Способ измерения углового положения детали Советский патент 1988 года по МПК G01B11/26 

Изобретение « относится к иэмери- tenbHoft технике и может быть использовано для бесконтактного измерения углов наружных конусов деталей.

Цель изобретения. - повышение надежности измерения за счет измере- аия линейных величин, по значениям которых вычисляют контролируемый угол.

; UA.. фиг. 1 приведена принципиальная схема устройства, реализующего Предлагаемый способ; на фиг. 2 - по- ожение диафрагмы относительно обра- Эующих измеряемого угла в моментах Минимального перекрытия диафрагмы сторонами контролируемой детали. ; Устройство содержит источник 1 света, диафрагму 2 с радиальным рядом щелевых отверстий 3, электро- двигатель 4, на валу которого установлена диафрагма 2, два фотоприем- мйка 5 и 6, каждый из которых установлен напротив одного из краев контролируемой детали, два блока 7, 8 :обработки, каждый из которых электрически связан с одним из фотоприемников 5, 6, два вентиля 9, 10, каждый :из которых соединен с одним из блоко 7, 8 обработки, и счетчик 11 импуль- :сов.

: Центр вращения О диаграммы 2 сме- 1щен относительно контролируемой дета |ли на величину (1) (фиг. 2). Контролируемая деталь 12 с наруж- |ным конусом установлена на шпинделе ;металлорежущего станка или на измерительных центр-ах таким образом, чтобы фотоприемники 5 и 6 перекрывались ее сторонами. .

Диафрагма 2 вращается в плоскости перпендикулярной оси устройства.

Измерения выполняют следующим образом.

Коллимированным пучком света от источника 1 освещают диафрагму 2 с радиальным рядом щелевых отверстий 3, которыми выделяется часть пучка света. Выделенную часть пучка света с каждой стороны контрол21руемой детали 12 при вращении диафрагмы ,2 принимают соответствующим фотоприемником 5, 6. Изменение интенсивности светового пучка на входе фотоприемнйков 5 и 6 происходит дискретно, значение дис-. J крета определяется размерами элементарного щелевого отверстия, что приводит к дискретному измерению сигнала

,

с

10

15 20 25 ЗО

Q

35

45

50

55

на выходе фотоприемников 5, 6. Сигналы обрабатывают в блоках 7 и 8 обработки, формируя количество импульсов, соответствующее количеству щелевых отверстий, неэкранируемых контролируемой деталью 12. С помощью вентилей 9, 10 на вход счетчика 11 подают импульсы одной полярности с каждого блока 7, 8 обработки, t

Счетчик 11 формирует значение количества импульсов, равное разности импульсов, поступающих от каждого фотоприемника 5 и 6. При вращении диафрагмы 2 края контролируемой детали 12 будут частично экранировать количество щелевык отверстий диафрагмы 2. Количество неэкранируемых щелевых отверстий зависит от пространственного положения их ряда относительно образующей контролируемой детали 12. В момент перпендикулярного положения радиального ряда щелевых отверстий диафрагмы 2 по отношению к образующей контролируемого конуса 12 сигнал с фотоприемников 5 и 6 будет максимальным. В блоках 7 и 8 обработки вырабатывают количество импульсов, пропорциональное этому значению, которые и подаются в счетчик 11. Счетчик 11 определяет разницу между импульсами, подаваемыми от фотоприемников 5 и 6. С учетом коэффициента связи между числом импульсов (количеством щелевых отверстий) и соответствующими им линейными размерами находят линейную разницу ( л) между двумя положениями щелевых отверстий диафрагмы 2 при их перпендикулярном положении к краям контролируемого конуса и по значению А и величине смещения диафрагмы 1 -вычисляют угол конической детали иэ зависимости

д

с. 2 arccos

Формула изобретения

Способ измерения угла конической детали, заключающийся в том, что направляют коллимированньп световой пучок на щелевую диафрагму, выделяют ею часть пучка, одновременно поворачи- вьщеленный пучок относительно образующей конуса детали путем вращения диафрагмы, частично экранируют его образующей конуса, принимают неэкранируемую часть светового пучка, измеряют величину его интенсивности

и по измеренной величине определяют угол конуса, отличающийся тем, что, с целью повьшения надежности измерения, предварительно смещают центр вращения диафрагмы с оси контролируемой детали и измеряют эту величину смещения, выделение части пучка света производят через ради- ально расположенный ряд щелевых от- верстий диафрагмы, частичное экранирование выделенного пучка света выполняют последовательно каждым краем конуса, а после принятия неэкранированной части светового пучка с каждой стороны контролируемого конуса преобразуют его дискретное изменение интенсивности в серию электрических импульсов, определят число импульсов, сответствующих максимальной интенсив-

ности света для каждой стороны конуса, измеряют разность между ними, определяют соответствующую ей величину расстояния между максимальным количеством отверстий щелей диафраг и вычисляют угол конуса из зависимости

- 2 arccos 2,

- величина смещения центра диа- . фрагмы с оси контролируемого

ко нуса;

Д- расстояние, соответствующее разности между максимальным количеством отверстий щелевого ряда диафрагмы, открываемых с обеих сторон контролиг руемого конуса при ее вращении.

Изобретение позволяет измерять углы наружных конусов деталей. Целью изобретения является повышение надежности измерения за счет измерения линейных величин, по значениям которых вычисляют контролируемый .угол. Формируют коллимированный пучок света, направляют его на диафрагму, вращающуюся с постоянной угловой скоростью, центр которого смещен относительно оси конуса. Радиальный ряд целевых отверстий диафрагмы пропуска- ет часть пучка света. Контролируемый ко- нус частично перекрывает пучок света, прошедший через щелевые отверстия диафрагмы. Фотоприемниками, установленными напротив краев конуса, преобра- Зуют дискретное изменение интенсивности светового пучка в дискретно изменяющийся электрический сигнал. В блоках обработки эти сигналы преобразуют в серию импульсов, число которых соответствует количеству щелевых отверстий диафрагмы, не экра- нируемых образующими контролируемого конуса. Находят разность между максимальными числами импульсов, формируемыми с разных сторон контролируемого конуса, и по линейному значе-и- нию, соответствующему разности между числом импульсов, формируемых от разных сторон конуса, и величине смещения центра вращения диафрагмы относительно оси контролируемого конуса, вычисляют угол конуса. 2 ил. S (Л 4 ГО СП со QD

Фие.1

72

2