Устройство для измерения размеров изделий Советский патент 1988 года по МПК G01B21/00 

ЦЫ.1

Изобретение относитс.я к измерительной технике, может быть использовано в ус тройств ах J Г де необходимо автоматически регистрировать разме- ры де-талей или их отклонения различной формы и отображать измеряемое значение в виде десятичного числа кй индикаторе и для измерения превьдпений толщины и глубины впадин деталей и сравнения с заданным значением.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей за счет измерения перемещения и отклонения формъ, поверхности, а также расширение об- ласти применеш-гя и повышение надежности за счет использования контактного датчика с оптическим выходом,

На фиг Л представлена блок-схема устройстваI на фиг.2 - фрагмент дат- чика, общий ВИД1 на фиг„3 - разрез А-А на фиГо2| на фиг„А к 5 - временные диаграммы, поясняющие работу устройства ,

Схема состоит из датчика j прием- ника излучения в виде соорки 2, N фо- топриемников, сборки 3 из N К8-триг геров, генератора 4 импульсов:, первого счетчика 5, коммутатора 6, второго счетчика 7, цифрового индйкато- ра 8, программного Г1ерек.шочателя 9, сборки 10 схем сравнения, RS-триггера II, входная шина обозначена Вх и выходная Вых„

Выходы световодов под- ключены к 3 входам триггеров сборки 3, а выходы KOTOptJx подключены к ин- формацион -ш1м входам коммутатора 6., к управляющим входам гюдк.тюче ны К разрядов первого с етчика 5; счетный вход которого подключен к выходу генератора 4 импуль сов,, Bbixo,D: коммутатора 6 подключев: к входу с второго К-разрядного счетчика 7,, К выходов которого подкяючег-оы к группе А(А р.,.,А ц)э К входов регистрации сравниваемого числа сборки 10 схем сравнения и цифровому индикатору 8, К второй группе В ( ,) К входов регистрации заданного числа сбор ки 10 схем сравнения подключены К входов программного пере ключэ.геля 9., Выход Р переноса первого К-разрядног счетчика 5 подключен к иходу R второго счетчика 7, Выходы R триггеров сборки 3, триггера 1 и первого счет чика 5 соединены вместе и подключен - к входной шине Вх„ Вмход сборки 10 схем сравнения подключен к зходу S

триггера 1 1 , выход Q которого подключен к выходной шине Вых.

Датчик 1 содержит источник 12 излучения; верхнюю крьгшку 13, в которой установлен источник 12, световод 14, закрепленный на вращающейся стрелкеS воспринимагош;ей поступательное движение контактирующего элемента (щупа 15),. оправку 16,, световоды 7э установленные в отверстиях оправки 16 по периферии отсчетной шкалы.

Устройство работает следующш- образом.

Перед началом каждого измерения п входной шине Вх всегда поступает от- ридательный И1утульс5 устанавливаюш й устройство в исходное состояние.

Схема выполнена на логических элементах, в которых функция И реализуется для поло;кительньпх: значений сигналов, Б противном случае полярность и логическое значение сигнала меняет знак на противополозкныйо Счетчики 5 и 7 имеют 1C разрядов. Схема сравнени сборки 10 представляет компаратор дв ух чисел А и В в двоичном коде, в котором используется изменение на ее выходе потенциала от 1 к О при значении кодов А В,, а при равенстве или значении кодов А В на ее выходе сохраняется потенциал. Дл всех триггеров запрещенными являются состояния одновременного налргчия О на обоих входах R и S. а разрешенным любое другое.

В зтом случае для изменения состояния на соответствующий его вход (R или S) должен поступить О (импульс как потенциал) при одновременном на- пнчий на другом входе (S и R).

Рассматривают последовательно работу устройства при двух измерениях.

Первое измерение происходит, когда стрелка датчика при движении щупа облучает три световода а при втором - пять

Пусть коммутатор 6 обеспечивает передачу сигналов с восьми информа- UHoHiibiXs которые через три управляю- пгие входы опрашиваются трехразрядным счетчиком. На программном выключателе задано число четыре, код которого в дзоичйом значении поступает на группу В входов 10 схем сравнения .

Без механического воздействия кон- тро,1 ируемой детали на щуп стрелкаi ,

световои дтчикп 1 : анима€ т определенное ycTOH4nF oe положение.

Рассмотрим работу ycTpoiicTBa при воздействии проверяемой детали на щуп 15 датчика 1, когда происходит вращение стрелки-световода 14 в любую сторону относительно некоторого своего устойчивого положения.

