Устройство для контроля профиля зубьев червячных фрез Советский патент 1987 года по МПК G01B11/24 G02B27/46 

нирует по профилю контролируемого зуба. В момент изменения передняя поверхность зуба находится в общей фокальной плоскости цилиндрических линз 2 и.5. Там уже установлена трапецеидальная контурная маска 9 с углом при вершине, равным двум профильным углам червячной фрезы 8. Профиль зуба и сторона маски 9 образуют измерительную щель, на которой дифра иру- ет сканирующий луч последовательно в заданном числе точек, лежащих на разных расстояниях от основания зуба. Вторая цилиндрическая линза 5 создает параллельный пучок лучей, который

1

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано, в частности, при контроле профиля зубьев червячных фрез, предназначенных для нарезания деталей с эвольве 1тным профилем зубьев и зуб- чатых колес.

Цель изобретения - повышение производительности и точности контроля за счет сканирования оптическим лучом по профилю контактируемого зуба, а также за счет оценки погрешности профиля зубьев червячных фрез по пространственно-частотному спектру измерительной щели, образованной профилем зуба и стороной трапецеидальной контурной маски, не менее чем в шести точках.

На фиг. 1 изображена принципиаочь- ная схема устройства; на фиг.2 - взаимное расположение профиля контролируемого зуба и трапецеидальной контурно маски.

Устройство для контроля профиля зубьев червячных фрез содержит последовательно расположенные лазер 1, первую цилиндрическую линзу 2 для фокусировки падающего излучения вдоль ее продольной оси, систему сканирования, включающую генератор 3 синусоидальных колебаний, который воздействует на акустооптический дефлектор 4 вторую цилиндрическлпо линзу 5, сферическую фокусирующую линзу 6 для фокусировки изображения пространственно-

1341/196

фокусируется сферической фокусирующей линзой 6. В задней фокальной плоскости сферической фокусирующей линзы 6 формируется на приемнике 10 излучения пространственно-частотный спектр (дифракционное изображение Фраунгофе- ра) измерительной щели, содержащий информацию о ширине измерительной щели, а следовательно, о погрешности профиля зуба. Приемник 10 вырабатывает электрический видеосигнал, который поступает в блок обработки и регистрации информации, на выходе которого получают численное значение погрешности. 2 ил.

5

j- 35

0

частотного спектра измерительной щели, образованной профилем зуба 7 в нормальном сечении червячной фрезы 8 и трапецеидальной контурной маской 9, приемник 10 излучения и блок обработки и -регистрации информации, включающий блок 11 формирования видеосигнала, аналого-цифровой преобразователь 12, интерфейсный блок 13 и микроЭВМ 14. Приемник 10 излучения соединен через блок 11 формирования видеосигнала с аналого-цифровым преобразователем 12, выход которого.подключен через интерфейсньй блок 13 к входу процессора микроЭВМ 14. Червячная фреза 8 установлена на блоке 15 перемещения фрезы от зуба к зубу таким образом, что передняя поверхность зуба 7 в момент измерения находится в общей фокальной плоскости цилиндрических линз 2 и 5. Блок 15, приводимый в движение шаговым электродвигателем 16, осуществляет вращение и смещение червячной фрезы 8 от зуба к зубу в нормальном сечении. Так как профильный угол фрезы о 20 , то для контроля левых и правых сторон зубьев фрезы, устройство имеет два фиксированных положения: 17 - под углом -20 к оси Уо червячной фрезы 8, 18 - под углом +20 к оси у червячной фрезы 8.

Устройство для контроля профиля зубьев червячных фрез работает следующим образом.

