΦ (i 1, 2) для соответствующих измеренных перемещений измерительной головки Hi (i 1, 2) и расстояний Ri (i 1, 2) от оси измерительной головки до боковых поверхностей цилиндров разных диаметров, а смещение между осью вращения платформы и осью перемещения измерительной головки определяют по измеренным значениям перемещений Hi, расстояний Ri и сигналам Ki.

На фиг. 1 представлена схема расположения осей измерения и перемещения измерительной головки и система координат.

На этой схеме X, Y, Z базовая (исходная) система координат (базис J), l1 ось вращения платформы (совпадает с осью 0Z), l2 ось перемещения измерительной головки, X*, Y*, Z* система координат (базис J*), связанная с измерительной головкой (Z совпадает с осью l2), X* перпендикулярна Z* и совпадает с направлением измерения, Y* перпендикулярна плоскости Z*0'X*, 0' начало координат, точка пересечения оси l2 с плоскостью X0Y, Φ угол рассогласования между осями l1 и l2, Dx и Δy -координаты точки О1 в базисе J (смещение оси l2), RH координаты точка A в базисе J, R*, H* координаты точки A в базисе J*.

На фиг.2 изображена проекция осей на плоскость X0Y.

Оценим вначале влияние координат Δx, Δy на погрешность измерения. Для малых значений Δx, Δy и α (фиг.2) имеем:

При R**>> Δy получим:

Откуда погрешность ΔR

Как следует из /3/, погрешность измерения ΔR линейно зависит от ΔX и нелинейно от ΔY, причем влияние значения ΔY на погрешность ΔR значительно слабее. Например, при R*>> 100 мм, Δy = 2 мм погрешность ΔRy составляет приблизительно 0,01 мм, что значительно меньше Δy.

Учитывая незначительное влияние смещения Δy на погрешность ΔR, будем считать, что ось перемещения измерительной головки параллельна плоскости X0Z.

Рассмотрим процесс определения смещения Δx, Δy и угла рассогласования Φ.

В соответствии с фиг.1 имеем:

где H, R и H*, R* координаты точки A поверхности эталона в базисах J и J* соответственно.

Измерительная установка, реализующая способ, содержит вращающуюся платформу, на которой установлен эталон, имеющий две цилиндрические поверхности диаметром D1 (радиус R1) и D2 (радиус R2), оси симметрии которых совпадают с осью вращения платформы l1.

Процесс определения угла рассогласования Φ осуществляется следующим образом.

На поверхности диаметром D фиксируются две различные точки с координатами R*11

, H*11
и R*12
, H*12
.

Из /4/ имеем:

откуда
где относительное перемещение измерительной головки.

Таким образом, производя измерение и фиксацию координат R*, H* двух разных точек поверхности эталона одного диаметра, можно определить угол рассогласования Φ между осью вращения платформы l1 и осью перемещения измерительной головки l2 согласно /8/.

После определения значения v сформируем сигнал Ki (i 1, 2).

Ki= RjcosΦ + H*j

sinΦ (9)
где R*j
, Hj (j=1,2,3) координаты точек поверхности эталона.

Как следует из /5/ и /6/, значение сигнала Ki для одного и того же диаметра измеряемой поверхности неизменно и может быть определено для любой точки поверхности с координатами R*j

, H*j
.

Процесс определения смещения Δ = (Δx, Δy)
(10)
реализуется следующим образом. На поверхности эталона радиусом R1 измеряются и фиксируются координаты точки R*1

, H*1
, а на поверхности эталона радиусом R2 измеряются и фиксируются координаты второй точки R*2
, H*2
.

Затем формируются сигналы:

Определение смещения Δ производится следующим образом.

Из равенства

находятся значения Δx и Δy.



В способе определение смещения Δ и угла рассогласования v позволяет повысить точность измерения.

Использование способа позволяет свести практически к нулю погрешность измерения DH и ΔP.о

