Измерительное устройство для измерения радиуса изгиба и подачи заготовки в гибочном станке

Изобретение относится к области гибки. Измерительное устройство (10) содержит первую каретку (12) для соединения с гибочным станком и для прохода через нее заготовки (M) в процессе изгибания, первая каретка (12) включает основную часть (20), пару опорных элементов (30, 32), установленных на основной части (20), пару измерительных роликов (34, 36), установленных на соответствующей опоре (30, 32) с возможностью свободного вращения относительно соответствующей оси вращения (z1, z2), при этом оси параллельны друг другу и перпендикулярны плоскости изгиба, первые измерительные элементы (50, 52) для выдачи сигналов, характеризующих угловое положение каждого из двух измерительных роликов (34, 36) относительно соответствующих осей вращения (z1, z2), направляющие элементы (28), установленные на основной части (20) и предназначенные для направления опорных элементов (30, 32) по прямой в направлении (y), перпендикулярном и проходящем через оси вращения (z1, z2) измерительных роликов (34, 36), упругие элементы (58) для создания упругой силы, действующей на опорные элементы (30, 32) и стремящейся придвинуть опорные элементы (30, 32) друг к другу и тем самым к изгибаемой заготовке (M) при её продвижении между измерительными роликами (34, 36), с обеспечением их качения, соответственно, по вогнутой поверхности (Si) или выпуклой поверхности (Se) заготовки (M) при её продвижении через первую каретку (12), и позиционирующие средства (66, 68, 74, 76), управляющие положением основной части (20), то есть направляющих элементов (28) относительно изгибаемой заготовки (M) так, что при изгибании с постоянным радиусом изгиба (Ri) касательная (t) к продольной оси (x) заготовки (M) в точке пересечения данной оси (x) с прямым направлением (y) направляющих элементов (28) перпендикулярна данному прямому направлению (y). Упругие элементы (58) содержат по меньшей мере одну пружину, соединенную одним концом с одним опорным элементом (30) и противоположным концом с другим опорным элементом (32) так, что результирующая перпендикулярная сила, действующая со стороны указанных упругих элементов (58) на изгибаемую заготовку (M), равна нулю. Устройство обеспечивает повышение точности измерения. 2 н. и 9 з.п. ф-лы, 9 ил.

 

Объектом данного изобретения является измерительное устройство, предназначенное для использования в гибочном станке для изгибания проводников для сверхпроводящих катушек, служащее для измерения радиуса изгиба и подачи, в частности, после изгибания, изогнутой заготовки, как указано в независимом пункте 1 формулы изобретения. Такое измерительное устройство известно из патента ЕР 0767016 А2.

Известно, что в процессе изгибания в гибочном станке длина заготовки изменяется (как правило, увеличивается, но может также уменьшаться) в результате пластической деформации, которой подвергается заготовка в процессе изгибания. Из этого следует, что во всех областях, где требуется в реальном масштабе времени как можно более точно измерять продвижение заготовки, для управления процессом изгибания, при котором принимаются в расчет реальные параметры измерений, недостаточно устанавливать измерительное устройство, измеряющее подачу заготовки, перед гибочным станком, но необходимо устанавливать измерительные устройства также за гибочным станком, чтобы быть в состоянии измерять реальную подачу заготовки после изгибания. Областью применения, где контроль подачи заготовки имеет решающее значение, является, например, производство сверхпроводящих катушек, предназначенных для использования в термоядерных реакторах. Фактически, эти катушки изготовляют путем изгибания очень длинных проводников, например, длиной порядка нескольких сотен метров, и поэтому недостаточно точный контроль подачи может привести к превышению заданных размеров и установленных геометрических допусков, и, следовательно, к необходимости выбраковки изготовленных катушек, и, как очевидно, к очень значительным экономическим потерям.

Кроме подачи, еще одним фундаментальным параметром процесса изгибания является радиус изгиба. Таким образом, предпочтительно иметь измерительное устройство, позволяющее измерять подачу, в частности, подачу после изгибания заготовки на гибочном станке.

