Устройство для контроля профиля деталей,имеющих в сечении незамкнутую дугу окружности Советский патент 1982 года по МПК G01B7/28 

Изобретение относится к измери- .тельной технике, а именно к устройствам для контроля шероховатости или отклонений формы профиля сечения деталей от правильной дуги окружности, например, желобов колец подшипников, винтовых пар качения, полусфер и т.д.

Наиболее близким к предлагаемому ПО технической сущности является устройство для контроля профиля деталей, имеющих в сечении незамкнутую дугу окружности, содержащее первичный преобразователь, прецизионный шпиндель, двухкоординатный центрирунвдий стол и регистратор (1,

Недостатком этого устройства является большая трудоемкость настройки, заключающаяся в совмещении центра кривизны контролируемого сечения детали с осью вращения шпинделя, т.е. в центрировании.

Цель изобретения - повышение производительности и точности контроля.

Постарлённая цель достигается тем, что устройство снабжено задатчиком угла «оворота шпинделя, имеющим три фиксированных положения, среднее из которых совпадает с направлением одной из координат центрйруюиего стола, сумматором, первый вход которого подключен к выходу первичного преобразователя, а выход - к регистратору тремя каналами обратной связи, каждый из которых состоит из последовательно включенных первого ключа, блока памяти, второго ключа и масштабного усилителя, входы каналов подключены к

10 выходу сумматора, а выходы соответственно - к второму, третьему и четвертому входам сумматора, управляющий вход масштабного усилителя третьего канала подключен к выходу

15 задатчика, при зтом коэффициент усиления первого канала равен 1, второго 0,5, а третьего-- 5( угол поворота шпинделя.

На фиг. 1 изображена структурная

20 схема устройства; на фиг. 2 - геометрическая схема работы устройства.

Устройство содержит первичный преобразователь 1, взаимодействующий с профилем контролируемой детали,

25 прецизионный.шпиндель 2 для вращения преобразователя относительно детали, двухкоординатный центрирующий стол 3 для совмещения центра кривизны профиля с осью вращения

