Устройство для измерения диаметров крупногабаритных кольцевых изделий

 

Изобретение относится к измерительной технике. Целью изобретения является повышение точности измерений за счет ко шенсации погрешности базирования измерительных элементов относительно контролируемого изделия . Контролируемое изделие I устанавливают на измерительную позицию-, включают приводы 4 и 5, которые начинают разводить щуповые элементы 2 и 3. Сигналы, пропорциональные теку/f датчикан насония (Л Ндатчипап носами

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (5и 4 6 01 В 7/12

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЭОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ;у (,72) В,Я. Ободан, Б. В. Сологуб, E.Н.-А.Бердянский и Н.Ф.Жуков

Кдатиии юаамю

h 8am наи ла

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 401335)/24-28 (22) 29.01.86 (46) 07.06.87. Бюл. )) - 21 (71) Научно-исследовательский и опытно-конструкторский институт ав томатизации черной металлургии (53) 53).717.) (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

)(- 1032327, кл. Cj 01 В 7/12, )983.

Авторское свидетельство СССР

9 ) О) 9224, кл. C 01 В 7/02, 1983.

) 54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ДИАЖТРО В КРУПНОГАБАР HTHhIX КОЛЬ ЦЕ ВЫХ

ИЗДЕЛИЙ (57) Изобретение относится к измерительной технике. Целью изобретения является повышение точности измерений эа счет компенсации погрешности базирования измерительных элементов относительно контролируемого изделия. Контролируемое иэделие 1 устанавливают на измерительную позицию; включают приводы 4 и 5, которые начинают разводить щуповые элементы 2 и 3. Сигналы, пропорциональные теку1315788

20

25 шему положешпп щуповых элементов, поступают с: датчиков 6 и 7 положения шуповых элементов на сигнальные входы элементов 16-21 памяти блока 8 определения размера. При касании moбого из датчиков 10-15 касания поверхности кольца 1 на управляющий вход связанного с датчиком элемента памяти подается сигнал, при этом элемент памяти запоминает положение щупового элемента в данный момент. движение шуповых элементов 2 и 3 происходит до тех пор, пока все датчики касания не соприкоснутся с кольцом, после чего щуповые элементы возвращаются в исходное состояние.

В элементах 16-21 оказываются запиИзобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в прокатном производстве, в машиностроении для автоматического измерения диаметров катаных колец и бандажей, например, в линиях контроля качества.

Цель изобретения — повьппение точности измерений за счет компенсации погрешности базирования измерительных элементов относительно контролируемого изделия.

На фиг.1 представлена блок-схема предлагаемого устройства; на фиг.25 — схемы, поясняющие его работу.

Устройство для измерения диаметров крупногабаритных кольцевых изделий I (фиг.1) содержит два щуповых элемента 2 и 3, два кинематически связанных с ними привода 4 и 5, два датчика 6 и 7 положения щуповых элементов, подключенньп к ним блок 8 определения размера, соединенный с последним блок 9 отсчета размера.

На щуповых элементах 2 и 3 размещены соответственно по три датчика 10 — 12 и 13 — 15 касания. Блок 8 определс ния размера выполнен в виде разделенных на две группы шести элементон 16 — 18 (первая группа)и 19 !

2l,нторая группа) памяти, подключенных к иим соответственно двух блоков 2? и ?3 вычисления координат, с; иными данные о рпссТоННННх между находящимися н исходном положении датчиками касания и поверхностью кольца. На основании полученных данных в блоках 22 и 23 вычисления координат вычисляются расстояния от исходных положений щуповых элементов до соответственно диаметрально противоположных точек кольца 1„ и при этом используется аппроксимация данных измерений квадратичной функцией, Полученные данные пере.— даются в сумматор 24, в котором вычисляется диаметр кольца в вйде

D = L мин + e„„° р„ð,ä. Результат индицируется в блоке 9 отсчета размера. 5 ил, соединенных с блоками. вычисления координат сумматора 24.

Сигнальные входы элементов 16 — 18 и 19 — 21 памяти соединены соответственно с датчиками 6 и 7 положения щуповых элементов, управляющие входы— с датчиками 10 — 12 и 13 — 15 касания, а выходы — с входами блоков 22 и 23 вычисления координат, Выходы блоков 22 и 23 через сумматор 24 подключены к блоку 9 отсчета размера.

