Устройство для контроля макрогеометрии изделий Советский патент 1982 года по МПК G01B7/287 

1 Изобретение относится к измеритепьной технике и может быть использовано для контроля макрометрии деталей, в том -числе неплоскостности, разнотолишнности непараллельности. Известно устройство для измерения 1ФОФИЛЯ изделий, содержащее программируемый привод, модульную головку с наконечником, датчики перемещений, блок вндикашт Ij . Данное устройство характеризуется невозможностью контроля таких парамет ров изделия, как разнотолщинность, неплоскостность и непараллельность. Наиболее близким к изобретению является устройство для контроля макрогео метрии изделий, содержащее чувствитель ную головку с размещенными на ней да1 чикамв перемещений, связанный с датчв«ами перемещений блок обработки ивф(мапии, блок индикации 2 . Недостатками устройства являются сравнительно невысокая точность измерь НИИ, обусловленная взаимными перемеще:Ниями измеряемой детали и передвижной каретки, а также невозможность получения полной информа1ши о макрогеометрии детали, в частности толщины и непараллельное ти плоскостей. Цель изобретения - повышение точности контроля и расширение функционал ных возмбжностей устройства. Поставленная цель достигается тем, что устройство для контроля макрогеометрии изделий содержащее чувствительную головку с размещенными на ней датчиками перемещений, связанный с датчиками перемещений блок обработки информации, блок индикации, снабжено второй чувствительной головкой, датчики перю- мешени размещены на ней жестко в В№де матрицы размерностью И « И, блок . обработки информации .соаерисит две группы входных коммутаторов по h коммутаторов в группе, каждый из которых имеег 2П +2 входа, семь вычислительных блоков, три вторичных коммутатора, генера39818254

тор тактовых импульсов, логический эле-)1кых головок подключены к двум группаммент ИЛИ-НЕ, счетчик, дешифратор и 2П3 коммутаторов (фиг. 2), каждая из кодетекторов, входы всех .коммутаторов пер-торых состоит из П входных коммутатовой групий подключены к соответствую-ров 4. Датчики 2 перемещений (фиг. 1) щнм датчикам первой чувствительной го- sчерез коммутаторы 4 подключены к исловки, второй группы - к соответствую-точнику 5 питания (фиг, 2), представшим датчикам второй чувствительной го-ляющему собой, например, L С -генератор, ловки, управляющие входы всех входныхи через детекторы 6 ко входам первого, и вторичных коммутаторов связаны с вы-второго 8, третьего 9, четвертого 1О выходом дешифратора, выходы всех комму- ючислительных блоков и первого вторичного таторов первой группы через соответствую,коммутатора 11. Второй 12 и третий 13 щиё каждому из коммутаторов детекторы-вторичные коммутаторы подключены своисвязаны с соответствующими входами входами соответственно к выходам вого и второго вычислительных блоков ивторого 8, третьего 9, первого 7 и первого вторичного коммутатора, выходы „четвертого Ю вычислительных блоков, всех коммутаторов второй группы черезВыходы первого 11, второго 12 и тресо-ответствуюшие каждому из коммутато- ьего 13 вторичных коммутаторов соедиров детекторы связаны с соответствую-„ены с входами пятого вычислительного щими входами третьего и четвертого вы-блока 14. Входы шестого 15 и седьмого числительных блоков и первого вторично- IQ вычислительных блоков связаны соотго коммутатора, выход первого вычисли-ветственно с выходами первого, второго, тельного блока подключен к соответствую-:третьего, четвертого и второго, третьего щим входам третьего вторичного комму-вычислительных блоков. Управляющие татора и шестого вычислительного блока,входы всех входных и вторичных коммувыход которого вычислительного блока - jтаторов связаны с выходом дешифратора к соответствующим входам первого, шее- у, который, в свою очередь, через счет того и седьмого вычислительных блоков ик 18, логический элемент 19 ИЛИ-НЕ и второго вторичного коммутатора, выходподключен к генератору 2О тактовых имтретьего вычислительного блока - к со-пульсов. К выходам пятого 14, шестого ответствующим входам четвертого, шее- i5 седьмого 16 вычислительных блоков того и седьмого вычислительных блоковподключены соответственно компараторы и второго вторичного коммутаторД выход21, 22 и 23, выходы которых связаны четвертого вычислительного блока - к со-с соответствующими индикаторами 24, ответствующим входам третьего вторич-25 и 26 и управляющими входами лоного коммутатора и шестого вычислитель- гического элемента 19 ИЛИ-НЕ. ного блока, выходы первого, второго, тре-Контроль макрогеометрии поверхности тьего вторичных коммутаторов соединеныоснован на моделировании прямой, наис соответствующими им входам пятоголучшим образом описьшакшей профиль вычислительного блока, выходы пятого,.{юследуемой поверхности в рассмотренном шестого и седьмого вычислительных бло-сечении. Параметры этой прямой опрв ков через соответствующие каждому изделяются ,по методу наименьших квадних компараторы соединены с соответст-ратов в соответствии с формулами