Похожие патенты RU2091703C1

название год авторы номер документа
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СМЕЩЕНИЯ И УГЛА РАССОГЛАСОВАНИЯ МЕЖДУ ОСЬЮ ВРАЩЕНИЯ ПЛАТФОРМЫ И ОСЬЮ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ ИЗМЕРИТЕЛЬНОЙ ГОЛОВКИ 1994
  • Леденев Г.Я.
  • Федосов В.А.
RU2091705C1
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СМЕЩЕНИЯ И УГЛА РАССОГЛАСОВАНИЯ МЕЖДУ ОСЬЮ ВРАЩЕНИЯ ПЛАТФОРМЫ И ОСЬЮ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ ИЗМЕРИТЕЛЬНОЙ ГОЛОВКИ И ИЗМЕРИТЕЛЬНАЯ УСТАНОВКА 1994
  • Леденев Геннадий Яковлевич
  • Федосов Владимир Алексеевич
RU2091704C1
СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ПРОГРАММНЫМ РАЗВОРОТОМ КОСМИЧЕСКОГО АППАРАТА И СИСТЕМА ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ 1993
  • Левский М.В.
RU2092403C1
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СКОРОСТНОГО НАПОРА НАБЕГАЮЩЕГО ПОТОКА НА БОРТУ КОСМИЧЕСКОГО АППАРАТА С СИСТЕМОЙ СИЛОВЫХ ГИРОСКОПОВ 1992
  • Ковтун В.С.
  • Волков О.В.
RU2087390C1
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДИАГНОСТИРОВАНИЯ МНОГОСВЯЗНОЙ ТЕНЗОРЕЗИСТОРНОЙ СИСТЕМЫ 1995
  • Стоялов В.В.
  • Бобров А.В.
RU2087856C1
РЕЛЕЙНЫЙ РЕГУЛЯТОР 1997
  • Бичуцкий А.Я.
  • Леденев Г.Я.
RU2113004C1
СИСТЕМА ОПРЕДЕЛЕНИЯ КИНЕМАТИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ДВИЖЕНИЯ (ВАРИАНТЫ) 1997
  • Левский М.В.
RU2117300C1
СИСТЕМА ИЗМЕРЕНИЯ ВЕКТОРА УСКОРЕНИЯ 1995
  • Левский М.В.
RU2079143C1
СИСТЕМА ОПРЕДЕЛЕНИЯ МОМЕНТА УПРАВЛЕНИЯ ПРИ РАЗВОРОТЕ КОСМИЧЕСКОГО АППАРАТА 1995
  • Левский М.В.
RU2094332C1
СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ РЕЖИМОМ ЖИДКОСТНОГО РАКЕТНОГО ДВИГАТЕЛЯ 1997
  • Белицкий Д.С.
  • Жарков М.Н.
  • Шутенко В.И.
RU2119186C1

Иллюстрации к изобретению RU 2 091 703 C1

Реферат патента 1997 года СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СМЕЩЕНИЯ И УГЛА РАССОГЛАСОВАНИЯ МЕЖДУ ОСЬЮ ВРАЩЕНИЯ ПЛАТФОРМЫ И ОСЬЮ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ ИЗМЕРИТЕЛЬНОЙ ГОЛОВКИ

Использование: в измерительной технике для определения смещения между измерительными осями. Сущность изобретения: в способе определения смещения и угла рассогласования между осью вращения платформы и осью перемещения измерительной головки, заключающемся в том, что осуществляют вращение платформы с установленной на ней деталью, перемещают измерительную головку, измеряют расстояние от оси измерительной головки до точек поверхности детали и само перемещение измерительной головки, в качестве детали используют эталон в виде двух соосно расположенных цилиндров разных диаметров, оси симметрии которых совмещают с осью вращения платформы, при повороте платформы последовательно фиксируют значения перемещений измерительной головки Hi(i= 1,2) и соответствующие этим перемещениям расстояния Ri(i= 1,2) от оси измерительной головки до боковой поверхности цилиндра одного диаметра, угол рассогласования Φ между осью вращения платформы и осью перемещения измерительной головки определяют по зафиксированным значениям Hi и Ri, формируют сигнал Ki в виде зависимости Ki=Ricos Φ + Hisin Φ (i=1,2) для соответствующих измеренных значений перемещений измерительной головки Hi(i=1,2) и расстояний Ri(i=1,2) от оси измерительной головки до боковых поверхностей цилиндров разных диаметров, а смещение между осью вращения платформы и осью перемещения измерительной головки определяют по измеренным значениям Hi, расстояний Ri и сигналам Ki. 2 ил.

Формула изобретения RU 2 091 703 C1

Способ определения смещения и угла рассогласования между осью вращения платформы и осью перемещения измерительной головки, заключающийся в том, что осуществляют вращение платформы с установленной на ней деталью, перемещают измерительную головку, измеряют расстояние от оси измерительной головки до точек поверхности детали и само перемещение измерительной головки, по полученным данным определяют смещение и угол рассогласования, отличающийся тем, что в качестве детали используют эталон в виде двух соосно рассположенных цилиндров разных диаметров, ось симметрии которых совмещают с осью вращения платформы, при повороте платформы последовательно фиксируют значения перемещений измерительной головки Hi (i 1, 2) и соответствующие этим перемещениям расстояния Ri (i 1, 2) от оси измерительной головки до боковой поверхности цилиндра одного диаметра, угол рассогласования Φ между осью вращения платформы и осью перемещения измерительной головки определяют по зафиксированным значениям Hi и Ri, формируют сигнал Ki в виде зависимости Ki= RicosΦ + HisinΦ (i 1, 2) для соответствующих измеренных значений перемещений измерительной головки Hi и расстояний Ri от оси измерительной головки до боковых поверхностей цилиндров разных диаметров, а смещение между осью вращения платформы и осью перемещения измерительной головки определяют по измеренным значениям перемещений Hi, расстояний Ri и сигналов Ki.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 1997 года RU2091703C1

Печь для непрерывного получения сернистого натрия 1921
  • Настюков А.М.
  • Настюков К.И.
SU1A1
Боднер В.А., Алферов А.В
Измерительные приборы
- Изд-во стандартов, 1986, с.100, рис.5.4
Аппарат для очищения воды при помощи химических реактивов 1917
  • Гордон И.Д.
SU2A1
Контрольно-измерительное устройство 1987
  • Хью Роджерс Лейн
  • Питер Дин Онион
SU1718735A3
Печь для непрерывного получения сернистого натрия 1921
  • Настюков А.М.
  • Настюков К.И.
SU1A1

RU 2 091 703 C1

Авторы

Леденев Г.Я.

Даты

1997-09-27Публикация

1993-11-18Подача