Устройство для измерения угловых положений отверстий и их диаметров на деталях вращения Советский патент 1987 года по МПК G01B21/00 

Изобретение относится к измерительной технике, в частности для измерения угловых положений сопловых отверстий и их диаметров на корпусах распылителей дизельных двигателей.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей устройства за счет обеспечения возможности одновре- менногб измерения межосевого расстояния контролируемых отверстий, угла наклона осей отверстий к оси детали вращения и выходных диаметров отверстий.

На фиг. 1 приведена функциональная схема устройства; на фиг. 2 - временная диаграмма обработки сигналов.

Устройство содержит источник 1 света, оптическую систему 2, линейный фотоприемник 3, являющийся датчиком угловых положений и диаметра контролируемых отверстий, датчик 4 цикла измерения, герконо- вый размыкатель 5, блок 6 обработки видеосигнала, блок 7 коррекции, блок 8 измерения диаметра, блок 9 измерения угла наклона осей контролируемых отверстий, блок 10 измерения межосевого расположения ко}1тролируемых отверстий, блок 11 управления, блок 12 индикации. Блок 8 измерения диаметра состоит из двух счетных регистров 13 и 14, схемы 15 управления, схемы 16 сравнения, мультиплексора 17, схемы 18 сравнения. Датчик 3 угловых положений и диаметра контролируемых отверстий соединен с информационным входом 19 блока 6 обработки видеосигнала, информационные выходы 20 и 21 которого связаны с информационными входами 22 и 23 блока 7 коррекции. Информационный выход 24 блока 7 коррекции связан с информационным входом 25 блока 9 измерения угла наклона контролируемых отверстий, а информационный выход 26 блока 7 коррекции связан с информационным входом 27 блока 8 измерения диаметра. Блок 11 управления информационным входом 28 подключен к информационному входу 22 блока 7 коррекции, а информационным входом 29 - к гер- коновому размыкателю 5. Тактовый выход 30 блока 11 управления соединен с тактовым входом 31 блока 8 измерения диаметра и тактовым входом 32 блока 6 обработки видеосигнала, обнуляющий выход 33 блока 11 - с обнуляющим входом 34 блока 9 измерения угла наклона оси контролируемого отверстия, и обнуляющим входом блока 8 измерения диаметра, а обнуляющий выход 35 - с обнуляющими входами 36 и 37 блока 10 измерения межосевого расположения контролируемых отверстий и блока 12 индикации соответственно. Командный выход 38 блока 8 измерения диаметра связан с командными входами 39 и 40 блока 10 измерения межосевого расположения и блока 9 измерения угла наклона осей соответственно.

ин.формационные выходы 41 и 42 которых соединены с ийформационными входами 43 и 44 блока 12 индикации соответственно, с третьим информационным входом 45 которого

связан информационный выход 46 блока 8 измерения диаметра. Управляющие выходы 47 и 48 схемы 15 управления блока 8 измерения диаметра связаны с управляющими входами 49 и 50 соответствующих счетных регистров 13 и 14, а командный выход 51 схемы 15 управления связан с командным входом 52 схемы 16 сравнения. Информационные выходы 53 и 54 счетных регистров 13 и 14 соединены соответственно с информационными входами 55

5 и 56 схемы 16 сравнения и с информационными входами 57 и 58 мультиплексора 17, адресный вход 59 которого связан с адресным выходом 60 схемы 16 сравнения, а выход 61 мультиплексора 17 с информационным входом 62 схемы 18

0 сравнения, к другому входу 63 которой подключен командный выход 64 схемы 16 сравнения.

Устройство работает следующим образо.м. При вращении контролируемой детали

C Происходит периодическое срабатывание гер- конового размыкателя 5, с помощью которого блоком 11 управления осуществляется определение числа оборотов контролируемой детали. Как только частота вращения контролируемой детали достигает

п стабильного значения, блок 11 управления начинает формировать тактовые импульсы частотой f -(фиг. 2 а), управляющие работой блока 6 обработки видеосигнала линейного фотоприемника и счетного триггера схемы 15 управления блока 8 из мерения диаметра контролируемого отверс тия.

При отсутствии информации о величине световой зоны контролируемого отверстия на информационном входе 28 блока 11 управления последний по отрицательному

0 фронту тактового импульса f снимает блокировку (фиг. 2 б) со счетных регистров 14 и 13 блока 8 измерения диаметра и с блока 9 измерения угла наклона оси контролируемого отверстия к оси контролируемой детали, а также кратковре5 менным импульсо.м (фиг. 2 в) обнуляет блок 10 измерения межосевого расположения контролируемых отверстий и блок 12 индикации, тем самым подготавливает их к работе.

При совмещении источника 1 света контролируемого отверстия детали вращения с линейкой фотоприемника 3 на рабочей поверхности последнего посредством оптической системы 2 формируется световая зона,

положение которой соответствует углу наклона а контролируемого отверстия к оси детали вращения, а величина ее изменяется по мере прохождения контролируемого отверстия относительно линейного фотоприемника 3.