вующими управляющими входами логичес-

кого элемента ИЛИ-НЕ, генератор такто- ,

вых импульсов через логический элемент у f

ИЛИ-НЕ и счетчик подключен к дешифра- чЗ id

тору, блок индикадии содержит три индика-Ь - Y

тора, подключенных соответственно к

ходам первого, второго и ком-где О.Ь - коэффициенты смоделированпараторов.ной прямой;

На фиг. 1 представлена чувствитель- - расстояние между i ным датная головка с размещенной на ней матри-чиком чувствительной гапсю-

ией датчиков; на фиг. 2 - блсж-схемаки в j -ом сечении и исспеустройства.дуемой поверхностью;

Устройство для контроля макрогео- t величина, определяющая пометрии изделий содержит две чувствитель- ложевие -датчика на чувствиJibie головки 1 с размешенными на нихтельной головке;

в виде матрицы П П датчиками 2 пере-К - номер чувствительной гоповмешений (фиг. 1). Датчики чувствитель-ки. К, 2. 5-9 Мерой неплоскостности является максимальное отклонение профиля реальной поверхности от смоделированной прямой в рассма,триваемых сечениях. Величина неплоскостности определяется по формуле Vy ...X.b6, ;j ;; I;-. jpac4 4i - расстояние между ым датчиком чувстеительной головки и смоделированной прямой в -ом сечении; ДХ - расстояние между датчиками. Разность между коэффициентами наклона смоделированных прямых является мерой непараллельности Д.-о.%. Разнотолшинность оценивается как рас стояние между смоделированными прямым но формуле T-L- PVY P расч расч ) где U - расстояние между чувствительными головками; Vfj ч, расстояние между чувствительной головкой и исследуемой поверхностью в средней точке. Устройство работает следующим образом. Контролируемое изделие ycтaнaвливaeт ся между чувствительными головками, запускается генератор 20 тактовых импульсов. Счетчик 18 считает импульсы генератора 20 и после дешифрации этого числа дешифратором 17 входные коммутато1л 1 4 каждой чувствительной головки организуют подключение П датчиков 2 (фиг.1 перемещений, расположенных в одном из сечений, перпендикулярных плоскости головки, к источнику 5 питания (фиг. 2). Источник 5 питания представляет собой, например, систему IjC -генераторов Внесение в контур генератора емкости, пропорциональной расстсвншо между цат- чиком и контролируемой поверхностью, вы зывает изменение напряжения на выходе генератора. Эти напряжения подаются на детекторы 6. Сигналы с перовой чувствительной головки через соответствующие детекторы 6 поступают в вычислительные блоки 7 и 8, в которых в соответствии с зависимостями (1) производятся вычис- пеняя а и Ь. Аналогично вычисляются 25i в блоках 9 и 10 значения для второй чувствительной головки, Параллельно с выходов детекторов 6 сигналы, характеризующие величину зазора между jjaT4HKaMH чувствительной головки и исследуемой поверхностью, поступают на вторичный коммутатор 11. Вторичные коммутаторы 11, 12 и 13 организуют ввод полученных коэф циентов и указанных сигналов в вычислительный блок 14, где производится вычисление неплоскост ности в соответствии с зависимостыо(2). Величина неплоскостности сравнивается с допуском .в компараторе 21. Сигнал с компаратора поступает на индикатор 24 и логический элемент 19 ИЛИ-НЕ, который в случае превьпиения допуска по неплоскостности запирает генератор 20 тактовых импульсов. Выходные сигналы вычислительных блоков 7, 8, 9 и 1О поступают в блок 15, где вычисляется топошна исследуемой детали в соответствии с за- висимостью (4). Сигнал с вычислителького блока 15 поступает на компаратор 22, ъ котором происходитсравнение между полученным сигналом, характеризующим толщину детали, с величиной допуска на разнотолщинность. Напряжение с компаратора поступает на индикатор 25 и логический элемент 19 ИЛИ-НЕ, который аналогично первому случаю закрывает генератор тактовых импульсов. Выходные сигналы блоков 8 и 9 поступают на блок 16, в котором происходит вычисление непараллельности исследуемых поверхностей .