Устройство бесконтактного измерения шероховатости поверхностей деталей сложной формы
Устройство бесконтактного измерения шероховатости относится к области машиностроения, в частности к устройствам для контроля шероховатости поверхности изделия. Устройство бесконтактного измерения шероховатости состоит из: корпуса с объективом и осветителем и, размещенной в корпусе оптической системы, связанной с модулем обработки информации. Новым в устройстве является то, что корпус смонтирован с возможностью вращения на штанге, жестко соединенной со стойкой, установленной на основании, при этом на штанге размещен привод вращения, кинематически связанный с корпусом. Достигаемый при этом технический результат - возможность измерения шероховатости различных поверхностей деталей сложной формы без их переустановки в процессе измерения, а также повышения точности измерений за счет возможности создания объемного изображения микрорельефа одной поверхности. 1 с.п. ф-лы, 2 ил.
Полезная модель относится к области машиностроения, в частности к устройствам для контроля шероховатости поверхности изделия.
Известно устройство для контроля шероховатости поверхности изделия [Пат. 
2156955 G01B 5/28. Устройство для контроля шероховатости поверхности изделия. /Поряков И.П., Журавлев С.Д. Опубл. 2000.09.27.]. Устройство содержит оптическую систему, осветители падающего и отраженного излучения и электронный блок. Электронный блок состоит из фотопреобразователей части падающего и отраженного излучения, коммутатора, регистратора, источника питания, аналогово-цифрового преобразователя, микроконтроллера, контроллера интерфейса и энергонезависимого запоминающего устройства. Измерения проводятся в реальном масштабе времени по калибровочным кривым, хранящимся в энергонезависимом запоминающем устройстве за счет вычисления коэффициента отражения вне зависимости от нестабильности излучения осветителя.
Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа является «Устройство для контроля шероховатости поверхности изделия» [Пат. 84533. Российская Федерация, МПК7 G01B 2/30. Устройство бесконтактного определения шероховатости [Текст] / Н.А.Архипова, Ю.А.Афанаскова, В.Я.Дуганов, М.С.Чепчуров; заявитель: БГТУ им. В.Г.Шухова, опубл. 10.07.2009. Бюл. 19.]. Устройство снабжено размещенным в корпусе объективом и установленной за ним матрицей с положительной зарядовой связью (ПЗС), при этом электронный блок состоит из видеоусилителя и контроллера последовательного интерфейса. Объектив с ПЗС-матрицей создает электрический сигнал, отображающий микрорельеф поверхности, который обрабатывается электронным блоком, и информация выводится на экран компьютера в виде объемного изображения.
С конструктивными признаками полезной модели совпадает следующая совокупность признаков прототипа: устройство для бесконтактного измерения шероховатости поверхностей деталей сложной формы содержащее корпус с объективом и осветителем и, размещенную в корпусе оптическую систему, связанную с модулем обработки информации.
Недостатком прототипа является: недостаточная точность измерения из-за невозможности достоверно идентифицировать микрорельеф поверхности детали сложной формы.
Полезная модель направлена на расширение технологических возможностей устройства и повышение точности измерений микронеровностей поверхностей деталей сложной формы.
Сущность полезной модели заключается в том, что устройство для бесконтактного измерения шероховатости поверхностей деталей сложной формы, содержащее корпус с объективом и осветителем и, размещенную в корпусе оптическую систему, связанную с модулем обработки информации, смонтировано с возможностью вращения на штанге, жестко соединенной со стойкой, которая установлена на основании. При этом на штанге размещен привод вращения, кинематически связанный с корпусом.
Целью полезной модели является создание устройства, которое позволит производить измерения шероховатости различных поверхностей деталей сложной формы без их переустановки в процессе измерения, а также повысить точность измерений за счет возможности создания объемного изображения микрорельефа одной поверхности.
Поставленная цель достигается за счет того, что корпус смонтирован с возможностью вращения на штанге, жестко соединенной со стойкой, установленной на основании, при этом на штанге размещен привод вращения, кинематически связанный с корпусом.
Такая конструктивная особенность закрепления корпуса на стойке при наличии привода, дает возможность обеспечить достижение поставленной цели.
Совокупность конструктивных признаков: размещение корпуса с возможностью поворота и осуществление поворота за счет привода, размещенного на штанге, обеспечивает возможность получения объемного изображения микрорельефа одной поверхности за счет того, что при повороте корпуса обеспечивается оценка этого микрорельефа в разных направлениях. Кроме того, эта же совокупность признаков дает возможность контроля шероховатости в одном направлении, но на различных поверхностях одной и той же детали сложной формы.
Сущность полезной модели поясняется графическим изображением. На фиг.1 представлен общий вид устройства, бесконтактного измерения шероховатости поверхностей деталей сложной формы, на фиг.2 показана электрическая схема устройства.
Устройство бесконтактного измерения шероховатости поверхностей содержит корпус 1 с расположенной в нем оптической системой. Оптическая система включает в себя электронный блок 2 электрически связанный с матрицей 3 с положительно-зарядовой связью (ПЗС). В корпусе 1 на его торце установлен объектив 4, а на боковой поверхности - осветитель 5 на основе светодиода. Электронный блок 2 состоит из видеоусилителя 6 и связанного с ним аналогово-цифрового преобразователя 7 (АЦП) с контроллером последовательного действия 8. Электронный блок 2 соединен с последовательным портом компьютера для передачи данных для последующей обработки данных о микрорельефе. Корпус 1 закреплен с возможностью вращения на штанге 9, связанной со стойкой 10, жестко закрепленной на основании 11. Кроме того, на штанге 9 установлен привод 12 (например в виде электродвигателя), кинематически связанный с корпусом 1.
Устройство бесконтактного измерения шероховатости поверхностей деталей сложной формы работает следующим образом.
Световой поток от осветителя 5 падает на контролируемую поверхность и через объектив 4 формирует на поверхности ПЗС-матрицы 3 изображение микрорельефа поверхности изделия. ПЗС-матрица преобразует изображение микрорельефа в электрический сигнал, который обрабатывается электронным блоком 2, содержащим видеоусилитель 6 и АЦП 7 с контроллером последовательного действия 8. Контроллер последовательного действия 8 передает через последовательный порт компьютера информацию об изображении микрорельефа поверхности в компьютер. Далее происходит поворот корпуса 1 на стойке 10, закрепленной на основании 11, при помощи привода 12 на определенный угол. После чего измерения проводятся вновь. Информация о новом измерении заносится в компьютер, где создается объемное изображение микрорельефа с помощью специального программного обеспечения, по фрактальным зависимостям, пересчитывается и идентифицируется микрорельеф, определяется величина микронеровностей на поверхности изделия и отображается на экране ее числовое значение.
Также, при необходимости, можно контролировать шероховатость в одном направлении различных поверхностей деталей сложной формы без переустановки детали, так как при повороте корпуса 1 обеспечивается возможность оценки характера микрорельефа и величины шероховатости поверхностей, находящихся в разных плоскостях друг относительно друга.
Устройство для бесконтактного измерения шероховатости поверхностей деталей сложной формы, содержащее корпус с объективом и осветителем и размещенную в корпусе оптическую систему, связанную с модулем обработки информации, отличающееся тем, что корпус смонтирован с возможностью вращения на штанге, жестко соединенной со стойкой, установленной на основании, при этом на штанге размещен привод вращения, кинематически связанный с корпусом.
