Штангенциркуль

 

Изобретение относится к измерительной технике. Целью изобретения является повышение точности измерения и расширение номенклатуры измеряемых деталей за счет измерения не только неподвижных, но и вращающихся деталей в процессе и Гобработки. Штангенциркуль содержит штангу со шкалой, два ползуна с нониусами, размещенные на соответствующих ползунах, два лазера, оптическая ось каждого из которых совмещена с начальным делением соответствующего нониуса, две оптические системы , установленные на соответствующих ползунах и предназначенные для регулирования ширины луча лазера, две арочные консоли, одни концы которых жестко закреплены на соответствующих ползунах, два фотоприемника, установленные на свободных концах консолей и предназначенные для регистрации интенсивности неперекрытой деталью части луча лазера, и электрически связанный с фотоприемниками электронный блок с индикаторным табло . При измерении ползуны перемещаются по штанге до соприкосновения лучей лазеров с деталью. Размер вращающейся детали вычисляется по соотношению l (xi+ Axi) - -(х2(- Ax2)(xi-x2) + (Axi+ Дха), гдех1, Х2 - показания нониусов по шкале штангенциркуля ; Дх1, Ахззначения, индицируемые на табло электронного блока, соответствующие сигналам фотоприемников . 1 ил. СО с

СОГОЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)з G 01 В 3/20

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР. t. и „,, „;

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4704333/28 (22) 14.06.89 (46) 15,10.91. Бюл. М 38 (75) А,А.Левковский и О.В.Наэарьев (53) 531.717(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

hh 838295, кл. 6 01 В 3/20, 1979. (54) ШТАНГЕНЦИРКУЛЬ (57) Изобретение относится к измерительной технике. Целью изобретения является повышение точности измерения и расширение номенклатуры измеряемых деталей за счет измерения не только неподвижных, но и вращающихся деталей в процессе их обработки, Штангенциркуль содержит штангу со шкалой, два ползуна с нониусами, размещенные на соответствующих ползунах, два лазера, оптическая ось каждого из которых совмещена с начальным делением соответствующего нониуса, две оптические системы, установленные на соответствующих

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к устройствам для бесконтактного измерения линейных размеров деталей, в том числе и в режиме гиб- кого автоматизированного производства.

Целью изобретения является повышение точности измерения путем исключения влияния биений на результат измерения и расширение номенклатуры измеряемых деталей за счет измерения не только неподвижных, но и вращающихся деталей в процессе их обработки.

На чертеже изображен штангенциркуль, общий вид.

Штангенциркуль содержит штангу 1 с крепежными отверстиями 2 и базовой шка„„53J „„1684583 А1 ползунах и предназначенные для регулирования ширины луча лазера, две арочные консоли, одни концы которых жестко закреплены на соответствующих ползунах, два фотоприемника, установленные на свободных концах консолей и предназначенные для регистрации интенсивности неперекрытой деталью части луча лазера, и электрически связанный с фотоприемниками электронный блок с индикаторным табло. При измерении ползуны перемещаются по штанге до соприкосновения лучей лазеров с деталью. Размер вращающейся детали вычисляется по соотношению l= (x1+ Лх1)-(хг+ Ax/)=(xl-хг)+(Лх1+ A)Q), где х1, xQ —. показания нониусов по шкале штангенциркуля; Л,,,2- значения, индицируе-. мые на табло электронного блока, соответствующие сигналам фотоп риемников. 1 ил. лой 3. На штанге 1 установлены два полэуна

ОО

4 с упорными рамками 5, нониусами 6 и арочными консолями 7, на концах которых размещены каретки 8. Полэуны 4соединены О© с упорными рамками 5 через доводочные Ы винты 9. Положение полэунов 4, упорных рамок 5 и кареток 8 фиксируется крепежными элементами 10. На охватывающей штан- д гу части ползунов 4 установлены лазеры 11, оснащенные оптическими системами 12, регулирующими ширину лучей 13 лазеров 11 и интенсивность 4 направляемых на деталь

14 лучей 13. Оптические оси лучей 13 лазеров 11 на выходе оптических систем 12 ll8 раллельны и совмещены с нулевыми делениями нониусов 6. Лучи 13 лазеров 11

1684583 через оптические системы 12 направлены уа противоположные кромки измеряемой детали 14 и фотоприемниками 15 с коллиматорами 16, причем деталь 14 противополож. ными кромками перекрывает части лучей 13.

Лазеры 11 и фотоприемники 15 соединены посредством электрических шнуров 17 с электронным блоком 18, связанным с индикаторным табло 19, имеющим, например, три цифровых табло 20,21 и 22. Электрон-. ный блок 18 содержит программное устройство перевода сигналов фотоприемников 15 в линейные размеры по градуировочным функциональным связям, полученным независимо для каждого луча 13 между относительной интенсивностью неперекрытой деталью 14 части луча (1/1 ) и положением кромки детали 14 относительно оптической оси луча (ЛХ) с возможностью алгебраического суммирования Ь Х от двух лучей.13.

Кроме того, электронный блок 18 содержит коммутатор для выбора индицируемой на табло 19 величины, блок электропитания лазеров 11 и всех электронных блоков, следящую систему, посылающую сигнал на ЧПУ при достижении заданного размера детали

14.