Измерительное устройство согласно вышеупомянутому известному документу ЕР 0767016 А2 содержит: опорную структуру; два измерительных ролика, установленных на соответствующих подвижных элементах, чтобы они могли свободно вращаться относительно соответствующих осей, параллельных друг другу и перпендикулярных плоскости изгиба; два аналого-цифровых преобразователя, каждый из которых связан с соответствующим измерительных роликом и служит для измерения углового положения каждого измерительного ролика относительно соответствующей оси вращения; две линейных направляющих для направления подвижных элементов по прямой, перпендикулярной оси вращения измерительных роликов; две пружины, каждая из которых установлена между опорной структурой и соответствующим подвижным элементом и предназначена для прижатия измерительного ролика на данном подвижном элементе соответственно к выпуклой поверхности и к вогнутой поверхности заготовки; линейный датчик, предназначенный для измерения расстояния между выпуклой и вогнутой поверхностями заготовки; и два направляющих ролика, установленных на концах соответствующих рычагов опорного элемента, ориентированных параллельно направляющим роликам и расположенных на противоположных сторонах линейных направляющих, и находящихся в непрерывном контакте с вогнутой поверхностью заготовки для обеспечения правильного положения опорной структуры, и, следовательно, линейных направляющих относительно заготовки. Контакт направляющих роликов с вогнутой поверхностью заготовки обеспечивается тем, что упругая сила, создаваемая пружиной, действующей на подвижный элемент, на котором установлен измерительный ролик, контактирующий с выпуклой поверхностью заготовки, больше упругой силы, создаваемой другой пружиной. Иными словами, измерительный ролик, контактирующий с выпуклой поверхностью заготовки, также выполняет функцию опорного ролика, который давит на заготовку с другой стороны, противоположной стороне, на которую воздействуют два направляющих ролика, и, таким образом, обеспечивается правильное положение опорной структуры относительно заготовки.

Основной недостаток данного технического решения заключается в том, что перпендикулярная сила, создаваемая измерительным роликом, находящимся в контакте с выпуклой поверхностью заготовки, заставляет последнюю изгибаться, по меньшей мере, упруго, что приводит к изменению кривизны заготовки (причем, чем меньше модуль изгиба заготовки, тем больше степень изменения кривизны) как раз в той части заготовки, где производится измерение изгиба измерительными роликами. Это приводит к снижению точности измерений.

Цель настоящего изобретения заключается в создании измерительного устройства, предназначенного для измерения радиуса изгиба и подачи, в частности, подачи после изгибания заготовки в процессе изгибания на гибочном станке, обеспечивающего более высокую точность измерений, чем в вышеописанном устройстве известного уровня техники.

Эта и другие цели настоящего изобретения полностью достигаются с помощью измерительного устройства, отличительные признаки которого описаны в независимом пункте 1 прилагаемой формулы изобретения.

Другие отличительные признаки данного изобретения представлены в зависимых пунктах формулы изобретения, содержание которых является составной и неотъемлемой частью приведенного ниже описания.

В целом, настоящее изобретение предлагает измерительное устройство, содержащее первую каретку, два измерительных ролика, установленных на соответствующих опорных элементах таким образом, чтобы они могли свободно вращаться относительно соответствующих осей вращения, параллельных друг другу; направляющие элементы, установленные на первой каретке и предназначенные для обеспечения прямолинейного движения опорных элементов по прямым, перпендикулярным и пересекающим соответствующие оси вращения измерительных роликов; упругий элемент, служащий для создания упругой силы, действующей на опорные элементы и прижимающей их друг к другу, и, таким образом, прижимающей каждый измерительный ролик, соответственно, к выпуклой поверхности и вогнутой поверхности заготовки, подаваемой между измерительными роликами; первый измерительный элемент, служащий для выдачи сигнала, характеризующего угловое положение каждого из измерительных роликов относительно соответствующей оси вращения, и второй измерительный элемент, служащий для выдачи сигнала, характеризующего расстояние между осями вращения измерительных роликов; причем указанный упругий элемент представляет собой одну или несколько пружин, один край каждой из которых соединен с одним из двух опорных элементов, а противоположный край соединен с другим опорным элементом. Благодаря такому устройству пружины (пружин) в измерительном устройстве согласно настоящему изобретению контактные усилия, возникающие при взаимодействии измерительных роликов с заготовкой, всегда равны друг другу. Иными словами, не образуется результирующая перпендикулярная сила, способная вызвать деформацию заготовки, и, следовательно, создать погрешности измерения, которые в вышеописанной известной системе возникают в количестве двух вследствие деформации заготовки при воздействии результирующей перпендикулярной силы.

Согласно еще одному аспекту настоящего изобретения, первая каретка также содержит маркировочное устройство, предназначенное для нанесения на заготовку оптически обнаруживаемой метки; кроме того, измерительное устройство также содержит вторую каретку, оборудованную устройством оптического обнаружения для обнаружения метки, нанесенной на заготовку маркировочным устройством, причем первая и вторая каретки удерживаются удерживающим средством на заданном фиксированном расстоянии друг от друга, замеряемом вдоль заготовки, т.е. в направлении (прямолинейном или по кривой), параллельном продольной оси самой заготовки.

Благодаря удерживающему средству, которое позволяет с большой точностью сохранять заданное фиксированное расстояние в направлении вдоль заготовки между маркировочным устройством и устройством оптического обнаружения, можно, например, произвести сброс показаний подачи после изгибания, выдаваемых первым измерительным элементом, в случае обнаружения устройством оптического обнаружения метки, нанесенной маркировочным устройством, поскольку фактическая подача заготовки после изгибания равна заданному фиксированному расстоянию между маркировочным устройством и устройством оптического обнаружения. Таким образом, погрешности измерения (хотя и очень незначительные), вносимые первым измерительным элементом при каждом повороте на 360° измерительных роликов, которые, таким образом, суммируются при каждом последующем повороте, практически полностью обнуляются с интервалами подачи заготовки после изгибания, которые равны вышеуказанному заданному фиксированному расстоянию. Это предотвращает накопление погрешностей, создаваемых первым измерительным элементом при каждом вращении, на значительной длине заготовок, например, проводников, используемых при изготовлении сверхпроводящих катушек, что могло бы приводить к недопустимой финальной погрешности по измерению подачи после изгибания.

