Способ измерения поверхности детали Советский патент 1993 года по МПК G01B5/20 

ел

с

Изобретение относится к техническим измерениям. Целью изобретения является повышение производительности процесса измерения поверхности деталей, а также упрощение процесса измерения. При измерении поверхности детали измерительный преобразователь перемещают таким образом, что он взаимодействует с измеряемой поверхностью детали, и определяют координаты точек. Одновременно с этим, анализируя движение преобразователя в пространстве (его вращение и поступательное движение) и определяя скорость перемещения точки взаимодействия преобразователя с деталью относительно корпуса путем дифференцирования его показаний, определяют направление движения этой точки по поверхности. По этой информации судят о направлении поверхности в окрестности текущей измеряемой точки. 2 ил.

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

Целью изобретения является повышение производительности измерений и упрощение способа.

Фиг.1 и фиг,2 иллюстрируют пример конкретного выполнения способа при помощи контактного измерительного преобразователя осевой конструкции. Обозначено: 1 - измеряемая деталь; 2 - измерительный наконечник преобразователя; 3 - датчик перемещения измерительного наконечника; 4 - корпус измерительного преобразователя; 5 - пружина, создающая измерительное усилие; б - ось качания (вращения) преобразователя; 7 - датчик углового положения преобразователя; А - точка взаимодействия преобразователя с деталью; XOY - неподвижная система координат; Oi - точка на оси 6; VA результирующий вектор скорости точки A; V(j , Vr, Vn - составляющие вектора VA; а- угловое положение вектора Vn, (p угловое положение измерительного преобразователя.

Корпус 4 измерительного преобразователя путем качательного (вращательного) и/или поступательного движения перемещают вдоль поверхности детали 1, при этом наконечник 2 касается точек поверхности и прижимается к ней пружиной 5. Датчик 3 выдает сигнал, пропорциональный переме- .щению наконечника 2 относительно корпуоо о со

ч|

са 4, а датчик 7 - сигнал, соответствующий угловому положению оси измерения преобразователя.

Движение измерительного преобразователя в процессе измерений должно быть организовано таким образом, чтобы его наконечник, перемещался по поверхности детали без остановок.

Измерительный преобразователь взаимодействует с поверхностью детали в точке А, которая при движении преобразователя относительно детали перемещается в пространстве. Эта точка принадлежит одновре- менно двум материальным объектам: измеряемой детали и преобразователю и в каждый момент времени совпадает с одной из точек поверхности детали, а также с одной из точек наконечника контактного измерительного преобразователя или с рабочей точкой луча бесконтактного измерительного преобразователя.

Линия точек взаимодействия преобразователя с поверхностью, т.е. лежащая на поверхности детали траектория точки А, характеризуется направлением отдельных участков. Направление текущего участка этой линии определяется касательной к ней в текущей точке и совпадает с направлением результирующего вектора VA скорости точки А. О н представляет собой сумму трех векторов: Vu) - скорости точки А во вращении преобразователя вокруг оси 6, Vn - скорости поступательного движения преобразователя, и Vr - скорости перемещения точки А относительно корпуса 4 измерительного преобразователя.

Вектор Vu) и его модуль определяется по формулам:

VuJ ГО Г

- --|f

где т- скорость вращательного движения, г- радиус-вектор вращения точки А, р- угол вектора г в неподвижной системе координат (угловое положение измерительного преобразователя)

Вектор Vr ориентирован вдоль оси измерения преобразователя, его направление и величина определяются по информации, отводимой от датчика 3, причем при уменьшении г вектор Vr направлен от точки А к оси 6, при увеличении - от оси 6 к точке А, а

модуль вектора Tvr

Вектор Vn в любой момент времени может либо определиться из программного закона движения преобразователя, либо

и змеЈ яется в процессе движения. Векторы Vu и Vr измеряются непосредственно в процессе движения.

Для определения направления текущего участка контура пореохности вдоль траектории точки А (в плоском случае - для определения ориентации текущего участка контура) необходимо знать модули всех трех векторов V, Vn и Vr и их угловое положенив в неподвижной системе координат, или компоненты этих векторов по осям той же системы.

Измерения поверхности детали как правило ведут по сечениям, поэтому реализация способа дается на примере измерения плоского контура детали. Отметим, что ось 6 перпендикулярна плоскости, в которой лежит измереямый контур детали. На фиг.2 показана векторная диаграмма скоростей

для осевой измерительной головки, участвующей одновременно в поступательном и вращательном движениях. Компоненты результирующего вектора VA можно определять как суммы сортветствугощих компонент скоростей V , Vn, Vr:

VAx Vnx + V,2 +Vrx

VAy Vny + 4 + Vry, гдеVnx iVnl Cos a Vrx Cosp V a) Г sin p Vny IVnl sin a ,Vry Wrl Vj (o г cos (f

При других типах измерительных преобразователей вектор Vr определяется как вектор скорости точки А относительно корпуса преобразователя, В обЧцем случае составляющие вектора VA являются пространственными векторами и зависят от законов движения преобразователя и фор- мы измеряемой поверхности.

Формула изобретения Способ измерения поверхности детали, заключающийся в том, что перемещают измерительный преобразователь относитель- но поверхности и получают измерительную информацию о точках поверхности, включая направление текущего участка контура поверхности вдоль линии точек взаимодей- ствия с ней преобразователя, о т л и ч аю щ и и с я тем, что, с целью повышения производительности процесса измерений и упрощения способа, определяют скорость текущей точки взаимодействия преобразователя с поверхностью во вращении преобразователя вокруг оси, проходящей через одну из точек и/или скорость поступательного движения преобразователя, измеряют скорость перемещения текущей точки взаимодействия относительно корпуса преобразователя, а направление текущего участка контура поверхности вдоль линии точек взаимодействия с ней преобразователя определяют по направлению векторной суммы упомянутых скоростей.