Способ измерения отклонений от цилиндричности и от круглости одним, двумя, тремя лазерными датчиками М5/Laser при продольном перемещении датчиков (способ последовательных осевых сечений – неподвижных образующих)

Номер инновационного патента: 19945

Опубликовано: 15.08.2008

Авторы: Искакова Динара Алтынбековна, Дудак Николай Степанович

Скачать PDF файл.

Формула / Реферат

Способ измерения диаметра, отклонений от прямолинейности образующих и от цилиндричности одним, двумя, тремя лазерными датчиками М5 / Laser (способ последовательных осевых сечений - неподвижных образующих) - общее название способа, основанного на измерении отклонений от прямолинейности образующих при продольном перемещений датчиков при измерении.
Измерения отклонений от прямолинейности образующих и диаметра основаны на измерении прямолинейности и взаимного положения образующих в последовательных осевых сечениях одним, двумя спаренными и тремя привязанными к общему центру лазерными датчиками М5 / Laser, при различных их настройках на измерение, с фиксированной при измерениях вдоль оси деталью и перемещающимися вдоль оси датчиками.
При измерении датчикам сообщается продольное перемещение, при котором непрерывно измеряется расстояние до детали L;, разница между наибольшим и наименьшим расстояниями является отклонением от прямолинейности образующей детали: δ0 = Lmax - Lmin; измеряется диаметр и взаимное расположение образующих в осевых сечениях детали, разномерно расположенных друг относительно друга по углу поворота детали или выбранных по необходимости, «для чего после каждого измерения в заданной осевой плоскости датчики возвращаются в исходное положение продольным перемещением салазок, а для измерения в новом осевом сечении деталь поворачивается вокруг оси на заданный угловой-шаг; знание полной картины возникающих погрешностей помогает в поиске и устранении причин их возникновения при изготовлении детали, а также при решении вопроса пригодности детали для эксплуатации, т.е. при оценке их качества; для получения отклонений от прямолинейности образующих, измерения диаметра в разных сечениях используется продольное перемещение датчиков (способ неподвижных образующих).
1) 1 с.п.ф.
2)10з.п.ф.
3) 8 иллюстр.

