Измеритель шероховатости поверхности плоских изделий

Полезная модель относится к измерительной технике и может быть использована при изготовлении измерителей шероховатости, используемых в производстве древесных материалов, в частности, древесных плит. Технической задачей полезной модели является расширение технических возможностей измерителя шероховатости, повышение точности получаемых измерений и оперативности их получения, а также исключение трудоемких работ в процессе получения необходимой цифровой информации. Измеритель шероховатости поверхности плоских изделий 1, включающий корпус 2 с основанием 3, каретку 4, направляющие 5 для каретки 4, смонтированное на каретке 4 ощупывающее устройство 6, содержащее базовый рычаг 7 с плоским щупом 8 и измерительный рычаг 9 с точечным щупом 10, преобразователь 11 перемещения точечного щупа 10 и привод 12 - снабжен микропроцессорным блоком 13 обработки информации, устройством индикации 14, кнопками управления 15, цифровым выходом 16, источником питания 17, зарядным устройством 18. Направляющие 5 совмещены с основанием 3 корпуса 2, базовый 7 и измерительный 9 рычаги смонтированы на разных осях. Ось 19 базового рычага 7 смонтирована на каретке 4, а ось 20 измерительного рычага 9 смонтирована на базовом рычаге 7, причем базовый рычаг 7 подпружинен относительно каретки 4, измерительный рычаг 9 подпружинен относительно базового рычага 7, а плоский щуп 8 выполнен плавающим посредством установки его на горизонтальной оси 21, параллельной плоскости основания 3. Во время движения ощупывающего устройства 6 по исследуемой поверхности базовый рычаг 7 с плоским пупом 8 движется прямолинейно по профилю поверхности, характеризующему

волнистость, выполняя роль фильтра шероховатости, исключая при этом составляющую волнистости из исходного профиля. Вертикальное перемещение точечного щупа 10 через измерительный рычаг 9 передается на преобразователь 11 перемещения в электрический сигнал. С преобразователя 11 перемещения непрерывный электрический сигнал, пропорциональный значению вертикального перемещения точечного щупа 10, т.е. пропорциональный шероховатости поверхности изделия 1, передается в микропроцессорный блок 13 обработки информации. По окончании измерения (через 100-130 с.) на устройстве индикации 14 высвечиваются обозначения параметров шероховатости и их численные значения. 3 п. ф-лы, 1 нез. п. фиг.1.

Полезная модель относится к измерительной технике и может быть использована при изготовлении измерителей шероховатости, используемых в производстве древесных материалов, в частности, древесных плит.

Известен профилограф модели 2890 М (Техническое описание и инструкция по эксплуатации, ВНИИдрев, Балабаново, 1988). Профилометр включает измерительное устройство с первичным преобразователем, прибор показывающий с индуктивным преобразователем модели 276, самопишущий прибор модели Н3031 и комплект одноштриховых контрольных мер.

Недостатком известного устройства является отсутствие цифровой информации о шероховатости поверхности исследуемых материалов. Получение необходимой информации осуществляется путем трудоемкой обработки результатов, выдаваемых самопишущим прибором, что не может обеспечить высокую точность измеряемых параметров шероховатости.

Известно также устройство для контроля качества поверхности древесностружечных плит. Известное устройство включает корпус с основанием, каретку, направляющие для каретки, смонтированное на каретке ощупывающее устройство, содержащее базовый рычаг с плоским

перемещения и привод (Патент РФ па изобретение №1796458, МКИ В 27 N 3/00, опуб. 23.02.93 - прототип).

Недостатком известного устройства является также отсутствие возможности получения цифровой информации о шероховатости поверхности исследуемых материалов. Получение необходимой информации осуществляется путем очень трудоемкой ручной обработки полученных результатов, что не может обеспечить высокую точность измеряемых параметров шероховатости. Кроме того, устройство может работать только стационарно (например, в исследовательской лаборатории).

Технической задачей полезной модели является расширение технических возможностей измерителя шероховатости, повышение точности получаемых измерений и оперативности их получения, а также исключение трудоемких работ в процессе получения необходимой цифровой информации.