30 шпинделя, регистратор 4, задатчик 5 угла поворота шпинделя, имеющий тр фиксированных положения В,С,Д (см. фиг. 2), среднее из которых (Д) сов падает с нaпpaвлeниe l одной из коор динат (X) центрирующего стола, сумматор 6, первый вход которого подключей к выходу первичного преобразовс1теля 1, а выход - к регистратору 4, три канала 7 - 9 обратной связи, каждый из которых состоит из последовательно включенных первого ключа 10, блока 11 памяти, второго ключа 12 и масштабного усилителя 13 входы каналов подключены к выходу cyNSMaTopa, а выходы - соответственн к второму, третьему и четвертому вх дам сумматора. Управляющий вход мас штабного усилителя 13 третьего канала 9 подключен к выходу задатчика 5. Коэффициент усиления первого канала 7 равен 1, второго канала 8 равен 0,5, третьего 9 равен . . , где - угол поворота шпинделя. Устройство работает следующим образом. Точка О - центр профиля желоба (см. фиг. 2). Точка О, - исходное положение оси вращения шупа относительно желоба. Положение конца иглы щупа, соответствующее нулевому состоянию регистратора 4, изображено в виде конца радиус-вектора. Показание регистрации при этом соответствует расстоянию от профиля до кон ца радиус-вектора. Если длина радиус-вектора больше расстояния от его начала до профиля, то показание регистратора положительно. Центрирование начинается с поворота шпинделя 2 в левое фиксированное положение. Вектор О( А имеет при этом произвольную длину. Первы ключи 10 всех каналов обратной связи открыты, а вторые ключи 12 закры ты, поэтому на второй, третий и чет вертый входы сумматора 6 сигнал не поступает. На регистраторе 4 есть показание, соответствугощее отрезку . При закрытом первом ключё 10 первого канала 7 в блоке 11 памяти первого канала 7 зафиксирована вели чина . При открытом втором ключе 12 первого канала 7 эта величина по дается на сумматор 6 с противополож ным знаком, так как коэффициент уси ления первого канала 7 равен 1. При этом показание регистратора 4 стане равным нулю, и конец вектора из точ ки А-переместится в точку А, совпйдаюшую с ТОЧКОЙ В профиля. После этого шпиндель поворачивается вправо на угол . На регистраторе 4 имеется величина показ ния, соответствующая отрезку САг. Геометрический расчет показывает, что при условии О и величина САз 2YsinV . После этого во втором канале 8 первый ключ 10 закрывается, а второй ключ 12 открывается. При этом на сумматор 6 поступает величина равная 0,5 СА. Таким образом, показание регистратора 4 уменьшается в два раза. Конец вектора перемещается в точку Ац, причем CAi Vsin/ /2. Далее центрирующий стол перемещается в направлении Y до положения, при котором показание регистратора 4 равно нулю. Конец вектора перемещается в точку Асг, совпадающую с точкой С на профиле, а начало вектора - в точку Oj. , причем величина стремится к Y, поэтому эксцентриситет по оси У оказывается скомпенсирован. После этого шпиндель поворачивается влево на угол Ч/2 и занимает центральное фиксированное положение. Конец вектора оказывается в точке В- , а на регистраторе имеется величина . При закрытом первом ключе. 10 третьего канала 9 эта величина зафиксируется в блоке 11 памяти канала. После чего вторые ключи. 12 первого 7 и второго 8 каналов закрываются, отключая действующую до этого компенсацию. Первый ключ 10 первого канала 7 открывается и снова закрывается лля запоминания установившегося сигнала на выходе сумматора. При открытом втором ключе 12 первого канала 7 величина сигнала на выходе сумматора б компенсируется до нуля. После этого открывается второй ключ 12 третьего канала 9 и на сумматор 6 поступает величина АзД равная .-гг-тр/, / так как коэффициент уси. 1 cus 3/ft ления третьего канала 9 равен . Конец вектора перемещается в точку А, а на регистраторе - .величина АуД. После этого центрирующий стол перемещается в направлении X до момента, когда показание регистратора 4 станет равным нулю. Г.еометрический расчет показывает, что величина АбД -cos и/ Следовательно, начало вектора совпадает с точкой О, т.е. центром желоба. После приведения всех ключей в исходное состояние на выходе сумматора б возникает -сигнал АэД вследствие прекращения действия сигналов по первому и третьему каналам. Этот сигнал компенсируется изменением радиуса вращения щупа преобразователя. Конец вектора переходит в точку , совпадающую с точкой Д профиля, а начало вектора Оь совпадает с центром желоба О.Процесс центрирования завершен. Изобретение позволяет полностью автоматизировать процесс настройки устройства, который занимает большую часть времени измерительного цикла.

Тем самым увеличивается производительность измерения, уменьшается утомляемость оператора и повышается точность контроля.

Формула изобретения

Устройство для контроля профиля деталей, имеющих в сечении незамкнутую дугу окружности, содержащее первичный преобразователь, прецизионный шпиндель, двухкоординатный центрируюший стол и регистратор, о т л И чающееся тем, что, с целью повышеиия производительности и точности контроля, оно снабжено задатчиком угла поворота ишивделя, имеющим три фиксированных положения, среднее из.которых совпадает с направлением одной из координат центрирующего стола, сумматором, перв.ый

вход которого подключен к выходу первичного преобразователя, а выход к регистратору тремя каналами обратной связи, каждый из которых состоит из последовательно включенных первого ключа, блока памяти, второго ключа и масштабного усилителя, входы каналов подключены к выходу сумматора, а выходы соответственно - к второму, третьему и четвертому входам

сумматора, управляющий вход масштабного усилителя третьего канала подключен к выходу задатчика, при этом коэффициент усиления первого канала равен 1, второго 0,5, а третьего

где sf - угол поворота шпин -COS f/i

деля.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе jf. 1. Патент Англии 1012711, кл. G 01 В 7/00, 1968 (прототип).

MAg fO