Способ измерения диаметров цилиндрических изделий и устройство для его осуществления Советский патент 1991 года по МПК G01B7/12 

№г.1

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано, например, в машиностроении для измерения диаметров цилиндрических изделий.

Целью изобретения является повышение точности измерений за счет точного определения положения границ изделия, расширение технологических возможностей измерений за счет обеспечения возможности измерений цилиндрических изделий при наличии на образующей цилиндра ребер, впадин, плоскостей и прочих отклонений от цилиндричности.

На фиг. 1 и 2 представлена электромеханическая часть устройства, реализующего способ, вид сбоку; на фиг. 2 - вид А на фиг. 1; на фиг. 3 - блок-схема электронной части устройства.

Электромеханическая часть устройства (фиг. 1, 2) содержит корпус, выполненный в виде скобы 1, закрепленный на пепвой (верхней) полке скобы 1 привод 2 Ось 001 приводного вала 3 привода 2 совпадает с плоскостью b торца второй (нижней) полки скобы 1. На валу 3 жестко закреплен диск 4 с радиальным пазом 5 (фиг.2). На плоскости диска 4 на расстоянии г от оси вращения диска расположен импульсный датчик 6. На первой(верхней) полке скобы 1 расположен импульсный датчик 7, датчик расположен от оси вращения диска 4 на таком расстоянии, чтобы при вращении диска паз 5 пересекал импульсный датчик 7. Электронная часть устройства (фиг.З) содержит счетный триггер 8, первый элемент И 9, RS-тр.иггер 10, выход которого подключен к второму входу первого элемента И 9,кнопку 11 запуска измерений, подключенную к установочному входу RS-триггера, второй элемент И 12, подключенный первым входом к прямому выходу счетного триггера 8, генератор 13 импульсов, подключенный к второму входу второго элемента И 12, формирователь 14 импульсов, соединенный с прямым выходом RS- триггера 8, последовательно соединенные счетчик 15 импульсов, регистр 16, функциональный блок 17. блок 18 индикации. Счетный вход счетчика 15 импульсов подключен к выходу второго элемента И 12, вход сброса - к выходу первого элемента И 9. Выход формирователя 14 импульсов соединен с управляющим входом регистра 16. Импульсный датчик б соединен с счетным входом триггера 8, импульсный датчик

7- с первым входом первого элемента И 9.

8функциональный блок 17 заносится величина радиуса с зздатчика.

Устройство работает следующим образом.

Для замера диаметра (D) цилиндрического изделия устройство с вращающимся от привода 2 диском 4 устанавливают над изделием таким образом, что плоскость b

торца нижней полки скобы 1 упирается в боковую (цилиндрическую) поверхность изделия, а ось OOi вала 3 располагается над краем измеряемой поверхности (т.е. ось OOi) является продолжением образующей

контролируемого цилиндричекого изделия). Импульсный датчик б при вращении вокруг оси OOi, каждый раз пересекает контур (окружность замеряемого диаметра) цилиндрического изделия, вырабатывает

импульсы, а датчик 7 вырабатывает импульсы при прохождении мимо него паза 5. При нажатии кнопки 11 запуска (фиг.З) измерения срабатывает RS-триггер 10, на входе первого элемента И 9 появляется потенциал, который позволяет импульсу от датчика 7 пройти на выход элемента И 9 и сбросить счетный триггер 8 и счетчик 15 импульсов. При дальнейшем повороте диска А закрепленный на нем импульсный датчик 6 в момент прохождения над краем измеряемого объекта (пересечение датчиком 6 образующей цилиндра в точке с) генерирует импульс, который устанавливает в единицу счетный триггер 8. Триггер по инверсному

выходу сбрасывает RS-триггер 10, запрещая прохождение импульсов от датчика 7, по прямому выходу устанавливает на входе элемента И 12 потенциал, разрешающий прохождение импульсов от генератора 13

импульсов на счетный вход счетчика 15 импульсов При этом диск 4, продолжая вращаться вокруг своей оси OOi, вторично пересекает датчиком б край измеряемого объекта (точка d), вырабатывая второй импульс, сбрасывающий счетный триггер 8 в нуль. Поступление импульсов на вход счетчика 15 импутьсов прекращается. Число импульсов, зафиксированное счетчиком, пропорционально величине угла (Л, необхоДимой для вычисления диаметра измеряемого объекта, где а - угол поворота радиуса г, соединяющего центр импульсного датчика 6 с центром вращения диска 7 (осью 001). По заднему фронту выходного сигнала счет- ного триггера 8 формирователь 14 импульсов образует импульс, поступающий на управляющий вход регистра 16 и обеспечивающий занесение содержимого счетчика 15 импульсов ь функциональный узел 17.

