Устройство для контроля параметров криволинейной поверхности

 

Изобретение относится к области измерения и контроля параметров и формы изделий машиностроения, энергомашиностроения с чистотой поверхности, обеспечивающей зеркальный и зеркально-диффузный характер отраженного светового излучения. Цель изобретения - повышение точности и расширение номенклатуры контролируемой поверхности. Цель - осуществить механическое взаимодействие элементов устройства. С помощью привода для вращения кронштейна вокруг вала, на котором крепится контролируемое изделие, привода вращения экрана вокруг оси, привода вращения изделия в процессе контроля заданного профиля, привода для продольного линейного перемещения изделия в процессе контроля других расчетных профилей, а электрическое взаимодействие элементов устройства осуществляется с помощью блока регистрации для фиксации угловых положений кронштейна и экрана и ЭВМ специализированного или общего типа для обработки результатов измерения и управления ходом процесса контроля. Изобретение позволяет расширить диапазон изделий, подлежащих контролю, за счет снижения требований к чистоте их поверхности и повысить точность контроля за счет того, что фотоприемник остается перпендикулярен отраженному лучу на всех этапах его регистрации. 3 ил.

Изобретение относится к области контроля и измерения параметров и формы изделий машиностроения, энергомашиностроения, содержащих криволинейные поверхности и может применяться в частности для контроля точности изготовления турбинных лопаток.

Цель изобретения - повышение точности контроля и расширение номенклатуры контролируемых изделий, в том числе тех, которые обладают кривизной не только в горизонтальной, но и в вертикальной плоскости, а поверхность обеспечивает зеркальную индикатриссу рассеяния отраженного от изделия светового луча не обязательно осесимметричную.

На фиг. 1 приведена конструктивная схема устройства в вертикальной плоскости; на фиг.2 - то же, в горизонтальной плоскости; на фиг.3 - характер представления отраженного фотоприемником излучения.

Устройство содержит генератор 1 коллимированного светового излучения. Экран 2, выполненный в виде полого цилиндра с прорезью 3 вдоль образующей. Экран установлен на оси 4, закрепленной на кронштейне 5. На внутренней поверхности экрана 2 строго напротив прорези 3 размещен фотоприемник 6, выполненный в виде линейно расположенных элементов, например в виде твердотельных формирователей изображения на приборах с зарядовой связью (ПЗС). Механическое взаимодействие элементов устройства осуществляется с помощью привода 7 для вращения кронштейна 5 вокруг вала 8, на котором крепится контролируемое изделие 9, привода 10 вращения экрана 2 вокруг оси 4, привода 11 вращения изделия в процессе контроля заданного профиля, привода 12 для продольного линейного перемещения изделия в процессе контроля других расчетных профилей. Электрическое взаимодействие элементов устройства осуществляется с помощью блока регистрации 13 для фиксации угловых положений кронштейна 5 и экрана 2 и ЭВМ 14 специализированного или общего типа для обработки результатов измерения и управления ходом процесса контроля.

Устройство работает следующим образом.

Контролируемое изделие 9 закрепляют на валу 8. Генератор 1 фиксируют в заданном положении относительно выбранной системы координат (например полярной с центром на оси изделия). Кронштейн 5 приводят по вращение вокруг изделия 9, а экран 2 - вокруг оси 4. При движении вокруг изделия фотоприемник 6 пересекает отраженный световой луч в тот момент, когда положение прорези и фотоприемника совпадает с направлением отраженного луча, обеспечивая на выходе электрический сигнал, амплитуда которого пропорциональна яркости отраженного светового излучения. Момент пересечения фотоприемником 6 отраженного луча фиксируется с помощью блока регистрации 13 "сигнал-угловой код", регистрирующего положение оси 4 экрана 2 относительно координатной системы, связанной с осью вала 8 изделия 9, и положение прорези 3 и фотоприемника 6 относительно координатной системы, связанной с осью 4 экрана 2. Данные об угловых положениях этих элементов поступают на вычислительное устройство 14, которое рассчитывает координаты центра тяжести светового пятна, направление отраженного луча и координаты точки А принадлежащей поверхности. Затем изделие поворачивают на некоторый фиксированный угол и цикл измерения повторяют.

По окончании замера координат точек профиля, принадлежащих заданному горизонтальному уровню, изделие 9 смещается вдоль оси вала 8 для контроля другого профиля. Контроль носит дискретный характер. Блок 13 осуществляет дискретизацию и квантование видеосигнала, кодирование и формирование слов обмена информацией с ЭВМ 14. Поскольку сигнал о форме пятна сопровождается различными отклонения в виде "бахромы" и изолированных групп точек, то в процессе обработки следует провести коррекцию формы пятна путем их стирания (см.фиг.3,в).

Использование изобретения позволит расширить диапазон изделий, подлежащих контролю, за счет снижения требований к чистоте их поверхности и повысить точность контроля за счет того, что фотоприемник остается перпендикулярен к отраженному лучу на всех этапах его регистрации.

Формула изобретения

УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ПАРАМЕТРОВ КРИВОЛИНЕЙНОЙ ПОВЕРХНОСТИ, содержащее генератор коллимированного светового излучения, последовательно установленные по ходу излучения вал с приводами его вращения вокруг оси и поступательного перемещения вдоль оси, предназначенный для крепления объекта, экран и фотоприемник, и электрически связанные блок регистрации и преобразования информации об угловом положении фотоприемника и вычислительный блок, отличающееся тем, что, с целью повышения точности и расширения номенклатуры контролируемых объектов, оно снабжено кронштейном с приводом его вращения вокруг вала и осью, установленной параллельно оси вала, на которой закреплен экран, выполненный в виде полого цилиндра с щелью вдоль его образующей, фотоприемник размещен в цилиндре напротив щели и выполнен линейным, а экран закреплен на оси с возможностью вращения вокруг нее с угловой скоростью, отличной от угловой скорости вращения вала.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3