Устройство устанавливают в первое фиксированное положение 17. С генератора 3 синусоидальных колебаний переменное напряжение прикладывается к электроакустическому преобразователю акустооптического дефлектора 4, Под действием электрического напряжения акустооптический дефлектор 4 скачкообразно с заданным шагом отклоняет пучок лучей, сфокусированный вдоль оси X первой цилиндрической линзой 2, от лазера 1 в пределах угла, зависящего от высоты контролируемых зубьев. Сканирующий луч дифра гирует вдоль координаты х на измерительной щели, образованной профилем зуба 7 червячной фрезы 8 и стороной трапецеидальной контурной маски 9, последовательно в заданном чис ле точек, лежащих на разных расстояниях от основания зуба. Вторая цилиндрическая линза 5 создает параллельный пучок лучей, который фокусируется сферической фокусирующей лин- эой 6. Б задней фокальной плоскости сферической фокусирующей линзы 6 формируется на приемнике 10 излучени пространственно-частотный спектр (дифракционное изображение Фраунго- фера) щели, образованной профилем зуба 7 и трапецеидальной контурной маской 9, содержащий информацию о погрешности профиля зуба. Приемник 10 вырабатывает электрический виде- осигнал, пропорциональный распределению освещенности в дифракционном изображении измерительной щели, которое состоит из эквидистантно расположенных чередующихся максимумов и ми- нимумов светового потока. Поэтому видеосигнал, содержащий периодически повторяющиеся экспериментальные зна- ,чения, через интерфейсный блок 13 поступает в память процессора ЭВМ 14, где программно определяется средний период осциляций видеосигнала, который обратно пропорционален ширине измерительной щели. Таким образом, ширина измерительной щели, а следователь- но, погрешность профиля зуба 7 фрезы 8 однозначно зависит от среднего пе4964

риода осциляций видеосигнала, который отображается на внешнем терминале ЭВМ 14. Для измерения погрешности профиля всех зубьев блок 15 непрерывно вращает червячную фрезу 8, причем замедленно в момент измерения и ускоренно до приведения передней поверх- ности очередного зуба в общую фокальную плоскость цилиндрических линз 2 и 5. После измерения погрешности зубьев с левой стороны устройство устанавливают во второе фиксированное положение 18.

Далее измеряют погрешность зубьев с правой стороны при вращении червячной фрезы 8 на блоке 15 в обратном направлении.

Формула изобретения

Устройство для контроля профиля зубьев червячных фрез, содержащее последовательно расположенные источник излучения, оптическую систему,блок перемещения фрезы от зуба к зубу, установленный в фокальной плоскости системы, фокусирующую линзу, приемник излучения, установленный в задней фокальной плоскости линзы, и блок обработки и регистрации информации, отличающееся тем, что, с целью повьш1ения производительности и точности контроля, оно снабжено системой сканирования, состоящей из акусто- оптического дефлектора и генератора синусоидальных колебаний, и трапецеидальной контурной маской, предназначенной для размещения между зубьями фрезы, оптическая система выполнена анаморфотной и состоит из последовательно расположенных первой и второй цилиндрических линз, установленных так, что их фокальные плоскости совпадают, и сферической фокусирующей линзы, система сканирования установлена после первой цилиндрической линзы по ходу излучения, источник излучения выполнен когерентным, а маска установлена в общей фокальной плоскости первой и второй линз.

п

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано, в частности, при контроле профиля зубьев, червячных фрез, предназначенных для нарезания деталей с эвольвентным профилем зубьав и зубчатых колес. Цель изобретения - повышение производительности и точности контроля за счет сканирования оптическим лучом по профилю контролируемого зуба, а также за счет оценки погрешности профиля зубьев червячных фрез по пространственно-частотному спектру измерительной щели, образованной профи 1ем зуба и стороной маски, не менее чем в шести точках. В общей фокальной плоскости цилиндрических линз 2 и 5 устанавливают червячную фрезу 8 на блоке 15, который вращает и смещает ее от зуба к зубу. После первой цилиндрической линзы 2 расположена система сканирования, при помощи которой пучок лучей оси лазера 1 скачкообразно с заданным шагом скаS (Л со Nt 4 СО 05 Фи2.1