Поставленная цель достигается тем, что измеритель шероховатости поверхности плоских изделий, включающий корпус с основанием, каретку, направляющие для каретки, смонтированное на каретке ощупывающее устройство, содержащее базовый рычаг с плоским щупом и измерительный рычаг с точечным щупом, преобразователь перемещения точечного щупа и привод - снабжен микропроцессорным блоком обработки информации, устройством индикации, кнопками управления, цифровым выходом, источником питания, зарядным устройством, при этом направляющие совмещены с основанием корпуса, базовый и измерительный рычаги смонтированы на разных осях, ось базового рычага смонтирована на каретке, а ось измерительного рычага смонтирована на базовом рычаге, причем базовый рычаг подпружинен относительно каретки, измерительный рычаг подпружинен относительно

базового рычага, а плоский щуп выполнен плавающим, привод измерителя включает электродвигатель, устройство передачи движения ощупывающему устройству и регулятор скорости перемещения ощупывающего устройства, а источник питания выполнен в виде аккумулятора с возможностью подключения к зарядному устройству, к приводу и к блоку обработки информации.

Полезная модель имеет следующие отличия от прототипа

- измеритель снабжен микропроцессорным блоком обработки информации, устройством индикации, кнопками управления, цифровым выходом, источником питания, зарядным устройством;

- направляющие совмещены с основанием корпуса;

- базовый и измерительный рычаги смонтированы на разных осях;

- ось базового рычага смонтирована на каретке;

- ось измерительного рычага смонтирована на базовом рычаге;

- базовый рычаг подпружинен относительно каретки;

- измерительный рычаг подпружинен относительно базового рычага;

- плоский щуп выполнен плавающим;

- привод измерителя включает электродвигатель, устройство передачи движения ощупывающему устройству и регулятор скорости перемещения ощупывающего устройства;

- источник питания выполнен в виде аккумулятора с возможностью подключения к зарядному устройству, к приводу и к блоку обработки информации.

Это позволит расширить технические возможности измерителя шероховатости, повысить точность получаемых измерений и оперативность их получения, а также исключить трудоемкие работы в процессе получения необходимой цифровой информации.

В просмотренном нами патентно-информационном фонде не обнаружено аналогичных технических решений, а также решений с указанными отличительными признаками.

Полезная модель применима и будет использоваться на промышленных предприятиях в 2007 г.

На фиг.1 изображена схема измерителя шероховатости, вид сбоку;

На фиг.2 - то же, вид по стрелке А;

На фиг.3 изображены профили шероховатости до и после фильтрации волнистости.

Измеритель шероховатости поверхности плоских изделий 1 включает корпус 2 с основанием 3, каретку 4, направляющие 5 для каретки 4, смонтированное на каретке 4 ощупывающее устройство 6, содержащее базовый рычаг 7 с плоским щупом 8 и измерительный рычаг 9 с точечным щупом 10, преобразователь 11 перемещения точечного щупа 10 и привод 12.

Измеритель снабжен микропроцессорным блоком 13 обработки информации, устройством индикации 14, кнопками управления 15, цифровым выходом 16, источником питания 17, зарядным устройством 18. Направляющие 5 совмещены с основанием 3 корпуса 2, базовый 7 и измерительный 9 рычаги смонтированы на разных осях. Ось 19 базового рычага 7 смонтирована на каретке 4, а ось 20 измерительного рычага 9 смонтирована на базовом рычаге 7, причем базовый рычаг 7 подпружинен относительно каретки 4, измерительный рычаг 9 подпружинен относительно базового рычага 7, а плоский щуп 8 выполнен плавающим посредством установки его на горизонтальной оси 21, параллельной плоскости основания 3. Щупы 8 и 10 имеют вертикальные оси симметрии соответственно 22 и 23, которые находятся в одной вертикальной

плоскости, перпендикулярной направлению горизонтального перемещения щупов 8 и 10.

Привод 12 измерителя включает электродвигатель 24, устройство 25 передачи движения ощупывающему устройству 6 и регулятор 26 скорости перемещения ощупывающего устройства 6.

Источник питания 17 измерителя выполнен в виде аккумулятора с возможностью подключения к зарядному устройству 18, к приводу 12 и к микропроцессорному блоку 13 обработки информации.

Измеритель шероховатости поверхности работает следующим образом.

Перед началом работы аккумулятор источника питания 17 заряжается посредством зарядного устройства 18. Для определения качества поверхности плоского древесного изделия 1 измеритель устанавливают на его поверхность. При подаче питания на привод 12 от источника питания 17 автоматически включается электродвигатель 22 и ощупывающее устройство 6 передвигается на каретке 4 по направляющим 5 в крайнее, например, правое положение, при этом измерения не производятся.