Механическое движение щупа 5 датчика 1 в любутп сторону кинематически передается на стрелку-световод которая, вращаясь, на своем пути облучает неподвижно установленное в оправке 16 датчика 1 входы светово- дов 17, выходы которых подключены к входам соответствующих фотоприемников сборки 2,

Пусть в исходном состоянии до начала измерения и вращения стрелки- световода на выходах Q триггеров и счетчика 5 установлен 0 -потенциал подачей отрицательного импульса по шине Вх на входы R триггеров сборки 3, триггера 11 и счетчика 5 (фиг.4 и 5 ).

При движении стрелки-световода на выходе облученных фотоприемников сборки 2 формируются отрицательные импульсы последовательно с движени- ем стрелки-световода, поступающие на входы соответствующих триггеров сборки 3. Выходы Q триггеров сборки 3 подключены к N информационным входам коммутатора 6. Любой отрицательный импульс, пришедший на вход S соответствующего триггера сборки 3, изменяет состояние на выходе Q от О к 1. Это состояние триггеров сборки 3 сохраняется до прихода с шины Вх отрицательного импульса на входы R всех триггеров и счетчика 5. К управляющим К входам коммутатора 6 (фиг.4 и 5 п,р,с) подключены выходы К-разрядного счетчика 5, на вход С которого с генератора 4 поступают тлктовые (фиг.З и 4 е) ИМпульсы и происходит постоянное изменение состояния его К выходов (разрядов).

Таким образом, осуществляется непрерывное динамическое управление опросом N входов коммутатора 6. При этом изменение состояния от О к J на любом выходе Q триггера сборки 3 (фиг.Зи, к,л, и фиг,4и к,л,м,н) приводит к изменению состояния соответ- ствуюв1его информационного входа коммутатора 6 и увеличению количества импульсов на выходе коммутатора 6

0 5

0 Q

5

15Д

(фиг.З и 4д) за интервал времени между двумя импульсами переноса Р (фиг.З и 4т) счетчика 5. Импульсы, сформированные на выходе коммутатора 6 (фиг.З и 4т, у) поступают на вход С счетчика 7. Последний подсчитывает поступившие с выхода коммутатора 6 импульсы и их количество отображается на индикаторе 8. После прихода с выхода генератора 4 К-го импульса на вход С счетчика 5 заканчивается первый опрос всех входов коммутатора 6 и на выходе Р счетчика 5 формируется импульс переноса, который по входу R обнуляет счетчик 7 (фиг.З и 4т) .

С приходом К+1 импульса генератора 4 на вход С счетчика 5 начинается следующий (второй) опрос входом коммутатора 6, который заканчивается после опроса всех входов коммутатора 6 и формирования очередного импульса переноса на выходе Р счетчика 5. До прихода очередного импульса переноса с выхода Р счетчика 5 на выходе коммутатора 6 формируется такое количество импульсов, которое равно числу триггеров сборки 3 с установивпгимся на выходах Q 1 состоянием. При этом в Остальные моменты времени до прихода с выхода Р счетчика 5 импульса переноса (фиг.З и 4т) любое изменение состояния на выходе Q (фиг.3б,в,г и фиг.46,в,г,д,ж) триггеров сборки 3 передается на соответствующий вход коммутатора 6. Это изменение входов коммутатора 6 при каждом очередном опросе, осуществляемом в промежуток времени между двумя импyльca ш переноса, приводит к изменению количества импульсов на выходе коммутатора 6 (фиг.З и 4у) и входе С счетчика 7, и отображается на индикаторе 8.

Максимально возможное количество импульсов на выходе коммутатора 6 равно количеству триггеров сборки 3 рши N 2 (где N - количество триггеров сборки 3, К - количество разрядов счетчиков 5 и 7). Сформированные на выходе коммутатора 6 импульсы пересчитьтаются счетчиком 7. Выходы К-разрядов счетчика 7 подключены к индикатору 8 и группе А (А-|,,,.,Ац) входов сравниваемого числа схемы сравнения сборки 10. Состояние счетчика 7 дешифрируется и на индикаторе 8 отображается количество импульсов, прошедших через счетчик 7, что соот51

вето ТВ у ет суммар)1ому количеству облу cвeтoвoдa fи датчика 1 фото- приемн1-1ков сборки 2 и.пи ве.штчиие ме- xajitpiecKoro смещентля пгупа 15 датчика 1 „.