детали в cooTBeTciw ВИИ с зависимостью (З).. Выходной сигнал блока 16 аналогично предыдущим случаям поступает на соответствукиций компаратор 23, в-котором происходит сравнение полученного сигнала с дшуском на нерараллельность, далее - на индикатор 26 и логический элемент 19 ИПИ-НЕ. Таким образом, устройство позволяет с помощью одной и той же системы дат чиков оценивать неплоскостность, непараллельность н толщину плоских изделий. Кроме того, структура обработки информации позволяет автоматизировать процесс контроля, Формула изобретения Устройство для контроля макрогеометрии дазделий, содержащее чувствительную головку с размешенными на ней датчиками перемещений, связанный с датч ками перемещений блок обработки инфо1 7981маяив, блок индикации, отлвчаю- ш в е с я тем, что, с целью псжышевия точности контроля и расширения фуюсшо цельных т$зможностей, оно снабжено вто рай чувсгеитвпыюй голсекой, датчики пе- рёмешеняй размешены на ней жестко в внде матрипц. размерностью П П . блок обработки информации содержит две группы входных коммутаторов по h коммутаторов в группе, каждый из имеет , входа, семь вычислительных бло- ков, вторичных коммутатора, генера тор тактовых импульсов, логический элемент ИЛИ-НЕ, счетчик, дешифратор и 2.П детекторов, входы всех коммутаторов первой группы подключены к соогаетствукнци датчикам первой чувствительной головки, второй группы - к соответствукицим датчикам второй чувствительной головки, управляющие входы всех входных и вторичных коммутаторов связаны с выходом дешп{)ратора, выходы всех коммутаторов первой группы через соответствующие кажаому из коммутаторов детекторы связаны с соответствующими входами первого и второго вычислительных блоков и первого вторичного коммутатора, выходы всех коммутаторов второй группы через соответствухяпие каждому из коммутаторов детекторы связаны с соответствукшшми входами третьего и четвертого вычислительных блоков и йервого вторич А го коммутатора, выход первого вычислительного блсжа подключен к соответствукицим вхо5дам третьего вторичного коммутатора и шестого вычислительного бпока, выход второго вычислительного блока - к соот ветствующим входам первого, шестого и седьмого вычислительных блоков и второго вторичного коммутатора, выход третъего вычислительного блока - к cooi ветствуюшим входам четвертого, шестого и седьмого вычислительных блоков и второго вторичного коммутатора, выход четвертого вычислительного блока - к cooi ветствутошим входам третьего вторичного коммутатора и шестого вычислительного блока, выходы первого, вторюго, третьего вторичных коммутаторов соединены с соответствую1йим им входами пятого вычислительного блока, выходы пятого, шестого и седьмого вычислительных блоков через соответствукоцие каждому из них компараторы соединены с соответствуюпшми управляклаими входами логического элемента ИЛИ-НЕ, генератор тактовых импульсов через логический элемент ИПИНЕ и счетчик подключен к дешифратору, блсж индикации содержит три индикатора, подключенных соответственно к выходам первого, второго и третьего компараторов. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 328330, кл. Q О1 В 7/28, 197О. 2.Патент США № 4О58849, кл. 73-105, 1975 (прототип).