Сюда же заносится величина, соответствующая.радиусу г. Функциональный узел вычисляет значение дроби ---Tjj-, на блоке 18

индикации отображается величина диаметра измеряемого объекта.

Учитывая, что (Ј 360 nt, окончательно для вычисления радиуса контролируемого изделия используется формула

D ( 360 nt ) 2

cos

где D - диаметр контролируемого изделии;

г - величина радиуса, соединяющего центр вращения диска и центр импульсного датчика 6, установленного на диске;

п - количество оборотов диска в единицу времени;

t - длительность промежутка времени между двумя смежными моментами пересечения датчиком б образующей цилиндриче- ской поверхности контролируемого изделия.

Формула изобретения 1. Способ измерения диаметров цилиндрических изделий, заключающийся в том, что сканируют преобразователем контролируемое изделие по окружности с постоянной скоростью, измеряют интервал времени t между моментами пересечения преобразователем образующей контролируемой цилиндрической поверхности и по замеренному интервалу вре- мени судят о контролируемом диаметре, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений, сканирование осуществляют в плоскости, параллельной торцу контролируемого изделия, центр окружности сканирования совмещают с образующей цилиндрической поверхности контролируемого изделия, а диаметр вычисляют по формуле

г

D

COS

(360nt)

где n - число оборотов линии сканирования 45 в единицу времени:

г - радиус сканирования.

2.Устройство для измерения диаметров цилиндрических изделий, содержащее корпус, измерительный диск, два импульсных датчика, электронно-счетный блок, подключенный входами к первому и второму импульсным датчикам, отличающееся тем, что, с целью расширения технологических возможностей измерений, оно снабжено приводом, корпус выполнен в виде скобы, на первой полке которой установлен привод таким образом, что ось приводного вала привода лежит в плоскости торца второй полки скобы, измерительный диск жестко насажен на ось приводного вала и имеет радиальный паз, первый импульсный датчик установлен на измерительном диске на заданном расстоянии г от оси привода, а второй импульсный датчик установлен на первой полке скобы с возможностью пересечения паза измерительного диска при вращении последнего.

3.Устройство по п.2, отличающее- с я тем, что электронно-счетный блок выполнен в виде счетного триггера, первого элемента I/I, RS-триггера, подключенного к второму входу первого элемента И, кнопки запуска измерений, подключенной к установочному входу RS-триггера, второго элемента И, подключенного к прямому выходу счетного триггера, генератора импульсов, соединенного с вторым входом второго элемента И, формирователя импульсов, входом подключенного к прямому выходу счетного триггера, последовательно соединенных счетчика импульсов, регистра, функционального блока и блока индикации, счетный вход счетчика импульсов соединен с выходом второго элемента И. вход сброса - с выходом первого элемента И и входом сброса счетного триггера, формирователь импульсов подключен к управляющему входу регистра, инверсный выход счетного триггера соединен с входом сброса RS- триггера, счетный вход счетного триггера образует первый вход электронно-счетного блока, а первый вход первого элемента И - второй.

Изобретение относится к измерительной технике. Цель изобретения - расширение технологических возможностей измерений. Для замера диаметра устройство устанавливают таким образом, чтобы плоскость торца нижней полки скобы 1 упиралась в боковую поверхность контролируемого изделия. Включают привод 2 с установленным на валу 3 диском 4.В диске имеется паз, при прохождении которого мимо импульсного датчика 7 вырабатывается импульс. После нажатия кнопки запуска измерений срабатывает RS-триггер. На входе первого элемента И появляется потенциал, разрешающий появление обнуляющего сигнала на выходе элемента И при срабатывании импульсного датчика 7. При дальнейшем повороте диска 4 в момент пересечения импульсным датчиком 6 края изделия на выходе датчика 6 появляется импульс, переводящий счетный триггер в единичное состояние и разрешающий счет импульсов с генератора импульсов в счетчик импульсов. После повторного срабатывания импульсного датчика 6 счет прекращается, а результат переписывается из регистра в функциональный блок. В последний также заносится значение величины радиуса R. Функциональный блок вычисляет диаметр по формуле D = R/COS(360NT/2), где N - количество оборотов диска в единицу времени

T - длительность промежутка времени между двумя смежными моментами пересечения датчиком 6 образующей контролируемого изделия

R - величина радиуса, соединяющего центр вращения диска и центр датчика 6. 2 с.п. ф-лы, 1 з.п. ф-лы. 3 ил.