Принцип действия штангенциркуля основан на предварительно устанавливаемой градуировочными измерениями деталей-калибров функциональной зависимости величин нормированных сигналов 1/1> каждого фотоприемника 15 от координат h X положения кромки детали-калибра относительно оптической оси луча 13.

Величине Л Х соответствует значение нормированного сигнала фотоприемника

15 1/1 - 0,5, т.е. касание оптической осью луча 13 кромки измеряемой детали-калибра.

Необходимо, чтобы при положениях ползунов 4, соответствующих значениям

Л Х1=0, и Л Хг = О, разность между отсчетами по верхнему и нижнему нониусам

X> — Хг равнялось I> — размеру детали-калибра.

Штангенциркуль работает следующим образом.

При измерении линейных размеров детали 14 ползуны 4 перемещают по штанге 1 до соприкосновения лучей 13 лазеров 11 контура детали 14.

Пусть отсчет положения верхней кромки детали 14 равен Х1+ ЛX1.а положения нижней кромки — Хг+ Л Хг, где Х1 и Хг— показания по базовой шкале 3, выполненные с помощью верхнего и нижнего нониусов 6, а Л Х1 и 2- значения, индицируемые на индикаторном табло 19 электронного блока 18, соответствующие сигналам фотоприемников 15 в один и тот же момент времени. Тогда размер вращающейся детали 14, поставленной на место калибра, вычисляется по соотношению

5 1=(Х1+ ЬХ1)-(Хг+ ЛХг) (XI- Хг)+(ЛХ +

+ ЛХг).

При ручных измерениях оператором ползуны 4 устанавливаются в положения, в которых Л Х1-О и Л Хг-О. Тогда размео

10 детали, как и для контактного штангенциркуля, равен разности отсчетов по нониусам (Х1 — Хг).

Результат измерений I при этом не зависит от биений детали 14 в процессе обра15 ботки, Биение детали 14 связано с перемещением ее как целого на некоторую величину д, которая прибавляется как к верхнему, так и к нижнему значениям, индицируемым индикаторным табло 19 элект20 ронного блока 18. При определении размера, как разности отсчетов величина д на размер не влияет (Х1+ д)-(ЛХг+ д )= ЛХ1-ДХг.

Этот факт обусловливает исключение

25 влияния биений на результат измерений размера детали 14.

При серийном изготовлении деталей заранее выставляемая величина (X< — Хг) может быть введена в электронный блок 18, 30 тогда в пределах диаметров лазерных лучей

11 на табло 19 будет непрерывно высвечиваться размер детали 14.

Для измерения амплитуды биений ползуны 4 выставляются по неподвижной дета-

35 ли так, чтобы ËX1- О и ЛХг - О. Далее при измерении вращающейся детали 14 на табло 19 высвечивается величина

ЬХ1+ ЛХг-2 д

Зависимость д от времени позволяет определить амплитуду и фазу биений. Величину биений можно получить также при использовании только одного ползуна 4, Штангенциркуль может быть использован при обработке деталей на строгальном

45 и фрезерном станках, а также для автоматизированного контроля размеров готовых деталей, -например роликов, подшипников и т.д.

В этом случае нижний ползун 4 снимают

50 .со штанги 1, а нулевое деление базовой шкалы 3 штанги 1 совмещают с плоскостью основания детали. В этом положении бесконтактный штангенциркуль закрепляют, причем контролируемая поверхность

55 детали должна находиться между лазером 11 и фотоприемником 15. Размер детали определяют путем считывания показаний одного ползуна по формуле

I X>+ ЬХ1.

У

Составитель Е.Вакумова

Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор M.Êó÷åðÿâàÿ

Редактор А.Лежнина

Заказ 3498 Тираж Подписное .

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

При эгом градуировочная функциональная связь Л Х1 и 1/1о1 устанавливается предварительно для каждой серии деталей по месту их контроля и измерений. . Формула изобретения

Штангенциркуль, содержащий направляющую штангу со шкалой, два ползуна, один из которых установлен с возможностью перемещения вдоль штанги и фиксации, нониус, размещенный на первом полэуне, и два размещенных на соответствующих ползунах измерительных элемента, выполненных в виде источников света, о т ли ч а ю шийся тем, что, с целью повь1шения точности измерения и расширения номенклатуры измеряемых деталей за счет измерения не только неподвижных, но и вращающихся деталей в процессе их обработки, источник света выполнен в виде лазера, штангенциркуль снабжен нониусом, размещенным на втором ползуне, двумя оптическими системами, установленными на соответствующих полэунах и предназначен5 ными для регулирования ширины луча лазера, двумя арочными консолями, одни концы которых жестко закреплены на соответствующих полэунах, двумя фотоприемниками, установленными на свободных концах соот10 ветствующих консолей и предназначенными для регистрации интенсивности неперекрытой деталью части луча лазера, и электрически связанным с фотоприемниками электронным блоком с индикаторным

15 табло, второй ползун установлен с возможностью перемещения вдоль штанги и фиксации, а оптическая ось каждого лазера совмещена с начальным делением соответствующего нониуса.