Способ измерения профиля поверхности детали Советский патент 1992 года по МПК G01B5/20 

1

(21)4838952/28:4838951/28

(22) 12.06.90

(46) 23.09.92. Бюл. № 35

(71)Институт машиноведения им. А.А.Благо- нравова

(72)В.С.Гейшерик и К.А.Шалюхин

(56)Авторское свидетельство СССР № 345344,кл. G 01 В 5/20,1972.

Авторское свидетельство СССР Ns1665214,кл. G 01 В 5/20,1989.

(54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ПРОФИЛЯ ПОВЕРХНОСТИ ДЕТАЛИ

(57)Изобретение относится к техническим измерениям и может быть использовано для автоматизации размерного контроля деталей машиностроения. Целью изобретения является повышение производительности измерений. Способ измерения профиля поверхности детали заключается в том, что

профиль сканируют путем перемещения измерительного преобразования относительно профиля, измеряют скорость изменения показаний преобразователя, фиксируют точки профиля при совпадении линии измерения преобразователя с нормалью к профилю и измеряют профиль как совокупность этих точек, при этом фиксацию точек профиля производят в моменты, когда проекция вектора скорости перемещения преобразователя на линию измерения и скорость изменения показаний преобразователя равны и противоположны по знаку. Проекция вектора скорости перемещения преобразователя на линию измерения определяют по программному значению вектора скорости перемещения преобразователя или же по измеренному текущему значению вектора скорости перемещения преобразователя. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к области технических измерений и может быть использовано для автоматизации размерного контроля деталей машиностроения.

Известны способы измерения профиля поверхности детали.

По известному способу для определения погрешности детали в направлении нормали к профилю сканируют профиль ка- чательным или вращательным движением измерительного преобразователя, определяют направление нормали сравнением удалений двух крайних точек профиля от оси вращения или качения, а координаты определяют по удалению средней точки,

Наиболее близким к предложенному способу по достигаемому результату является способ измерения профиля поверхности детали, заключающийся в том, что профиль сканируют путем перемещения измерительного преобразователя относительно профиля, измеряют скорость изменения показаний преобразователя, фиксируют точки профиля при совпадении линии измерения преобразователя с нормалью к профилю и измеряют профиль как совокупность этих точек.

Недостатком такого способа является невысокая производительность измерений так как они производятся при неподвижной оси качания (вращения/преобразования, Для измерения профиля приходится чередовать изначальные (вращательные) движения преобразователя с поступательным

VJ Os

GO 00 ON

44

перемещением его корпуса вдоль профиля детали.

Целью изобретения является повышение производительности измерений.

Согласно изобретению, указанная цель достигается за счет того, что в способе измерения профиля поверхности детали, заключающемся в том, что профиль сканируют путем перемещения измерительного преобразователя относительно профиля, измеряют скорость изменения показаний преобразователя, фиксируют точки профиля при совпадении линии измерения преобразователя с нормалью к профилю и измеряют профиль как совокупность этих точек; фиксацию точек профиля производят в моменты, когда проекция вектора скорости перемещения преобразователя на линию измерения и скорость изменения показаний преобразователя равны и противоположны по знаку.

Другое отличие состоит в том, что проекцию вектора скорости перемещения преобразователя на линию измерения определяют по программному значению вектора скорости перемещения преобразователя.

Еще одно отличие состоит в том, что проекцию вектора скорости перемещения преобразователя на линию измерения определяют по измеренному текущему значению вектора скорости перемещения преобразователя.

Способ иллюстрируется чертежом, где обозначено: 1 - измеряемый профиль; 2 - корпус измерительного преобразователя; 3 - линия измерений измерительного преобразователя, вдоль которой производятся измерения; 4 - ось качания (вращения) измерительного преобразователя; 5 - шток измерительного преобразователя; 6 - измерительный наконечник; 7-датчик линейных перемещений наконечника; 8 - датчик углового положения измерительного преобразователя; А - точка контакта наконечника с измеряемым профилем; О - точка на оси 4; Vn - вектор скорости поступательного движения корпуса измерительного преобразователя; р- угол между вектором скорости V.1 и осью измерительного преобразователя.

Измерительный преобразователь перемещают вдоль измеряемого профиля 1 или перемещают вдоль профиля и одновременно покачивают (вращают) относительно оси 4. Наконечник 6 преобразователя касается профиля 1 в точке А. При движении преобразователя вдоль измеряемого профиля его наконечник перемещается по поверхности детали со скоростью, отличной от нуля. При

этом вектор скорости Vn в общем случае может иметь составляющие тангенциальную и нормальную к профилю в точке А. Условие движения наконечника преобразователя вдоль профиля можно выразить соотношением

VnSin p-(0- ,

где Vn - величина скорости корпуса измерительного преобразователя;

р- угол между направлением этой скорости и осью измерительного преобразователя;

ш - угловая скорость вращения преобразователя;

(- радиус вращения наконечника.

В процессе движения контролируется угловое положение измерительного преобразователя по показаниям датчика 8, а также показания датчика 7 и скорость изменения показаний датчика 7. Измерительный наконечник 6 находится в контакте с профилем 1 и движется в каждый момент времени по касательной к профилю. Корпус

измерительного преобразователя в общем случае движется под углом к касательной, так что ось 4 либо удаляется, либо приближается к профилю. Скорость этого движения определяется проекцией скорости /й

поступательного движения измерительного преобразователя на его ось измерения. В момент совпадения оси измерения преобразователя с нормалью к профилю эта проекция и скорость перемещения

измерительного наконечника 6 относительно корпуса 2 становятся равными, а ихзнаки - противоположными. Это соответствует выполнению условия Vr VnCos#,

где Vn - величина скорости поступательного движения корпуса измерительного преобразователя;

р - угол между направлением этой скорости и осью измерительного преобразователя;

,, d r

Vr - dt

скорость изменения показаний датчика 7.

На основании соотношения 1 производится фиксация очередной измеряемой точки профиля, то есть запоминаются координаты оси 4 и показания датчиков 7 и 8. Эта информация служит для определения координат очередной измеряемой точки профиля.

Величина скорости Vr определяется непосредственно в процессе движения по информации датчика 7. В то же время проекцию на линию измерения вектора скорости Vn поступательного перемещения преобразователя можно определять либо путем измерения текущих значений Vn и р, либо используя программные значения этих величин, если они известны заранее. Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я 1. Способ измерения профиля поверхности детали, заключающийся в том, что профиль сканируют путем перемещения измерительного преобразователя относительно профиля, измеряют скорость изменения показаний преобразователя, фиксируют точки профиля при совпадении линии измерения преобразователя с нормалью к профилю и измеряют профиль как совокупность этих точек, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности измерения, фиксацию точек профиля производят в моменты, когда проекция вектора скорости перемещения преобразователя на линию измерения и скорость изменения показаний преобразователя равны и проти- воположны по знаку.

и,

/