В исходном положении датчика касания его выход электрически соединен с корпусом, т.е, заэемлен. Средние датчики 11 и 14 касания расположены на продольной оси щупового элемента, крайние датчики 10, 12 и 13, l5 смещены относительно средних на расстояние в обе стороны. В исходном положении расстояние между датчиками касания равно Ь, На фиг. 2 мин и 3 условно показано, что центр 0 контролируемого кольца смещен относительно центра А устройства на величину S в направлении, перпендикулярном линии измерения.

Устройство работает следующим образом °

Кольцевое изделие 1 поднимают подъемным столом (не показан) на необходимую высоту, такую, чтобы датчики касания измерительных щупов л 315788

Устройство для измерения диаметров крупногабаритньп кольцевых изделий, содержащее два щуповых элемента, два кинематически связанных с ними привода, два датчика положения щуповых элементов, блок определения раз— мера, подключенный к нему блок отсчета размера, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерений, каждый щуповый элемент снабжен тремя датчиками касания, блок определения размера выполнен

I в виде шести элементов памяти, объединенных в две группы по три элемента в каждой, двух блоков вычисления координат, сумматор, сигнальные входы элементов памяти каждой группы объединены и подключены к соответствующему датчику положения щупового элемента, управляющий вход каждого из элементов памяти подключен к соответствующему датчику касания, выходы элементов памяти в каждой группе подключены к соответствующему блоку вычисления координат, выходы блоков вычисления координат соединены с сумматором, а выход сумматора является выходом блока определения

2д где а = вч.наМ размера. совпали с требуемой плоскостью из мерения. По команде блока управления (He показан) приводы 4 и 5 включаются и щуповые элементы 2 и 3 начинают разводиться. Кодовые комбинации, соответствующие текущему положению щуповых элементов 2 и 3, поступают соответственно на сигнальные входы элементов 16 — 18 и 19 — 21 памяти. При касании любого из датчи- 10 ков 10 — 12 и 13 — 15 с поверхностью кольца происходит, например, размыкание-контактной группы соответствующего датчика касания, при этом на управляющий вход связанного с этим датчиком элемента памяти подается сигнал и элемент памяти запоминает положение щупового элемента в данный момент. Движение щуповых элементов 2 и 3 происходит до тех пор, 20 пока все датчики касания соприкоснутся с кольцом, после чего щуповые .элементы возвращаются в исходное положение. Таким образом, в элементах 1 6 — 1 8 и 1 9 — 21 памяти оказываются записанными данные о расстоянии между находящимися в исходном положении датчиками касания и поверхностью кольца. В системе координат (фиг. 4 и 5) эти величины соот- 30

Ветствуют у у(у для левого кРая кольца и ;;, у„, у, для правого края кольца (по номеру датчика касания). Величины у, у(,, у, поступают в блок 22 вычисления координат, а У У„, y, — в блок 23 вычисления координат. В эти же блоки предварительно введены значения расстояния д между датчиками, а также номинального внутреннего диаметра 40 вм. иам

Расстояние 1л между наиболее удаленной точкой кольца от оси х (фиг.2) определяют по выражению

1 а 1

"åÏ 3 ° ю « 3 8

Аналогично

3(У У ) — -+- — (У -У ) (2)

is i ie 3 8

Выражения (1 ) и (2) получены в ре.

55 зультате аппроксимации данных измерения квадратичной функции методом наименьших квадратов.

11олученные значения 1 лр и передаются в сумматор 24, куда предварительно введено расстояние I между щуповыми элементами в исходном положении.

Контролируемый внутренний диаметр определяется как сумма

1 вн I ìèí + 1-лев + 1- ар и передается в блок 9 отсчета размера, Для измерения наружного диаметра щуповые элементы устанавливаются снаружи кольцевого изделия, при этом в исходном состоянии расстояние меж ду датчиками касания равно 1ма„,.

НарУжный ДиаметР П „арв этом слУчае определяют по формуле нар макс лев пр> где 1

l3157B8

Составитель Ю.Петраковский

Редактор Л.Козориз Техред М.Ходанич Корректор Г. Ренетник

Заказ 2342/41

Тираж 677 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул, Проектная, 4