Первичный измеритель положения инструмента Советский патент 1986 года по МПК B23K9/10 B23K7/10 

1 Изобретение относится к автоматизации технологического производства и может быть применено в металлообра батывающей промьтшенности для контроля размеров изделий, например, при сварке или резке. Целью изобретения является повьшге ние точности при контроле положения инструмента относительно поверхности изделий сложного профиля, в том числ и малогабаритных путем измерения направления чувствительного элемента к поверхности изделия. На чертеже схематически показан первичный измеритель положения инструмента относительно поверхности изделия. На поверхности инструмента с помощью фланца 1 закрепляется П-образный матнитопровод 2 с катушками возбуждения 3, между которыми расположе консольно закрепленный резонансный стержневой микровибратор 4, имеющий светоотражающий участок 5, облучаемы осветителем 6, через диафрагму 7. Приемники 8 отраженного потока ориен тированы в сторону участка 5 и осветителя 6, а намагниченная консольная часть микровибратора 4 направлена по нормали к контролируемой поверхности 9. ПервичньМ измеритель положения инструмента работает следующим образом. Закрепленный на инструменте с помощью фланца 1 микровибратор 4 выбирается и согласуется по своим размерам с заданньм расстоянием до поверх ности изделия, а зазор между торцом консоли t - в соответствии с допуском на контролируемое расстояние..С помощью внешнего (не показан) источника электрических колебаний, подключаемого к входным клеммам а-Ь катушек возбуждения 3, через выпрямительные диоды формируются импульсы тока и соответствующее ему магнитное поле, которое совместно с постоянным магнитным полем полюсов магнитопрово да 2 воздействует на металлический стержень-микровибратор 4. При совпадении частоты колебаний внешнего источника и собственной резонансной частоты микровибратора 4 в последнем возникают механические колебания. Дл консольного стержня эти колебания могут быть колебаниями изгиба или кручения, определяемыми сечением стер 5 жня и (или) направлением приложения усилия к нему. Колебания микровибратора 4 далее преобразуются в электрические, например, с помощью оптической системы, содержащей осветитель 6 с диафрагмой 7, светоотражающую поверхность 5 и приемники 8 отраженного потока. Отраженный от поверхности 5 световой луч будет периодически последовательно проходить приемники 8, которые располагаются симметрично относительно начального положения микровибратора, образуя оптическую базу, определяющую заданный допуск ul, выбираеА| (J мый из соотношения 1, Ь контролируемый размер). Если расстояние между инструментом и изделием превышает заданное, то амплитуда колебаний стержня (определяемая добротностью микровибратора, превышающей 5x10 ) в случае свободно затухающего процесса будет затухать с постоянной скоростью, а для непрерывного процесса возбуждения колебания стержня будут характеризоваться постоянством амплитуды. Если расстояние между намагниченной консолью микровибратора 4 и поверхностью 9 изделия будет уменьшаться, то колебания будут в случае свободных колебаний затухать с большой скоростью, а в случае непрерывных колебаний они умепьшаются. Причем скорость затухания резонансных механических колебаний при приближении стержня к изделию носит резкий, пороговый характер. Это обусловлено особенностью тяговой характеристики микровибратора, заключающейся в том, что сила взаимодействия будет обратно пропорциональна квадрату расстояния между стержнем и металлической поверхностью. Затухание стержня, преобразуемое с помощью оптической системы в последовательность импульсов, обрабатывается далее, например, в измерительном преобразователе. Использование в первичном измерителе в качестве чувствительного элемента резонансного стержневого микровибратора, возбуждаемого на собственной частоте и подвергаемого силовому взаимодействию, которое определяется расстоянием между ними и контролируемой поверхностью, образуемым направлением нормали намагниченной консоли стержня к поверхности металлического изделия, позволяет простыми средствами проводить контроль расстояния в устройствах резки и сварки с заданным допуском.

Формула изобретения

1. Первичный измеритель положения инструмента относительно поверхности изделия, содержащий закрепленный на инструменте чувствительный элемент и измерительный преобразователь, электрически связанные с генератором перемеьного напряжения и схемой измерения, отличающийся тем, что, с целью повьппения точности контроля за положением инструмента относительно поверхности изделия сложного профиля, чувствительный элемент вы--. полнен в виде резонансного стержневого микровибратора из ферромагнитного материала, П-образного магнитопровода, образованного постоянными магнитами с взаимной пространственной ориентацией полюсов, и двух катушек возбуждбния, питаемых импульсным током от генератора переменного напряжения, при этом катушки возбуждения расположены на стержнях П-образного магнитопровода, один конец резонансного стержневого микровибратора жестко закреплен на П-образном магнитопроводе, а другой - свободный, ориентирован по нормали к контролируемой поверхности изделия.

2.Измеритель по п.1, отличающийся тем, что полюса постоянных магнитов П-образного магнитопровода сориентированы параллельно друг другу.

3.Измеритель по п.1, отличающийся тем, что, с целью обеспечения оптического измерения положения инструмента, резонансный стержневой микровибратор выполнен с участком светоотражающей поверхности

Изобретение относится к автоматизации технологических процессов сварки и резки и позволяет повысить точность контроля положения инструмента относительно поверхности изделия, особенно сложного профиля. На поверхности инструмента закреплен П-образный магнитопровод с постоянными магнитами и с катушками возбуждения . Между катушками расположен консольно закрепленный стержень-микровибратор, имеющий для оптических преобразований сигнала светоотражающий участок. 2 з.п. ф-лы. 1 ил.. (Л С