Устройство для измерения размеров изделий кольцевой формы Советский патент 1991 года по МПК G01B21/10 

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к устройствам для бесконтактного измерения размеров изданий кольцевой формы, преимущественно массивных изделий типа абразивных кругов.

Целью изобретения является повышение точности и расширение номенклатуры измеряемых изделий за счет четкой фиксации границы изделий и обеспечение измерения крупногабаритных изделий.

На чертеже изображена структурная схема устройства.

Устройстно для измерения размеров изделий кольцевой формы содержит измерительную платформу, выполненную в виде установленного на основании 1 в подшипниковой опоре 2 шпинделя 3 с мальтийским механизмом 4, осветители 5, 6, съемную оправку 7 с конической зеркальной поверхностью, датчик 8 угла поворота, электропривод

9мальтийского механизма А с блоком

10его управления, промышленную телевизионную установку, состоящую из верхней 11 и боковой 12 телекамер, пультов 13, 14 управления телекамер, блоков наведения 15, 16, видео- контрольного устройства 17 с коммутатором 18 и усилителей-распределителей 19, 20.

Устройство содержит также блок 21 преобразования и логической обработки видеосигналов, соединенный с телекамерами 11, 12, коммутатором 18 и усилителями-распределителями 19, 20, блок 22 формирования измерительных интервалов, соединенный с теаекаме- рами 11, 12 и блоками 21 и 10, блок

с& ел

N5

00

к

23 пы юра и формирования элеьтричес- кик бая отсчета, включенный между блоками 21 и 22, блок 24 контроля оптической оси боковой телекамеры

12,.который связан с блоками 21 и 22, блок 25 формирования импульсов подсветки, представляющий собой схему совпадения, на вход которой подаются сигналы с блока 22 формирования изме- рительных интервалов, а на выходе подключен делитель напряжения, с которого снимается сигнал на схему подсветки видеоконтрольного устройства 17, счетно-логический блок 26, соединенный с блоком 23 и блоком 27 генератора опорной частоты, соединенные последовательно блок 28 коммутаторов, вычислитель 29 с дисплеем 30. На шпинделе 3 располагается изме- ряемое изделие 31.

Съемная конусная оправка 7 снабжена упорами в виде скоб (на чертеже не показаны), закрепленных на большее основании конуса, являющимся его базовой поверхностью, с помощью которых она крепится за верхнюю поверхностью измеряемого изделия 31 с зазором между ней и поверхностью отверстия изделий.

Устройство работает следующим образом.

На шпиндель 3 устанавливается эталонное изделие, по которому производится калибровка импульсов опорной частоты, заполняющих измерительные видеосигналы. В отверстие эталонного изделия устанавливается коническая оправка 7 и включаются осветители 5 и 6. В память вычислителя 29 заносятся коэффициенты нелинейности разверток, коэффициенты геометрических искажений по полю видикона, определяемые опытным путем, и вводится про- грамма функционирования устройства. Верхняя телекамера 11 наводится с пульта управления 13 при помощи устройства наведения 15 на эталонное изделие таким образом, чтобы на мишень видикона телекамеры проецировался зазор между внутренней конической оправкой 7 и образующей отверстия изделия. Боковая телекамера 12 наводится с пульта управления 14 при помощи устройства наведе нич 16 таким образом, чтобы ее оптическая ось была направлена ло верхней поверхности изделия, а на мигае

,.

,.

JQ 152Q

25 п

JQ д550

55

ни видикона телекамеры 12 проецировалась масть изделия так, чтобы верхняя поверхность приходилась на середину экрана видеоконтрольного устройства 17 по горизонтали (вдоль строчной развертки) , а образующая наружного диаметра изделия - на середину экрана по вертикали (по направлению кадровой развертки). Установка боковой телекамеры 12 по оптической оси относительно верхней поверхности изделия корректируется блоком 24. Минимальное количество счетных импульсов из ряда измерений, отсчитанных от базы отсчета до верхней поверхности эталонного изделия вдоль измеритетьной строки, указывает на то, что оптическая ось боковой телекамеры 12 направлена вдоль верхней поверхности эталона. Масштаб и резкость изображения контролируется видеоконтрольным устройством 17, которое переключается с одной телекамеры на другую при помощи коммутатора 18.

Данные калибровки обрабатываются в вычислителе 29 по определенному алгоритму и вычисленные коэффициенты масштабирования заносятся в память вычислителя. На этом капибронка заканчивается. Эталон снимается со ьпгин- деля 3, куда устанавливается измеряемое изделие 31. Автоматически включается электропривод 9 вращения мальтийского механизма 4, который поворачивает шпиндель 3 с измеряемым изделием 31 на определенный угол, фиксируемый датчиком 8 угла поворота. Измерение производится при остановленном шпинделе 3. Перед измерением выдерживается пауза на время инерционности телекамер 11, 12. Сигнал с датчика 8 угла поворота поступает в блок 22 формирования измерительных интервалов. Видеосигналы с телекамер 11, 12 поступают на входы усилителей-распределителей 19, 20, откуда передаются на видеоконтрольное устройство 17 через коммутатор 18 и в блок 21 преобразования и логической обработки видеосигналов. В этот же блок 21 с телекамер 11, 12 поступают сигналы синхронизации строчной и кадровой разверток и сигналы с блока 22 формирования измерительных интервалов. Измерительные сигналы с блока 21 преобразования и логической обработки видеосигналов в течение заданных интервалов поступают на вход счетно-логического блока 26. Измерительные сигналы, на- |

