Устройство для определения формы шаблонов и труб Советский патент 1988 года по МПК G01B5/20 

ее со (У1 со

&0 4:

10

25

Изобретение относится к измери- Гельной технике и может быть исполь- :3овано для определения форм труб или шаблонов, изготовленных по месту из калиброванной проволоки.

Целью изобретения является расширение технологияескик возможностей йутем обеспечений измерений в трехмерном пространстве. i На фиг.1 показана схема устройстia для определения формы шаблонов и руб; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1; а фиг.З - схема измерения геометри- iiecKHx параметров шаблона.

I Устройство содержит цилиндричес- 1|сий корпус 1 из немагнитного материа- jia, соосно закрепленные в нем посто- jjiHHbie ко льцевые магниты 2 и 3 со сфе-; |ическими внутренними поверхностями, 20 установленные в них с возможностью оворота сферические обоймы 4 и 5 Из электроизолирующего материала, в саждой из которых закреплены катуш- Ки 6-9 индуктивностей с взаимно Перпендикулярными осями симметрии. Направленными по осям ортогональной системы координат, закрепленные на Ьбоймах 4 и 5 датчики пути с обкат- ными роликами 10 и 11 ,-взаимодейст- |Вуго1цими с исследуемым шаблоном 12, и |отсчетно-регистрирующий блок, выполненный в виде преобразователей 13 и 14, подключенных соответственно к датчикам пути с обкатными роликами |10, II и к катушкам 6-9 индуктив- |ностей, и вычислительного блока 15, . |подключенного к выходам преобразова- телей 13 и 14. Шаблон 12 изготавливают из мягкой проволоки с лыской для контактирования с датчиками пути с обкатными роликами 10 И; 11 . Отверстия в обоймах 4 и 5 выполняют из условия незаклинивания шаблона 12 при их относительном движении.

Устройство работает следующим образом. .

В исходном состоянии на нерабочий прямолинейный участок гааблона 12 устанавливают обоймы 4 и 5 и обнуляют вычислительный блок 15. При измерении перемещают корпус 1 вдоль шаблона 12. При прохождении криволинейного участка шаблона 12 обоймы 4 и 5 поворачиваются в магнитах 2 и 3, а датчики пути с обкатными роликами 10 и 11 измеряют величины относительных перемещений обойм 4,5 и шаблона 12. Если, например, измеряемый участок ограни13959342

чен Кривой ОА01, имеет начало в точке О, а конец - в точке 01 и лежит в одной плоскости, то углы между касательными Од и 0 а, и осями координат соответственно равны р и |3, , oi иа;, J и у, . Эти углы измеряются с помощью катушек 6,7,8 и 9, которые совместно с магнитами 2 и 3 образуют датчики электродинамического типа. При этом датчики пути с обкатными роликами 10 и 11 фиксируют размеры, которые с помощью преобразователя 13 пересчитываются в длину S кривой ОА01. Сигналы с катушек 6-9 пересчитьшаются с помощью преобразователя 14 в разности проекций углов касательных Од и О,а, к кривой ОА01 на оси ортогональной системы координат по формулам

30

35

40

45

55

А, arctg (

coso6 cos и

)-arctg (

cosoi, cos л,

л arete () - arete ( V u arctg у ) arctg y ),

I ,

где , /i; и J; - углы между осями

координат и направлением касательных измеряемые t помощью катутаек 6 - 9.

Определяются также длины проекций кривой ОАО1 на координатные плоскости по формулам

G, S cos G , S S in

«i (fslf)

).

50

где S - длина кривой ОАО.,, измеряемая с помощью датчиков пути с обкатными роликами 10 и 11 .

Затем с помощью вычислительного блока 15 определяются координаты центра и радиус кривизны кривой ОАО по формулам

R.

R iR

+ Ru + R,

где

- расстояние между обоймами 4 и 5 .

Таким образом, при перемещении корпуса 1 на выходе вычислительного блока 15 регистрируются протяженность

тельными Од и 0 а, и осями координат соответственно равны р и |3, , oi иа;, J и у, . Эти углы измеряются с помощью катушек 6,7,8 и 9, которые совместно с магнитами 2 и 3 образуют датчики электродинамического типа. При этом датчики пути с обкатными роликами 10 и 11 фиксируют размеры, которые с помощью преобразователя 13 пересчитываются в длину S кривой ОА01. Сигналы с катушек 6-9 пересчитьшаются с помощью преобразователя 14 в разности проекций углов касательных Од и О,а, к кривой ОА01 на оси ортогональной системы координат по формулам

arctg (

coso6 cos и

)-arctg (

cosoi, cos л,

);

л arete () - arete ( V u arctg у ) arctg y ),

I ,

где , /i; и J; - углы между осями

координат и направлением касательных, измеряемые t помощью катутаек 6 - 9.

Определяются также длины проекций кривой ОАО1 на координатные плоскости по формулам

G, S cos G , S S in

«i (fslf)

).

где S - длина кривой ОАО.,, измеряемая с помощью датчиков пути с обкатными роликами 10 и 11 .

Затем с помощью вычислительного блока 15 определяются координаты центра и радиус кривизны кривой ОАО по формулам

50

R.

R iR

+ Ru + R,

где

- расстояние между обоймами 4 и 5 .

Таким образом, при перемещении корпуса 1 на выходе вычислительного блока 15 регистрируются протяженность

31395934

и форма исследуемого шаблона 12, ко- ях. Устройство может быть также ис- торые могут быть использованы при пользовано и для определения формы изготовлении труб в цеховых услови- готовых труб.

15

14

фиг.1

оэи.г.2