Еще один принцип настоящего изобретения, то есть удержание маркировочного устройства и оптического устройства обнаружения на заданном фиксированном расстоянии друг от друга с помощью удерживающего средства, также может использоваться и в измерительных устройствах для измерения подачи заготовки после изгибания, являющимися измерительными устройствами других типов, отличных от измерительного устройства согласно настоящему изобретению, например, в измерительном устройстве, содержащем один измерительный ролик, находящийся в контакте с выпуклой поверхностью заготовки, и измерительное средство для определения углового положения указанного измерительного ролика относительно его оси вращения.

Дальнейшие отличительные признаки и преимущества настоящего изобретения станут более понятны после ознакомления с приведенным ниже его подробным описанием, приводимым исключительно в качестве неограничивающего примера осуществления, со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых:

Фиг. 1 - перспективное изображение измерительного устройства в целом согласно одному из возможных вариантов осуществления настоящего изобретения;

Фиг. 2 - перспективное изображение первой каретки измерительного устройства, показанного на Фиг. 1 (крышка удалена для облегчения понимания);

Фиг. 3 - перспективное изображение первой каретки измерительного устройства, показанного на Фиг. 1, в разрезе по поперечной плоскости (плоскости, проходящей в направлении направляющих элементов первой каретки и перпендикулярной плоскости, в которой лежит продольная ось изгибаемой заготовки);

Фиг. 4 - вид в плане с частичным разрезом первой каретки измерительного устройства, показанного на Фиг. 1, в состоянии, при котором заготовка не согнута;

Фиг. 5 - вид в плане с частичным разрезом первой каретки измерительного устройства, показанного на Фиг. 1, в состоянии, при котором производится изгибание заготовки;

Фиг. 6 - вид сбоку первой каретки измерительного устройства, показанного на Фиг. 1, с частичным разрезом по поперечной плоскости;

Фиг. 7 - схематичное представление параметров, используемых представленным на Фиг. 1 измерительным устройством при расчете радиуса изгиба;

Фиг. 8 - перспективное изображение второй каретки измерительного устройства, показанного на Фиг. 1;

Фиг. 9 - вид в плане с частичным разрезом второй каретки измерительного устройства, показанного на Фиг. 1, в состоянии, при котором производится изгибание заготовки.

На Фиг. 1 показано измерительное устройство 10 для измерения радиуса изгиба и подачи (в частности, подачи после изгибания) заготовки М (например, проводника для сверхпроводящих катушек), изгибание которой производится на гибочном станке (показан только частично на Фиг. 1). Измерительное устройство 10, в основном, содержит первую каретку 12 (изображена подробно на Фиг. 2-6) и вторую каретку 14 (изображена подробно на Фиг. 8 и 9), установленные в показанной последовательности в направлении подачи заготовки М при ее изгибании. Первая каретка 12 соединена, например, тягой 16 (или, в качестве варианта, не показанными на чертежах двумя поперечными направляющими), с гибочным станком, а вторая каретка 14 соединена с первой кареткой 12 удерживающим средством, служащим для удержания указанных кареток на заданном фиксированном расстоянии друг от друга, измеренном в направлении вдоль заготовки, т.е. в направлении (прямолинейном или по кривой), параллельном продольной оси (x) заготовки М. Как будет более подробно объяснено ниже, в качестве удерживающего средства предпочтительно используется стальная лента 18, своим первым концом прикрепленная к первой каретке 12, а своим противоположным концом - ко второй каретке 14, таким образом, чтобы оставаться в контакте с выпуклой поверхностью Se заготовки М. Итак, заготовка М, выходящая из гибочного станка, проходит последовательно через первую каретку 12 и через вторую каретку 14.

Как показано на Фиг. 2-6, первая каретка 12 содержит, во-первых, основную часть 20, прикрепленную к концу тяги 16, противоположный конец которой прикреплен к гибочному станку. Основная часть 20 содержит основание 22 (которое может состоять из двух половинчатых пластин 22а, 22b, разделенных пазом 24, как показано на Фиг. 6) и верхнюю пластину 26 (предпочтительно, также состоящую из двух половин, отделенных друг от друга). Основание 22 и верхняя пластина 26 установлены параллельно друг другу и при работе измерительного устройства проходят параллельно плоскости (далее называемой плоскостью изгиба), в которой лежит ось (x) заготовки М. В варианте исполнения, показанном на прилагаемых чертежах, плоскость изгиба является горизонтальной плоскостью, но она может иметь и другую ориентацию. Расстояние между двумя пластинами 22 и 26 выбирается таким образом, чтобы заготовка М могла проходить между ними.

