Устройство для измерения линейных размеров Советский патент 1982 года по МПК G01B3/00 G01B7/02 

1

Изобретение относится к измерению линейных размеров и может быть использовано, например, для автоматизированного измерения наружных и внутренних размеров линейных калибров , средних диаметров и шагов наружных и внутренних резьб.

Известны устройства для измерения линейных размеров содержашие измерительный стержень, упругий элемент, передаточный механизм и индикатор tOНедостатком устройств является сравнительно низкая точность и rtaлый диапазон измерений.

Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является устройство для измерения линейных размеров, содержащее станину, установленные на ней предметный стол, узел контрпиноли со сменным наконечником, измерительный узел, содержащий подвижную пиноль со сменным наконечник ком, кинематически связанный с ней

через шарнирное соединение, ходовой винт с гайкой и редуктор, реверсивный электродвигатель, связанный с пинолью измеритель перемещений пиноли , подключенную к измерителю перемещений пиноли измерительного узла последовательную цепь, состоящую из датчика положения, формирователя командных сигналов и блока управления подключенного к реверсивному электродвигателю t2.

10

Однако для устройства характерна недостаточная точность измерений, связанная с изменением измерительного усилия при измерениях, кроме

IS того, известное устройство имеет низкую производительность.

Цель изобретения - повышение точности и производительности измерении а также возможность определения

20 экстремальных значений измеряемого размера.