После установления устройством регулирования 26 требуемой скорости перемещения ощупывающего устройства 4, выбора кнопками управления 15 измеряемых параметров шероховатости (например, Rm/Rmmax) и пуска измерителя на режим измерения на электродвигатель 24 подается напряжение питания от источника питания 17, и начинается движение ощупывающего устройства 6 влево (затем через 2-3 с гаснет цифровое табло 14. Время 2-3 с необходимо для выбирания люфта). Во время движения ощупывающего устройства 6 базовый рычаг 7 с плоским щупом 8 движется прямолинейно по профилю поверхности, характеризующему волнистость, выполняя роль фильтра шероховатости, исключая при этом составляющую волнистости из исходного профиля

(фиг.3). В это же время точечный щуп 10 полностью повторяет профиль поверхности, характеризующий шероховатость, исключая за счет своего радиуса (от 0,5 до 1,5 мм) анатомические неровности древесины и древесных материалов. Вертикальное перемещение точечного щупа 10 через измерительный рычаг 9 передается на преобразователь 11 перемещения в электрический сигнал. Отношение плеч измерительного рычага 9 выбрано 1:2,5 для увеличения отношения «сигнал: шум» в 2,5 раза.

С преобразователя 11 перемещения непрерывный электрический сигнал, пропорциональный значению вертикального перемещения точечного щупа 10, т.е. пропорциональный шероховатости поверхности изделия 1, передается в микропроцессорный блок 13 обработки информации.

В момент начала измерений включается таймер микропроцессорного блока 13 информации и начинается периодическое измерение электрического сигнала пропорционального вертикальному перемещению щупа 10. Частота измерений не менее 25 1/с.

Блоком 13 обработки информации по формуле определяется количество измерений на базовой длине:

где: n - количество измерений высоты неровностей на базовой длине;

F - частота измерений, 1/с;

1 - базовая длина,

V - скорость движения ощупывающего устройства, мм/с.

По окончании измерения (через 100-130 с.) на устройстве индикации 14 высвечиваются обозначения параметров шероховатости и их численные значения. Электродвигатель 24 выключается. Моменты начала и окончания измерения могут быть установлены программно в блоке 13 обработки информации или посредством ограничителей хода ощупывающего устройства 6.

Определение параметров шероховатости Rm и Rmmax блоком 13 обработки информации производится по алгоритму, составленному согласно требованиям ISO 4288, ГОСТ 15612.

При обратном ходе (вправо) ощупывающего устройства 6 также могут быть произведены измерения параметров шероховатости.

Периодически правильность результатов определения параметров шероховатости измерителем проверяется с помощью контрольных мер, которыми укомплектован измеритель, при этом измеритель устанавливают на поверхность контрольной меры и проводят измерения также, как при установке его на поверхность исследуемого плоского изделия.

Использование полезной модели позволяет получить сразу конечный результат без применения трудоемкой ручной обработки, что обеспечивает высокую точность полученных результатов. Заявленная конструкция измерителя - переносная, т.е. позволяет использовать его где угодно. Совмещение направляющих с основанием обеспечивает снижение материалоемкости и повышение точности показаний. Цифровой выход позволяет подключать измеритель к компьютеру. Заявленным измерителем можно измерить шероховатость материалов в различных диапазонах без длительной перенастройки. При измерении шероховатости можно установить разные параметры, в которых нужно измерить шероховатость.

Таким образом, полезная модель позволяет расширить технические возможности измерителя шероховатости, повысить точность получаемых измерений и оперативность их получения, а также исключить трудоемкие работы в процессе получения необходимой цифровой информации.

1. Измеритель шероховатости поверхности плоских изделий, включающий корпус с основанием, каретку, направляющие для каретки, смонтированное на каретке ощупывающее устройство, содержащее базовый рычаг с плоским щупом и измерительный рычаг с точечным щупом, преобразователь перемещения точечного щупа и привод, отличающийся тем, что измеритель снабжен микропроцессорным блоком обработки информации, устройством индикации, кнопками управления, цифровым выходом, источником питания, зарядным устройством, при этом направляющие совмещены с основанием корпуса, базовый и измерительный рычаги смонтированы на разных осях, ось базового рычага смонтирована на каретке, а ось измерительного рычага смонтирована на базовом рычаге, причем базовый рычаг подпружинен относительно каретки, измерительный рычаг подпружинен относительно базового рычага, а плоский щуп выполнен плавающим.

2. Измеритель по п.1, отличающийся тем, что его привод включает электродвигатель, устройство передачи движения ощупывающему устройству и регулятор скорости перемещения ощупывающего устройства.

3. Измеритель по п.1, отличающийся тем, что источник питания выполнен в виде аккумулятора с возможностью подключения к зарядному устройству, к приводу и к блоку обработки информации.