На основной части 20 (возможно, но не обязательно, на верхней пластине 26 основной части 20) установлены две направляющие 28, проходящие параллельно прямому направлению (у). На направляющих 28 установлены два опорных элемента 30, таким образом, что они могут скользить, перемещаясь в направлении (у). На опорных элементах 30 и 32 установлены с возможностью вращения соответствующие измерительные ролики 34 и 36, оси вращения z1 и z2 которых проходят параллельно друг другу в плоскости, параллельной направлению (y) и перпендикулярной плоскости изгиба. Говоря более конкретно, измерительный ролик 34 (называемый далее первым измерительным роликом) установлен на опоре 30 (называемой далее первой опорой) с возможностью свободного вращения относительно оси вращения z1 (называемой далее первой осью вращения), а измерительный ролик 36 (называемый далее вторым измерительным роликом) установлен на опоре 32 (называемой далее второй опорой) с возможностью свободного вращения относительно оси вращения z2 (называемой далее второй осью вращения). В варианте исполнения, показанном на прилагаемых чертежах, в котором плоскость изгиба является горизонтальной, первая и вторая оси вращения z1 и z2 расположены вертикально.

Как показано, частности, на Фиг. 3 и 6, в рассматриваемом варианте исполнения первый измерительный ролик 34 установлен на первом валу 38, который приводит его во вращение. Первый вал 38 входит в сквозное отверстие 40 первой опоры 30 и установлен с возможностью вращения относительно первой оси вращения z1 на первой паре подшипников 42. Второй измерительный ролик 36 установлен на втором валу 44, который приводит его во вращение. Второй вал 44 входит в сквозное отверстие 46 второй опоры 32 и установлен с возможностью вращения относительно второй оси вращения z2 на второй паре подшипников 48. Как первый измерительный ролик 34, так и второй измерительный ролик 36 установлены на нижних торцах своих соответствующих валов 38 и 88, проходящих вниз сквозь соответствующие опорные элементы 30 и 32. Таким образом, измерительные ролики 34 и 36 расположены в полости между основанием 22 и верхней пластиной 26 основной части 20.

Первая каретка 12 также содержит первые измерительные элементы, предназначенные для выдачи сигналов, характеризующих угловое положение каждого из двух измерительных роликов 34, 36 относительно соответствующих осей вращения z1, z2. В качестве данных первых измерительных элементов, предпочтительно, используются два аналого-цифровых преобразователя 50, 52, каждый из которых непосредственно или косвенно связан с соответствующим измерительным роликом 34, 36. Более конкретно, в рассматриваемом варианте исполнения (как можно увидеть, например, из Фиг. 3 и 6), аналого-цифровой преобразователь 50 (далее называемый первым аналого-цифровым преобразователем) установлен на первой опоре 30 и соединен, например, с помощью первого соединения 54, с верхним торцом первого вала 38, таким образом, чтобы обеспечивать измерение углового положения первого измерительного ролика 34 относительно первой оси вращения z1. Аналого-цифровой преобразователь 52 (далее называемый вторым аналого-цифровым преобразователем) установлен на второй опоре 32 и соединен, например, с помощью второго соединения 56, с верхним торцом второго вала 44, таким образом, чтобы обеспечивать возможность измерения углового положения второго измерительного ролика 36 относительно второй оси вращения z2. Оба вала 38 и 44, а также оба измерительных ролика 34 и 36 и оба аналого-цифровых преобразователя 50 и 52, таким образом, соединены с соответствующими опорными элементами 30 и 32 с возможностью скольжения в направлении (y) по направляющим 28.

Первая каретка 12 также содержит упругие элементы, служащие для создания упругой силы, действующей на два опорных элемента 30 и 32, которая стремится придвинуть данные опорные элементы друг к другу. С помощью данных упругих элементов два измерительных ролика 34 и 36 прижимаются, соответственно, к вогнутой поверхности Si и выпуклой поверхности Se изгибаемой заготовки М, когда данная заготовка проходит между измерительными роликами, и, таким образом, каждый из этих роликов катится по соответствующей поверхности заготовки. Как показано, в частности, на Фиг. 2, в рассматриваемом варианте осуществления настоящего изобретения указанные упругие элементы представляют собой две пружины 58, например, цилиндрические винтовые пружины, каждая из которых своими противоположными концами упирается в два опорных элемента 30 и 32, и проходит, например, в направлении, параллельном направлению (y). В результате того, что данные пружины 58 своими противоположными концами упираются в два опорных элемента 30 и 32, каждая из них создает упругую силу, действующую на первую опору 30, которая равна противоположно направленной упругой силе, действующей на вторую опору 32. Таким образом, пружины 58 не создают какую-либо результирующую перпендикулярную силу, действующую на заготовку М при ее изгибании.