Информация о световой зоне с выхода линейного фотоприемника 3 поступает в блок 6 обработки видеосигнала, в котором периодически с заданной частотой f осуществляется выделение максимального уровня видеосигнала, его усиление и последующая цифровая обработка, заключающаяся в формировании по информационному выходу 20 пачек импульсов, количество которых в пачке соответствует текущему значению хорды контролируемого отверстий (фиг. 2 г), а по информационному выходу 21 - пачек импульсов, количество которых в пачке соответствует углу наклона а контролируемого отверстия к оси детали вращения (фиг. 2 д).

Далее цифровая информация о величине и положении световой зоны поступает в блок 7 коррекции, в котором осуществляется поправка полученных данных с учетом возможных погрешностей измерения линейного фотоприемника 3 и блока 6 обработки его видеосигнала.

Скорректированная информация о величине и угловом положении контролируемого отверстия соответственно поступает в блок 8 измерения диаметра выходного отверстия блока 9 измерения угла наклона оси контролируемого отверстия к оси детали вращения.

Измерение диаметра выходного отверстия детали вращения осуществляется следующим образом.

При поступлении тактовых импульсов f из блока 11 управления в блоке 8 измерения диаметра контролируемых отверстий счетным триггером схемы 15 управления осуществляется поочередное переключение двух счетных регистров 13 и 14. (фиг. 2 ж, е).

Кратковременными импульсами, подаваемыми блоком 11 (фиг. 2 б) управления на обнуляющие входы регистров 13 и 14, производится обнуление одного из счетных регистров 13 и 14, на управляющие входы 49 и 50 которых счетным триггером схемы 15 управления выдается разрешающий сигнал.

Подключенная к выходам регистров схема 16 сравнения по команде схемы 15 управления в виде кратковременных импульсов осуществляет сравнение содержимого регистра, в котором записано очередное значение хорды, с содержимым другого регистра. Как только содержимое счетного регистра 13, в котором записалось очередное значение хорды, становится меньше содержимого другого счетного регистра 14, что свидетельствует о том, что записанное значение хорды в другом регистре является диаметром измеряемого отверстия (так как наибольщего значения величина световой зоны достигает в момент

0

совмещения наибольшей хорды выходного отверстия с линейкой фотоприемника), схема 16 сравнения блока 8 выдает кратковременный импульс (фиг. 2 и) блоку 10 из- 5 мерения межосевого расположения контролируемых отверстий и блоку 9 измерения угла наклона контролируемых отверстий к оси детали вращения.

Одновременно схема 16 сравнения выдает на адресный вход 58 мультиплексора 17 кодированную информацию, определяющую в каком из счетных регистров 13 и 14 записано максимальное значение хорды, являющееся диаметром выходного контролируемого отверстия.

5 Мультиплексор 17 пропускает на вход 60 схемы 18 сравнения с эталонным значением информацию о значении диаметра с соответствующего счетного регистра.

Схемой 18 сравнения по команде со схемы 16 производится сравнение сод ержи0 мого данного регистра с заранее заданным эталонным значением, соответствующим номинальному значению контролируемого диаметра отверстия.

В случае превышения разницы содержи5 мого регистра и эталонного значения определенных допускаемых значений схема 18 выдает на вход 45 блока 12 индикации кратковременный импульс (фиг. 2 л).

Измерение углов наклона контролируемых отверстий к оси детали вращения

0 происходит следующим образом.

При измерении угла наклона а оси контролируемого отверстия к оси детали вращения на величину Асе (фиг. 1) на линейке фотоприемника 3 происходит изменение пропорционально Аа координаты сере5 дины световой зоны и, следовательно, количества импульсов в пачке.

Счетчиком блока 9 измерения угла наклона оси контролируемого отверстия к оси детали вращения осуществляется считыванием количества импульсов в пачках

0 (фиг. 2, д) поступающих из блока 7 коррекции на информационный вход 25 блока 9 измерения угла наклона. Обнуляющими импульсами (фиг. 2 б), поступающими из блока 11 управления на обнуляющий вход 34 блока 9 измерения угла наклона оси,

5 производится обнуление счетчика перед каждым циклом считывания.

При поступлении кратковременного импульса (фиг. 2 к) от схемы 16 сравнения на командный вход блока 9 измерения угла наклона им производится фиксирование координаты середины световой зоны и сравнение ее с эталонным значением, соответствующим номинальному значению угла наклона контролируемого отверстия к оси детали вращения.

с В случае, если их разница превышает допустимое значение, блок 9 выдает кратковременный импульс на вход 45 блока, 12 индикации.

0

Измерение межосевого расположения контролируемых отверстий происходит следующим образом.