Если двоичный код счетчика 7 имеет равное или меньшее значение кода числа заданного программным выкхшча- телем (ранее было задано на программном выключателе число четыре), то на выходе схемы сравнения сборки 10 и входе S триггера. 1 (фиг,1) сохраняется потерщиал На выходе Q триггера II (фиг.Зф) сохраняется О состояние, установленное до начала измерения подачей на шину Вх отрицательного импульса (фиг,За,ф).

При превышении измеренного значения кода числа А со счетчика 7 по сравнению с кодом числа В, задакног о с программного переключателя 9, на выходе схемы сравнения формируется отрицательный потенциал. Этот потенциал поступает на вход S триггера I1 и изменяет его состояние от О к 1 (фиг.4ф) на выходе Q, которое передается на выходную омну Вых. Это состояние триггера 11 сохраняется до начала следующего измерения и прихода с шины Вх отр -щательного импульса обнуления и подготовки устройства к следздощему очередному измерению (фиг.3 и 4а).

Таким образом, осуществляется регистрация электронной схемой любого перемещения щупа 15, что отображается в десятичных цифрах на индикаторе 8, Одновременно с помощью схе1мы срав нения происходит оценка величины измеренного значения с з;зданным (ои-си- даемым) с программного переключателя 9 и вьщачи соответствующего управляющего воздействия.

Перед каждым следующим измерением по входной шине Вх подается отрицательный импульс, который подготавливает устройства к новому измеренрпо, После этого контролируемая деталь приводится в соприкосновение со щупом 15 датчика 1 к величина перемещения щупа в преобразованном зиде. отображается на и вдикаторе 8 При подаче на соответствуювще входы сборки 10 схем сравнен и я с программного переключателя 9 заданного кода -чнспа и превышении двоичного значения кода числа, получаемого со счетчика 7. на выходе сборки 10 схем сравнения изП82156

мерония формируется отрицательный потенциал, который передается на S-вход

5

0

0

5

0

5

триггера 1

1 ri f

И измсляет его состоя- J,

кие от О к J, Это состояние триггера JI на выходе О сохраняется до прихода импульса обнуления с входной шины Вх, При равенстве обоих кодов или меньшем значении кода счетчика 7 по сравнению с кодом програмг шого переключателя 9 состояние на выходе сборки 10 схем сравнения и триггера 11 не изменяется (фиг.Зф),

Формула изобретения

1 о Устройство для измерения размеров изделий, содержап;ее приемник излучения, два счетчика, генератор и У1пульсов5 коммутатор и индикатор, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет измерения перемещения и отклонения формы поверхности,, оно снабжено сборкой N КЗ-триггеров RS-триггером,, программным переключателем, сборкой схем сравнения, комму- татор выполнен многовходовым, а счетчики -СП выходами, индикатор выполнен цифровым, приемник излучения - в виде сборки N фотоприемников, выходы которых подключены к S-входам сборки КЯ-триггеров, Q-выходы кото- подключены к информационным входам коммутатора, к утфавляющим входам которого подключены выходы первого счетчика, выход коммутатора подключен к счетному входу второго счет чика, R-вход которого подключен к К-ВЬЕ ОДУ переноса первого счетчика, выходы второго счетчика подключены к входам индикатора и к первой группе входов сборки схем сравнения, к второй группе входов которой подключены выхода программного переключателя, выход сборки схем сравнения подключен к S-входу КЗ-триггера 5 Q-выход которого подключен к выходной шине, а входная шина соед.инена с R-входами сборки КЗ-триггеровэ первого счетчика и КЗ-триггера,

2„ Устройство по п,1, о т л и - ч а ю т; е е с я тем, что, с целью расширения области применения и повышения надежностиj оно снабжено контактным датчиком стрелочного типа с источником излучения и N выходными световодамл, расположенными по периферии отсчетной шкалы и связанными с

1В

/J

7U

Г6

Изобретение относится к измерительной технике. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей за счет измерения перемещений и отклонения формы поверхности, а также расширение области применения и повышение надежности за счет использования контактного датчика с оптическим выходом. Сигналы облучения с выходов световодов датчика 1поступают на сборку фотоприемников 2и через сборку 3 RS-триггеров - на коммутатор 6, который непрерывно опрашивается. Величина смещения щупа датчика 1 соответствует количеству облученных световодов, что фиксируется на цифровом индикаторе 8. 1 3. п. ф-лы, 5 ил.

Г5

фиг. 2

А-А

76

OnmutjecHUU 4){J2.3 }кг{//г7 cgefTJoSodoS

ts с)

bi ie

-S- Qj .

JJ.

iri