Первая каретка 12 также содержит второе измерительное средство, служащее для выдачи сигнала, характеризующего расстояние между осями вращения z1 и z2 двух измерительных роликов 34 и 36, и, следовательно, поперечный размер заготовки М в точках контакта с двумя измерительными роликами 34 и 36. Данным вторым измерительным средством может являться, например, индуктивный датчик перемещений 60 (Фиг. 2), который измеряет расстояние между двумя опорными элементами 62 и 64, один из которых закреплен на первой опоре 30 на заданном расстоянии от первой оси вращения z1, а второй закреплен на второй опоре 32 на заданном расстоянии от второй оси вращения z2.

Первая каретка 12 также содержит первые позиционирующие средства, управляющие положением основной части 20, и, следовательно, направления (y) направляющей 28 относительно изгибаемой заготовки М, в результате чего при изгибании с постоянным радиусом изгиба касательная (прямая (t) на Фиг. 5) к продольной оси (x) заготовки в точке пересечения данной оси с направлением (у) перпендикулярна данному направлению. В данном варианте осуществления, как можно увидеть, в частности, на Фиг. 2, 4 и 5, данные позиционирующие средства содержат первую пару направляющих роликов 66 и 68, которые расположены перед двумя измерительными роликами 34 и 36 (или за ними) и установлены на основной части 20 таким образом, что могут свободно вращаться относительно соответствующих осей вращения, параллельных осям вращения z1 и z2 измерительных роликов. Ось вращения направляющего ролика 66 зафиксирована относительно основной части 20, в то время как направляющий ролик 68 упруго прижимается в сторону направляющего ролика 66 пружинным прижимающим механизмом 70. Прижимающий механизм 70 действует в направлении сближения осей вращения направляющих роликов 66 и 68, воздействуя на опору 72, на которой установлен с возможностью вращения направляющий ролик 68; опора 72 шарнирно установлена на основной части 20 и может поворачиваться относительно оси, расположенной на расстоянии от вышеуказанного направления. Предпочтительно, позиционирующие средства также содержат вторую пару направляющих роликов 74 и 76, установлены на основной части 20 таким образом, что могут свободно вращаться относительно соответствующих осей вращения, параллельных осям вращения z1 и z2 измерительных роликов. Ось вращения направляющего ролика 74 зафиксирована относительно основной части 20, в то время как направляющий ролик 76 упруго прижимается в сторону направляющего ролика 74 пружинным прижимающим механизмом 78. Прижимающий механизм 78 действует в направлении сближения осей вращения направляющих роликов 74 и 76, воздействуя на опору 80, на которой установлен с возможностью вращения направляющий ролик 76; опора 80 шарнирно установлена на основной части 20 и может поворачиваться относительно оси, расположенной на расстоянии от вышеуказанного направления. Предпочтительно, оси вращения первой пары направляющих роликов 66 и 68 расположены на таком же расстоянии, что и оси вращения второй пары направляющих роликов 74 и 76, от поперечной плоскости, проходящей по оси (y) перпендикулярно касательной (t).

Изгибаемая заготовка М, подаваемая через первую каретку 12, проходит последовательно по порядку между первой парой направляющих роликов 66 и 68, затем между двумя измерительными роликами 34 и 36, и между второй парой направляющих роликов 74 и 76. В результате воздействия упругих элементов (прижимающего механизма 70 первой пары направляющих роликов 66 и 68, пружин 58 двух измерительных роликов 34 и 36, и прижимающего механизма 78 второй пары направляющих роликов 68), связанных с роликами, ролики находятся в контакте с вогнутой поверхностью Si и выпуклой поверхностью Se изгибаемой заготовки М. Как можно заметить из сравнения Фиг. 4 и 5, на которых изображены, соответственно, состояние устройства, при котором изгибание заготовки не происходит, и состояние, при котором заготовка изгибается, соответственно, двумя парами направляющих роликов 66, 68 и 74, 76, обеспечивающих правильное позиционирование, как было указано выше, первой каретки 12 относительно заготовки М, в то время как два измерительных ролика 34 и 36 смещаются в направлении (y) в зависимости от радиуса изгиба заготовки.

Измерение подачи, в частности, подачи после изгибания, и измерение радиуса изгиба с помощью вышеописанного измерительного устройства производится следующим образом.

Поскольку радиус измерительных роликов 34 и 36 известен, измерение с помощью аналого-цифровых преобразователей 50 и 52 угла поворота данных роликов позволяет рассчитать подачу заготовки как на вогнутой поверхности Si (с помощью измерительного ролика 34 и аналого-цифрового преобразователя 50), так и на выпуклой поверхности Se (с помощью измерительного ролика 36 и аналого-цифрового преобразователя 52). Среднее арифметическое данных двух измерений дает нам величину подачи заготовки М по ее продольной оси (x).