Поставленные цели достигаются тем, что устройство снабжено измерителем скорости перемещений гайки, кинематически через редуктор связанным с ходовым винтом и подключенным к блоку управления, последов тельно соединенными датчиком усилия датчиком размыкания шарнирного соединения и коммутатором, измерителем рассогласования по усилию, подключенным к второму выходу датчика уси лия, преобразователем рассогласования по усилию, подключенным входом к выходу измерителя рассогласования по усилию, а выходом - к второму входу коммутатора, блоком ввода тре буемого усилия, соединенным со аторыи входом измерителя рассогласования по усилию, индикатором рассогла сования по усилию, соединенным со вторым выходом измерителя рассогласования по усилию, электроконтактны блоком, входами соединенным с электропроводящим измеряемым объектом и сменным электропроводящим измерительным наконечником пиноли, запоминающим устройством, входом подключенным к электроконтактному блоку, а выходом - ко второму входу датчика положения, измерителем перемещения гайки, кинематически связанным через редуктор с ходовым винтом и подключенным к первому входу датчика усилия, второй вход которого соединен с измерителем перемещений пиноли, блок управления соединен с формирователем командных сигналов через коммутатор, а шарнирное соединение выполнено в 1виде скобы с ко ническими отверстиями, сочлененных ней двух втулок с коническими гайка ми, толкателя, расположенного между втулками, и упругого элемента. Устройство снабжено также детектором перемены направления перемеще ния, соединенным входом с измерител перемещений пиноли и индикатором подключенным к выходу детектора, что позволяет определять экстремаль ные значения измеряемых расстояний. На чертеже представлена блок-схе ма устройства при измерении наружных размеров. На станине 1 установлен предметный стол 2 и закрепляются с различными смещениями друг относительно друга узел 3 контрпйноли и измерительный..узел k. В измерительном, узле 4 на направ ляющих подшипниках 5 может переме4щаться в горизонтальном направлении без вращения пиноль 6. Дифракционная решетка или растр 7 измерителя 8 перемещения и сменный наконечник 9 установлены в пиноли 6 с соблюдением принципа Аббе - на одной линии с измеряемым на объекте 10 размером. Шарнирное соединение 11 пиноли 6 с гайкой 12 ходового винта 13 замкнуто с помощью предварительно напряженного упругого элемента 14. Скоба IS втулки 16 с коническими гайками 17, упругий элемент l и толкатель 18 являются основными элементами шарнирного соединения 11. Реверсивный электродвигатель 19 и измеритель 20 скорости перемещения гайки 12 подключены к винту 13 через редуктор 21. Датчик 22 усилия, возникающего при соприкосуовении наконечника 9 с измеряемым объектом 10 или с наконеиником 23 узла контрпиноли 3, соединен с пинолью 6 через измеритель 8 перемещения пииоли и с гайкой 12 через измеритель 2k перемещения гайки, подключенный к винту 13. В горизонтальный длиномер входят блок 25 формирования командных сигналов, подключенный к нему датчик 26 положения, который связан с измерителем 8 перемещения пиноли, связанный с электродвигателем Т и измерителем 20 скорости перемещения гайки блок 27 управления, подключенный к датчику 22 усилия измеритель 28 рассогласования по усилию, связанные с измерителем рассогласования по усилию блок 29 ввода требуемого измерительного усилия, индикатор 30 сигнала рассогласования по усилию, преобразователь 31 этого же сигнала, связанный с датчиком 22 усилия датчик 32 размыкания шарнирного соединения 1 1 , подключенный к датчику 32 коммутаттор 33 входы которого соединены с блока 25 формирования командных сигналов и преобразователя 31 сигнала рассогласования по усилию, а выход - с блоком 27 управления, соединенные с измерителем°8 детектор 3 и индикатор 35 перемены направления перемещения пиноли, а также .соединенное с датчиком 26 положения пиноли запо- ; минающее устройство Зб и подключенный к последнему своим выходом электроконтактный блок 37 который своими входами соединен с измеряемым объектом 10 через электрически изо лированный от металлической массы устройства электропроводящий сменный предметный стол 2, а через массу со сменным электропроводящим наконечником 9. Работа устройства заключается в следующем. Оператор при измерениях объекта 10 задает через блок 25 требуемую скорость перемещения пиноли 6 или требуемое положение, от которого автоматически включается небольшая скорость перемещения пиноли до соприкосновения наконечника 9 с объектом 10. При указанном соприкосновении шарнирное соединение 11 размыкается, и упругий элемент начинает растягиваться. Объект 10 при этом поднимается к наконечнику 23. По сигналу датчика 32 коммутатор 33 подключает вход блока 27 управления с выхода блока 25 на выход преоб разователя 3 сигнала рассогласования по усилию. Тем самым включается система стабилизации выбранного оператором ,на блоке 29 усилия (тре-. буемого измерительного усилия). Посл того, как на индикаторе 30 появляет ся сигнал нулевого рассогласования по усилию, оператор снимает отсчет измеряемой длины по цифровому табло датчика 26 положения. Начало отсчеtsra в датчик 26 вводится при соприкосновении наконечника 9 пиноли 6 с наконечником 23 узла контрпиноли 3 или с установленным на предметном столе 2 и касающимся наконечника 23 калибром. При определении экстре мальных значений измеряемых расстоя ний объект 10 перемещается в.поперечном к линии измерения направлени с помощью подйижек предметного стола 2. Изменение направления перемещения пиноли при переходе измеряемого расстояния через экстремальнее значение регистрируется детектором 3, с появлением соответствующего сигнала на индикаторе 35 оператор прекращает подвижку и измеряет экс ремальное значение расстояния, на-г пример диаметр цилиндра, расстояние между двумя плоскостями и т.п. При йТмерении электропроводящего объекта отсчет его длина с помощью, электроконтактного блока 37 в момент возникновения элект рического контакта наконечника 9 с измеряемым объектом 10 производится автоматически, с нулевым измерительным усилием. Измеренная величина выводится на цифровое табло датчика 26 положения. Устройство может использоваться и для измерения внутренних размеров объек,та. Формула изобретения 1. Устройство для изме|:/ения линейных размеров, содержащее станину, установленные на ней-предметный стол, узел контрпиноли со сменным наконечником, измерительный узел, соде жащий подвижную пиноль со сменным наконечником, кинематически связанный с ней через шарнирное соединение ходовой винт с гайкой и редуктор, реверсивный электродвигатель, связанный с пинолью измеритель перемещений пиноли, подключенную к измерителю перемещений пиноли измерительного узла последовательную цепь, состоящую из датчика положения, формирователя командных сигналов и блока управления, подключенного к ре-; версивному электрбдвигателю, отличающееся тем, MTOj с целью .повышения точности и производительности измерений, устройство снабжено измерителем скорости перемещений гайки, кинематически через редуктор связанным с ходобым вин- i том и подключенным к блоку управления , последовательно соединенны- . ми датчиком усилия, датчиком размыкания шарнирного соединения и коммутатором, измерителем рассогласования по усилию, подключенным к второму выходу датчика усилия, преобразователем рассогласования по усилию, подключенным входом к выходу измерителя рассогласования по усилию, а выходом - к второму входу коммутатора, блоком ввода требуемого усилия, соединенным со вторым входом измерителя рассогласования по усилию, индикатором рассогласования по усилию, соединенным со вторым .выходом измерителя рассогласования по усилию, электроконтактным блоком, входами соединенным с электропроводящим измеряемым объектом и сменным электропроводящим измерительным наконечником пиноли, запоминающим устройством, входом подключенным к электроконтактному блоку, а выходом - ко