правленные вдоль строчной развертки т по направлению кадровой разлертки, отсчитываются от электрических баз отсчета блока 23. Лля видеоканалов, дпительность которых измеряется вдол строки, формирование 5аз отсчета производится при помощи строчных синхроимпульсов и Д-триггеров, формирование баз отсчета вдоль кадровой раз-вертки производится при помощи двоичного счетчика, Д-триггера, кадровых и строчных синхроимпульсов. В этом случае за начало отсчета принимается начало определенной фиксированной строки, отсчитанной от конца кадрового синхроимпульса, сформированного Д-триггером. Таким образом, за начало баз отчета принимаются, в конечном счете, начала определенных строчных синхроимпульсов, фронты которых формируются Д-триггером блока 23 формирования баз отсчета, а частота задается генератором с кварцевым резонатором, входящим в синхрогенера тор телекамеры, что определяет стабильность баз отсчета в течение всех измерений.

Измерительные интервалы, Формиру емые в блоке 22, представляют собой временные интервалы n-го количества строк в течение n-кадров. Область измерительных интервалов контролируется на видеоконтрольном устройстве 17 при помощи блока 25 формирования импульсов подсветки.

На вход счетно-логического блока

26поступают также сигналы с блока

27генератора опорной частоты. Импульсы опорной частоты с блока 27, заполняющие временные промежутки измерительных сигналов в течение заданных интервалов, подсчитываются счетчиками блока 26. В блоке 26 подсчитывается: количество импульсов опорной частоты вдоль строчной развертки верхней телекамеры 1.1 от базы отсчета до образующих дут конической оправки 7 и внутреннего диаметра изделия 31, для боковой телекамеры 12- количество импульсов опорной частоты вдоль определенной выбранной строки, от базы отсчета до изображения верхней поверхности изделия, количество строк по направлению кадровой развер ки от базы отсчета до образующей внешнего диаметра изделия.

По окончании счета по командам, поступающим с блока 22 формирования

измерительных интервалов, информация передается через блок 2В коммутаторов в вычислителе 29, где она отрабатывается по определенному алгоритму и результаты обработки выводятся на экран дисплея 30.

Введение блока 23 формирования электрических баз отсчета позволяет

за счет формирования стабильных во времени электрических баз отсчета сделать устройство.более универсальным, что значительно расширяет область применения и повышает точность

5 измерений.

Использование блока 24 контроля оптической оси позволяет точно устанавливать боковую телекамеру 12 по оптической оси относительно верхней

0 поверхности изделия 31, что повышает точность измерения.

Блок 25 формирования импульсов подсветки позволяет контролировать по видеоконтрольному устройству 17

5 границы измерительных интервалов, сбои, возникающие в измерительных интервалах, что также повышает точность измерения.

Выполнение измерительной платфорQ мы в виде шпинделя 3 с мальтийским механизмом 4 позволяет устанавливать на шпиндель крупногабалитные массивные изделия, а с помощью мальтийского механизма производить точную остановку во время измерений, что также повышает точность измерения.

Коническая оправка 7 с зеркальной боковой поверхностью создают дополнительную подсветку, что позволяет избавиться от теней и полутеней.

5

0

Формула изобретения

1. Устройство для измерения разме- с ров изделий кольцевой формы, содержащее измерительную платформу с электроприводом, коническую оправку, датчик угла поворота, осветитель, промышленную телевизионную установку с дву- мя телекамерами, блок преобразования и логической обработки видеосигналов, блок формирования измерительных интервалов, блок управления электроприводом, блок коммутаторов, счетно-логический блок, блок генератора опорной частоты и вычислитель с дисплеем, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерений, оно снабжено блоком выбора и формирования электрических баз отсчета, соединенным с блоком преобразования и логической обработки видеосигналов, с блоком формирования измерительных интервалов и со счетно-логическим блоком, блоком формирования импульсов подсветки, включенным между блоком формирования измерительных интервалов и промышленной телевизионной установ- кой, и блоком контроля оптической оси телекамеры, соединенным с блоком преобразования и логической обработки видеосигналов и блоком формирования измерительных интервалов.

2.Устройство по п. 1, о т л и- чающееся тем, что, с целью повышения точности измерения диаметра отверстия изделия, боковая поверхность конической оправки выполнена зеркальной. .

3.Устройство по пп. 1 и 2, о т- личагощееся тем, что, с целью расширения номенклатуры контролируемых изделий путем контроля крупногабаритных изделий, измерительная платформа выполнена в виде шпинделя с мальтийским механизмом.

Изобретение относится к измерительной технике, Целью изобретения является повышение точности и расширение номенклатуры измеряемых изделий за счет четкой фиксации границы изделия и обеспечения измерения крупногабаритных изделий. Цель достигается тем, что устройство содержит две телекамеры 11 и 12, установленные взаимно перпендикулярно и регистрирующие размеры объекта по двум координатам с предварительной установкой электрических баз отсчета определенным образом относительно того или иного контура измеряемого изделия 31, а измерительная платформа выполнена в виде установленного на основании 1 в подшипниковой опоре 2 шпинделя 3 с мальтийским механизмом 4. 2 з.п. ф-лы, 1 ил о 1C