Что касается измерения радиуса изгиба, то приведенная на Фиг. 7 схема показывает, что измерение (с помощью первого измерительного ролика 34 и соответствующего аналого-цифрового преобразователя 50) подачи (Ci) заготовки М на вогнутой поверхности Si и измерение (с помощью второго измерительного ролика 36 и соответствующего аналого-цифрового преобразователя 52) подачи (Се) заготовки М на выпуклой поверхности Se, а также измерение с помощью индуктивного датчика перемещений 60 расстояния между осями измерительных роликов 34 и 36, и, следовательно, поперечного размера (А) заготовки М позволяет определить радиус изгиба Ri, по следующей формуле:

Ri=A/(Ce/Ci-1)

Первая каретка 12 содержит также маркировочное устройство 82 (Фиг. 2 и 3), служащее для нанесения оптически обнаруживаемой метки на поверхность (в рассматриваемом примере, на выпуклую поверхность Se) изгибаемой заготовки М. Маркировочное устройство 82, только частично и схематично показанное на чертежах, само по себе является устройством известного типа, и поэтому не будет рассматриваться подробно.

Метка, нанесенная маркировочным устройством 82 на заготовку М, обнаруживается оптическим устройством обнаружения 84, установленным на основной части второй каретки 14. Как было указано выше, вторая каретка 14 соединена с первой кареткой 12 удерживающим средством (стальной лентой 18), служащим для удержания данной каретки на заданном расстоянии, измеренном в направлении, параллельном продольной оси (x) заготовки М.

Как показано на Фиг. 8 и 9, вторая каретка 14 содержит основную часть 86, на которой, помимо вышеупомянутого оптического устройства обнаружения 84, установлены позиционирующие средства, служащие для позиционирования основной части 86, и, следовательно, оптического устройства обнаружения 84, относительно изгибаемой заготовки М, таким образом, чтобы оптическая ось (yo) оптического устройства обнаружения 84 при изгибании с постоянным радиусом изгиба была практически перпендикулярна касательной (t) к продольной оси (x) заготовки в точке пересечения данных двух осей. Как и в первой каретке 12, позиционирующие средства второй каретки 14 также содержат пару направляющих роликов 88 и 90. Направляющие ролики 88 и 90 установлены на основной части 86, таким образом, что они могут свободно вращаться относительно соответствующих стационарных осей вращения, расположенных перпендикулярно плоскости изгиба. Кроме того, направляющие ролики 88 и 90 упираются в вогнутую поверхность Si (или, в качестве варианта, в выпуклую поверхность Se) изгибаемой заготовки М. Позиционирующие средства также содержат, по меньшей мере, далее содержит по меньшей мере, один пружинный уравновешивающий элемент 92, который упирается в противоположную сторону заготовки. В рассматриваемом варианте осуществления, показанном на Фиг. 9, имеются два уравновешивающих элемента 92, выполненные в виде скользящих опор, но в других вариантах также может быть предусмотрен лишь один уравновешивающий элемент, и/или один уравновешивающий элемент, выполненный в виде ролика.

Поскольку предусмотрено оптическое устройство обнаружения, установленное на заданном фиксированном расстоянии, замеренном параллельно продольной оси заготовки, от маркировочного устройства, которое может обнаруживать метку, нанесенную маркировочным устройством на изгибаемую заготовку, измерительное устройство способно обнаруживать с высокой точностью интервалы подачи после изгибания, равные вышеуказанному расстоянию, и, таким образом, обеспечивается возможность повышения точности измерения подачи после изгибания, в частности, для очень длинных заготовок.

Как уже было указано выше, данный дополнительный принцип настоящего изобретения, а именно, удержание маркировочного устройства и оптического устройства обнаружения на заданном фиксированном расстоянии друг от друга с помощью удерживающего средства, также может использоваться в измерительных устройствах для измерения подачи заготовки после изгибания, предназначенных для измерения подачи заготовки после изгибания, являющимися измерительными устройствами других типов, отличных от измерительного устройства согласно настоящему изобретению, описанного со ссылками на Фиг. 2-7, например, в измерительном устройстве, содержащем один измерительный ролик, находящийся в контакте с вогнутой или выпуклой поверхностью заготовки, и измерительными средствами для определения углового положения указанного измерительного ролика относительно его оси вращения.

Разумеется, при сохранении неизменности принципа настоящего изобретения, возможны изменения и модификации конструкции, отличающиеся от описанной выше в качестве неограниченного примера, без выхода за пределы объема правовой охраны, определяемого прилагаемой ниже формулой изобретения.

