Устройство для измерения угла наружного конуса Советский патент 1988 года по МПК G01B11/26 

со

4 О (аь Jlib

137

тору 11 угла. Поворачивая рычаг 7 со шторкой 8 вокруг вала 9, добиваются отсутствия изменения интенсивности переменной составляющей фотосигнала на выходе усилителя 12, что соответствует точному расположению кром

ки шторки 8. параллельно образующей контролируемого конуса 13. Для данного положения шторки снимают отсчет по индикатору 11 угла, который соответствует половине контролируемого угла, 2 ил.

Изобретение позволяет бесконтактно измерять углы наружных конусов деталей. Целью изобретения является по- вьшение точности измерения за счет увеличения чувствительности позиционирования индикатора угла относительно образующей контролируемого конуса. Формируют коллимированный пучок прямоугольного сечения с равномерной яркостью по сечению пучка и направляют его на зеркало 3, установленное под углом к пучку и совершающее колебательные поступательные перемещения. Колебания зеркала осуществляют с помощью электромагнита 4. Диафрагмируют njrqoK, отраженный от зеркала 3, с помощью шторки 8, установленной на конце рычага 7, и самой контролируемой деталью 13. Прошедшую часть пучка принимают фотоприемником 6, усиливают ее и вьщеляют переменную составляющую, которой управляют движением электродвигателя 10. С электродвигателем соединен вал 9, на котором расположен рычаг 7 со шторкой 8, экранирующий пучок излучения. Рычаг 7 установлен под прямым углом к валу 9. Поворот вала контролируют по индика(П

1

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для бесконтактного измерения углов наружных конусов деталей.

Целью изобретения является повьш1е ние точности измерения, которая достигается за счет увеличения чувствительности позиционирования индикатора угла относительно образующей контролируемого конуса.

На фиг.1 представлена схема устройства; на фиг.2 - вид светового пучка, ограниченного контролируемой деталью и диафрагмой, вьшолненной в виде шторки.

Устройство.содержит источник излучения (не показан), коллиматор 1, формирующий параллельный пучок лучей на вьпсоде которого установлена щелевая диафрагма 2 в виде прямоугольника, зеркало 3, установленное с возможностью колебательного перемещения .злектромагнита 4, блок З питания электромагнита, фотоприемник 6, рычаг 7 со шторкой 8, вал 9 реверсивного электродвигателя 10, индикатор 11 угла поворота, усилитель 12 переменного тока, электрически связанньй с фотоприемником 6 и электродвигателем 10.

На чертеже также показана контролируемая деталь 13 с наружным конусом, установленная на шпинделе металлорежущего станка.

Ось электродвигателя 10 и индикатора 11 расположена перпендикулярно к оптической оси коллиматора 1, а зеркало 3 - под углом 45 к оптическим осям коллиматора 1 и фотоприемника 6.

Устройство установлено на метал- лорежуп ем станке так, Чтобы оптическая ось фотоприемника 6 была церпен0

5

0

5

0

5

0

дикулярна к оси шпинделя станка, а пучок лучей частично перекрывался контролируемой деталью 13..

Устройство работает следуюш 1м образом.

Параллельный пучок лучей от источника, сформированньй коллиматором 1 и прямоугольной диафрагмой 2, направляют на зеркало 3, отражаясь от которого, он, пройдя контролируемую деталь 13, частично диафрагмируется ею и шторкой 8, попадает на фотопри- емник 6. Катушку электромагнита 4 за- питывают переменным током от блока 5 питания. Сердечник электромагнита 4 с жестко скрепленным с ним зеркалом 3 осуществляет виброперемещения с частотой питающего тока. При вибрации зеркала 3 пучок излучения смещается параллельно самому себе в плоскости шторки 8. При непараллельном расположении кромки шторки 8 относительно образующей контролируемого конуса перемещение пучка излучения приводит к различной степени его диафрагмирования шторкой 8 и контролируемой деталью 13, что, Б свою очередь, приводит к изменению сигнала на выходе фотоприемника 6. Периодическое перемещение пучка излучения зеркалом 3, осуществляемое колебательньш переме- щением сердечника электромагнита 4, приводит к появлению переменной сое- тавляющей на выходе усилителя 12 переменного тока.

В зависимости от фазы переменного тока реверсивньй электродвигатель вращается в нужную сторону, поворачивая вал 9, индикатор 11 угла и рычаг 7 со шторкой 8. В момент, когда край шторки 8 окажется параллельной образующей контролируемого конуса в плоскости чертежа (фиг„2), поперечное сечение проходящего пучка лучей будет иметь форму параллелограммы, площадка которой не изменяется при перемещении зеркала 3,и, следовательно, пучка лучей вдоль оси контролируемого конуса. Поскольку источник излучения и коллиматор 1 создают вдоль диафрагм равномерную энергетическую освещенность, то величина потока лу- чей, падающего на фотоприемник 6, также остается постоянной и напряжение на выходе усилителя 12 отсутствует, что приводит к остановке электродвигателя 10. Для данного положения шторки 8 отсчитывают показание по индикатору 11 угла, которое соответст- вует половине угла об . конуса контролируемой детали 13. . Устройство заранее настраивается с помощью образцо- вой детали цилиндрической формы. Формула из обретения

Устройство для измерения угла наружного конуса, содержащее последо//

вательно расположенные источник излучения, коллиматор, диафрагму и фотоприемник, усилитель, вал, установленный с возможностью поворота вокруг своей оси, соединенный с одним его концом индикатор угла поворота, механизм поворота вала и рычаг, ориентированный перпендикулярно оси вала и соединенный одним концом с диафрагмой, а другим - с валом, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения, оно снабжено зеркалом, установленным под углом 45° к оси коллиматора с возможностью колебательного поступательного перемещения, электромагнитом, соединенным с зеркалом, и блоком питания электромагнита, диафрагма вьшол- нена в виде шторки, механизм перемещения - в виде реверсивного электродвигателя, электрически соединенного с усилителем, а коллиматор установлен перпендикулярно оси вала.

фие.г