При поступлении кратковременного импульса (фиг. 2 и) , с блока 8 измерения диаметра запускается управляющий триггер блока 10 межосевого расположения контролируемых отверстий, который вырабатывает импульс, соответствующий временному интервалу между прохождением перед линейным фотоприемником 3 наиболь- щих хорд двух смежных контролируемых отверстий и управляющий генератором блока. Генератор вырабатывает в течение этого интервала импульсы, количество которых определяется счетчиком блока 10. Если деталь имеет равномерное вращение, то количество импульсов пропорционально угловому положению этих отверстий.

После обработки содержимого счетчика, осуществляемой аналогично блоку 9 измерения угла наклона оси контролируемого отверстия к оси детали вращения, в случае если разница между эталонным значением и полученным превышает допустимое значение, блок 10 выдает кратковременный импульс, опрокидывающий третий входной триггер блока 12 индикации.

В блоке 12 индикации осуществляется поочередный опрос входных триггеров и в случае нахождения их в исходном состоянии, -ЧТО соответствует годности детали по всем контролируемым параметрам, на транспаранте блока 12 индикации высвечивается информация о годности детали. В случае переключения хотя бы одного из входных триггеров блока индикации, что соответствует негодности детали по данному контролируемому параметру, на транспаранте брака индикации высвечивается информация о негодности детали с указанием ее причины, например «Брак - диаметр, «Брак - наклон и т. д.

Измерение устройством прекращается при достижении контролируемой деталью после начала измерения определенного .количества оборотов, задаваемых оператором (не менее двух) и измеряемых блоком 11 унравления с помощью герконового размыкателя 5 в момент отсутствия информации о величине световой зоны контролируемого отверстия на информационном входе блока управления.

Формула изобретения

1. Устройство для измерения угловых положений отверстий и их диаметров на деталях вращения, содержащее источник света, датчик цикла измерения, датчик углового положения отверстий, блок обработки сигнала, блок управления, блок измерения расположения отверстий, индикатор, источник света оптически связан с датчиком углового положения отверстий, датчик цикла измерения соединен с блоком управления, выход которого соединен с входами блока измерения расположения отверстий и индикатора,

датчик углового положения отверстий подключен к блоку обработки сигнала, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей устройства, оно снабжено блоком измерения диаметра отверстий, блоком измерения угла наклона

осей отверстий и блоком коррекции, первый и второй информационные выходы блока обработки сигнала соединены с первым и вторым информационными входами блока коррекции, а тактовый вход - с такто5 вым входом блока управления и с тактовым входом блока измерения диаметра отверстий, первый информационный вход блока коррекции подключен к информационному входу блока управления, а первый и второй информационные выходы - к ин0 формационным входам блока измерения угла наклона осей отверстий и блока измерения диаметра соответственно, обнуляющий выход блока управления подключен к обнуляющему входу блока измерения угла наклона осей отверстий и к обнуляющему

- входу блока измерения диа.метра, команд- выход которого соединен с командными входами блоков измерения угла наклона осей отверстий и измерения расположения отверстий, информационные выходы

которых соединены с информационными входами блока индикации, третий информационный вход которого соединен с информационным выходом блока измерения диаметра отверстий, датчик цикла измерения выполнен в виде магнита, устанавливаемого на детали, и геркона, а датчик угло5

вого положения отверстии выполнен в виде однострочного сканистора.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что, с целью повышения точности изме40 рения, блок измерения диаметра отверстий содержит первый и второй счетные регистры, схему управления, первую и вторую схемы сравнения и мультиплексор, информационные и обнуляющие входы первого и второго счетных регистров связаны меж45 ДУ собой и являются соответственно информационным и обнуляющим входами блока измерения диаметра, управляющие входы первого и второго счетных регистров соединены с управляющими выходами схемы управления, а информационные выходы - с

50 информационными входами первой схемы сравнения и информационными входами мультиплексора, тактовый вход схемы управления является тактовым входом блока измерения диаметра, ком.андный выход соединен с командным входом первой схемы

55 сравнения, командный выход которой является командным выходом блока измерения диаметра, а адресный выход первой схемы сравнения соединен с адресным входом мультиплексора, выход которого соединен с информационным входом второй cxeMti сравнения, командный вход которой подключен к

командному выходу первой схемы сравнения, а выход является информационным выходом блока измерения диаметра.

Изобретение относится к измерительной технике, в частности для измерения угловых положений сопловых отверстий на корпусах распылителей дизельных двигателей. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства за счет одновременного измерения межосевого расстояния контролируемых отверстий, угла наклона их осей и выходных диаметров. Измерение межосевого расположения контролируемых отверстий и их угла наклона к оси врашаюшейся детали производится соответствуюшими блоками 10 и 9 по команде с блока 8 измерения диаметра в момент нахождения им наибольших хорд контролируемых отверстий, периодически проецируемых на линейный фотоприемник оптической системой 2. 1 з. п. ф-лы, 2 ил. S сл Фи.г1