1. Измерительное устройство (10) для измерения подачи (Ci, Ce) заготовки (M) при её изгибании в заданной плоскости изгиба с помощью гибочного станка, содержащее первую каретку (12), предназначенную для соединения с гибочным станком и для прохода через нее заготовки (M) в процессе изгибания, причем первая каретка (12) имеет

основную часть (20),

пару опорных элементов (30, 32), установленных на основной части (20),

пару измерительных роликов (34, 36), каждый из которых установлен на соответствующей опоре (30, 32) с возможностью свободного вращения относительно соответствующей оси вращения (z1, z2), при этом оси вращения (z1, z2) измерительных роликов (34, 36) параллельны друг другу и перпендикулярны плоскости изгиба,

первые измерительные элементы (50, 52), предназначенные для выдачи сигналов, характеризующих угловое положение каждого из двух измерительных роликов (34, 36) относительно соответствующих осей вращения (z1, z2),

направляющие элементы (28), установленные на основной части (20) и предназначенные для направления опорных элементов (30, 32) по прямой в направлении (y), перпендикулярном и проходящем через оси вращения (z1, z2) измерительных роликов (34, 36),

упругие элементы (58), предназначенные для создания упругой силы, действующей на опорные элементы (30, 32) и стремящейся придвинуть опорные элементы (30, 32) друг к другу и тем самым каждый измерительный ролик (34, 36) к изгибаемой заготовке (M) при её продвижении между измерительными роликами (34, 36), с обеспечением их качения, соответственно, по вогнутой поверхности (Si) или выпуклой поверхности (Se) заготовки (M) при её продвижении через первую каретку (12), и

позиционирующие средства (66, 68, 74, 76), управляющие положением основной части (20) и направляющих элементов (28) относительно изгибаемой заготовки (M) так, что при изгибании с постоянным радиусом изгиба (Ri) касательная (t) к продольной оси (x) заготовки (M) в точке пересечения данной оси (x) с прямым направлением (y) направляющих элементов (28) перпендикулярна данному прямому направлению (y);

причем указанные упругие элементы (58) содержат по меньшей мере одну пружину, соединенную одним концом с одним опорным элементом (30) и противоположным концом с другим опорным элементом (32) так, что результирующая перпендикулярная сила, действующая со стороны указанных упругих элементов (58) на изгибаемую заготовку (M), равна нулю.

2. Измерительное устройство по п. 1, в котором указанные упругие элементы (58) выполнены в виде пары цилиндрических винтовых пружин, расположенных параллельно указанному прямому направлению (y).

3. Измерительное устройство по п. 1, в котором указанные первые измерительные элементы (50, 52) выполнены в виде пары аналого-цифровых преобразователей, каждый из которых связан с соответствующим измерительным роликом (34, 36).

4. Измерительное устройство по п. 1, в котором первая каретка (12) содержит второе измерительное средство (60), предназначенное для выдачи сигнала, характеризующего расстояние между осями вращения (z1, z2) измерительных роликов (34, 36).

5. Измерительное устройство по п. 4, в котором указанное второе измерительное средство (60) содержит индуктивный датчик перемещений, предназначенный для измерения расстояния между парой опорных элементов (62, 64), каждый из которых установлен на соответствующей опоре (30, 32).

6. Измерительное устройство по п. 1, в котором указанные позиционирующие средства (66, 68, 74, 76) содержат первую пару направляющих роликов (66, 68) и вторую пару направляющих роликов (74, 76), установленных, соответственно, перед измерительными роликами (34, 36) и за ними на основной части (20) так, что они способны свободно вращаться относительно соответствующих осей, параллельных осям вращения (z1, z2) измерительных роликов (34, 36).

7. Измерительное устройство по п. 6, в котором каждая из указанных первой пары направляющих роликов (66, 68) и второй пары направляющих роликов (74, 76) содержит первый направляющий ролик (66, 74), ось вращения которого зафиксирована относительно основной части (20), и второй направляющий ролик (68, 76), упруго прижимаемый в сторону первого направляющего ролика (66, 74) пружинным прижимающим механизмом (70).

8. Измерительное устройство по п. 1, которое дополнительно содержит вторую каретку (14), через которую проходит изгибаемая заготовка (M), расположенная за первой кареткой (12), и удерживающее средство (18), которое соединяет первую каретку (12) и вторую каретку (14) друг с другом, удерживая вторую каретку на заданном фиксированном расстоянии, измеренном вдоль изгибаемой заготовки (M), при этом первая каретка (12) содержит маркировочное устройство (82), предназначенное для нанесения оптически обнаруживаемой метки на изгибаемую заготовку (M), а вторая каретка (14) содержит устройство оптического обнаружения (84), предназначенное для обнаружения метки, нанесенной указанным маркировочным устройством (82) на изгибаемую заготовку (M).

9. Измерительное устройство по п. 6, в котором указанное удерживающее средство (18) выполнено в виде стальной ленты заданной длины, одним концом прикрепленной к первой каретке (12), а вторым концом прикрепленной ко второй каретке (14) так, что указанная лента находится в контакте с выпуклой поверхностью (Se) изгибаемой заготовки (M).

10. Измерительное устройство (10) для измерения подачи (Ci, Ce) заготовки (M) при её изгибании в заданной плоскости изгиба с помощью гибочного станка, содержащее:

первую каретку (12), соединенную с гибочным станком;

вторую каретку (14), соединенную с первой кареткой (12) и расположенную за ней так, что при изгибании выходящая из гибочного станка заготовка (М) последовательно проходит через указанные первую и вторую каретки (12, 14); и

удерживающее средство (18), соединяющее первую каретку (12) и вторую каретку (14) друг с другом, удерживая их на измеренном по изгибаемой заготовке (M) заданном фиксированном расстоянии друг от друга;

причем первая каретка (12) содержит по меньшей мере один измерительный ролик (34, 36), установленный с возможностью свободного вращения относительно оси вращения (z1, z2), перпендикулярной плоскости изгиба, и находящийся в контакте с вогнутой поверхностью (Si) или выпуклой поверхностью (Se) изгибаемой заготовки (M), измерительное средство (50, 52), предназначенное для выдачи сигнала, характеризующего угловое положение указанного по меньшей мере одного измерительного ролика (34, 36) относительно его оси вращения (z1, z2), и маркировочное устройство (82), предназначенное для нанесения оптически обнаруживаемой метки на изгибаемую заготовку (M), при этом вторая каретка (14) содержит устройство оптического обнаружения (84), предназначенное для обнаружения метки, нанесенной указанным маркировочным устройством (82) на изгибаемую заготовку (M).

11. Измерительное устройство по п. 10, в котором указанное удерживающее средство (18) представляет собой стальную ленту заданной длины, одним своим концом прикрепленную к первой каретке (12), а другим своим концом прикрепленную ко второй каретке (14) так, что указанная лента находится в контакте с выпуклой поверхностью (Se) изгибаемой заготовки (M).



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к гибке металла, а именно к гибочному станку с матрицей и контрматрицей для правосторонней и левосторонней гибки удлиненной детали. Станок содержит роликовую матрицу (1; 31), которая приводится в действие валом (0) двигателя, и первую контрматрицу (25), установленную на опорном элементе (19), поворачиваемом на головке (11), установленной на ползуне (8), который выполнен с возможностью приведения в действие для перемещения первой контрматрицы (25) относительно роликовой матрицы (1; 31).

Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к устройствам для формования вытяжкой удлиненной металлической заготовки при повышенных температурах, например, титана и его сплавов.

Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к гибочным машинам. Для размещения заготовки предусмотрены опорные ролики с приводами их перемещения.

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано для роликового формования листового металла. Варианты устройства позволяют формовать балку из листового материала в любом из вертикального, горизонтального направления или комбинации направлений.

Изобретение относится к области обработки металлов давлением и может быть использовано для непрерывной гибки удлиненной заготовки с переменным радиусом кривизны.

Изобретение относится к области обработки металлов давлением и может быть использовано при изготовлении гнутых пружинных элементов из полосы пружинной стали. .

Изобретение относится к производству длинномерных цилиндрических изделий, в частности к производству калиброванной стали и проволоки. .

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при производстве гнутых тонкостенных профилей Т-образного сечения из металлической полосы, в частности потолочных профилей с полыми стенками.

Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к инструменту трубоформовочных станов. .

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для гибки профилей роликами. .

Изобретение относится к области гибки. Измерительное устройство содержит первую каретку для соединения с гибочным станком и для прохода через нее заготовки в процессе изгибания, первая каретка включает основную часть, пару опорных элементов, установленных на основной части, пару измерительных роликов, установленных на соответствующей опоре с возможностью свободного вращения относительно соответствующей оси вращения, при этом оси параллельны друг другу и перпендикулярны плоскости изгиба, первые измерительные элементы для выдачи сигналов, характеризующих угловое положение каждого из двух измерительных роликов относительно соответствующих осей вращения, направляющие элементы, установленные на основной части и предназначенные для направления опорных элементов по прямой в направлении, перпендикулярном и проходящем через оси вращения измерительных роликов, упругие элементы для создания упругой силы, действующей на опорные элементы и стремящейся придвинуть опорные элементы друг к другу и тем самым к изгибаемой заготовке при её продвижении между измерительными роликами, с обеспечением их качения, соответственно, по вогнутой поверхности или выпуклой поверхности заготовки при её продвижении через первую каретку, и позиционирующие средства, управляющие положением основной части, то есть направляющих элементов относительно изгибаемой заготовки так, что при изгибании с постоянным радиусом изгиба касательная к продольной оси заготовки в точке пересечения данной оси с прямым направлением направляющих элементов перпендикулярна данному прямому направлению. Упругие элементы содержат по меньшей мере одну пружину, соединенную одним концом с одним опорным элементом и противоположным концом с другим опорным элементом так, что результирующая перпендикулярная сила, действующая со стороны указанных упругих элементов на изгибаемую заготовку, равна нулю. Устройство обеспечивает повышение точности измерения. 2 н. и 9 з.п. ф-лы, 9 ил.

Наверх