Текст

Смотреть все

(51) 01 11/08 (2006.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН(72) Дудак Николай Степанович Искакова Динара Алтынбековна(73) Республиканское государственное казенное предприятие Павлодарский государственный университет им. С. Торайгырова Министерства образования и науки Республики Казахстан(54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ОТКЛОНЕНИЙ ОТ ЦИЛИНДРИЧНОСТИ И ОТ КРУГЛОСТИ ОДНИМ, ДВУМЯ, ТРЕМЯ ЛАЗЕРНЫМИ ДАТЧИКАМИ М 5/ ПРИ ПРОДОЛЬНОМ ПЕРЕМЕЩЕНИИ ДАТЧИКОВ(СПОСОБ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНЫХ ОСЕВЫХ СЕЧЕНИЙ НЕПОДВИЖНЫХ ОБРАЗУЮЩИХ)(57) Способ измерения диаметра, отклонений от прямолинейности образующих и от цилиндричности одним, двумя, тремя лазерными датчиками М 5 /(способ последовательных осевых сечений неподвижных образующих) - общее название способа, основанного на измерении отклонений от прямолинейности образующих при продольном перемещений датчиков при измерении. Измерения отклонений от прямолинейности образующих и диаметра основаны на измерении прямолинейности и взаимного положения образующих в последовательных осевых сечениях одним, двумя спаренными и тремя привязанными к общему центру лазерными датчиками М 5 / ,при различных их настройках на измерение, с фиксированной при измерениях вдоль оси деталью и перемещающимися вдоль оси датчиками. При измерении датчикам сообщается продольное перемещение, при котором непрерывно измеряется расстояние до детали , разница между наибольшим и наименьшим расстояниями является отклонением от прямолинейности образующей детали 0-измеряется диаметр и взаимное расположение образующих в осевых сечениях детали, разномерно расположенных друг относительно друга по углу поворота детали или выбранных по необходимости, для чего после каждого измерения в заданной осевой плоскости датчики возвращаются в исходное положение продольным перемещением салазок, а для измерения в новом осевом сечении деталь поворачивается вокруг оси на заданный угловойшаг знание полной картины возникающих погрешностей помогает в поиске и устранении причин их возникновения при изготовлении детали,а также при решении вопроса пригодности детали для эксплуатации, т.е. при оценке их качества для получения отклонений от прямолинейности образующих, измерения диаметра в разных сечениях используется продольное перемещение датчиков (способ неподвижных образующих). 1) 1 с.п.ф. 2)10 з.п.ф. 3) 8 иллюстр. 19945 Изобретение относится к области измерительной техники для контроля деталей типа валов, гильз, втулок с микрометрической точностью бесконтактным оптическим способом. Известен способ измерения расстояния до объекта с помощью лазерного датчика 5/ 1 2, с. 262, рис. 16.1 3, с. 111, рис.49. В изобретении использован известный способ измерения расстояний лазерным датчиком по новому назначению способ измерения расстояний использован для измерения отклонений от прямолинейности образующих. При продольном перемещении тела вращения при измерении лазерным датчиком регистрируется переменное по величине расстояние, т.е. отклонение текущего радиуса вдоль образующей или отклонение от прямолинейности образующей. Взаимное положение измеренных в ряде заданных осевых сечений отклонений от прямолинейности образующих характеризует отклонения от цилиндричности. При измерении отклонений от прямолинейности образующих датчики совершают продольное перемещение вдоль оси детали, т.е. деталь (образующие) остаются неподвижными,потому способ называется способ последовательных осевых сечений - неподвижных образующих. Для измерения каждой последующей образующей датчики с салазками возвращаются в исходное положение, а деталь поворачивается вокруг оси на заданный угловой шаг. Известен способ измерения толщины деталей типа пластин, лент с помощью двух спаренных лазерных датчиков 2, с. 260 - 269, фиг. 16.1, 16.5,16.6, 16.7, 16. 10. При измерении толщины прозрачной пластины используется один лазерный датчик, а для измерения непрозрачных пластин,лент используются два лазерных датчика,установленные с двух сторон пластины. Для этого расстояние между датчиками должно быть точно установлено, т.е. датчики должны быть спарены. Тогда при измерении расстояний до детали двумя датчиками с двух сторон разница между общим расстоянием между датчиками и измеренными расстояниями показывает толщину измеряемой пластины. При продольном перемещении в процессе измерения тела вращения, установленного в центрах для измерения образующей, спаренные датчики будут регистрировать переменный по величине диаметр в результате измерения непостоянного по величине диаметра в одной осевой плоскости записывается взаимное положение образующих одного осевого сечения непрерывно измеряется расстояние до детали , разница между наибольшим и наименьшим расстояниями является отклонением от прямолинейности образующей детали 0- . Взаимное положение измеренных в ряде заданных осевых сечений отклонений от прямолинейности образующих характеризует отклонения от цилиндричности. Выполненная схема измерения спаренными датчиками позволяет идентифицировать колебание оси детали в горизонтальной плоскости, и после поворота вала вокруг оси на 180 и повторного 2 измерения непрямолинейности образующих получить отличие повторного измерения как величину смещения оси вала в горизонтальной плоскости. Для идентификации положения оси измеряемой детали в вертикальной плоскости использован третий датчик, что значительно повышает точность измерения. Способ измерения расстояния до объекта к измерение толщины деталей выбирается в качестве аналога и прототипа для измерения диаметра,отклонений от прямолинейности образующих. Отличие указанного способа от прототипа и аналога продольное перемещение датчиков и периодический поворот детали на угловой шаг в процессе измерения, что позволяет измерять переменный диаметр,отклонение от прямолинейности в разных осевых сечениях и отклонения от цилиндричности. Выбор осевого сечения детали для измерения отклонения от прямолинейности образующей производится за счт поворота детали на заданный угловой шаг величина которого зависит от требуемой точности измерения. Технический результат использование известного способа измерения расстояния и толщины пластин, лент для измерения диаметра,отклонений от прямолинейности образующей и от цилиндричности и обеспечение высокой точности измерения. Технический результат достигается тем, что для измерения отклонений от прямолинейности образующей детали датчику сообщается продольное перемещение и периодический поворот детали вокруг оси на заданный угловой шаг для измерения очередной образующей и получения отклонения от цилиндричности два лазерных датчика в горизонтальной плоскости одновременно измеряют диаметр вала использование трх лазерных датчиков позволяет идентифицировать положение центра сечения детали при измерении в двух взаимно перпендикулярных плоскостях и учесть его для повышения точности измерения для повышения точности измерения деталей повышенной, высокой и особо высокой точности применяются лазерные датчики более высокой точности с малым диапазоном измерения при размерах диаметров, превышающих диапазон измерения датчиков, применяется настройка одного датчика по эталонной детали, двух и трх датчиков с использованием концевых мер. На фиг. 1 показана схема измерения отклонений от прямолинейности образующей и от цилиндричности одним лазерным датчиком М 5 /при продольном перемещении датчика,показаны необходимые позиции, обозначения,размеры для идентификации способа и схемы измерения. На фиг. 2 показано взаимное положение детали и лазерного датчика в начальный период измерения в поперечном сечении детали А-А, показаны необходимые позиции, обозначения, размеры для идентификации способа и схемы измерения. На фиг. 3 показаны шесть осевых сечений детали, в которых проводятся измерения двенадцати 19945 образующих (их количество выбирается, исходя из требований точности). На фиг. 4 показана схема измерения диаметра,взаимного положения образующих и отклонений от цилиндричности двумя спаренными лазерными датчиками М 5 /при продольном перемещении датчиков, нанесены необходимые позиции, размеры,обозначения для идентификации способа и схемы измерения с продольным перемещением детали. На фиг. 5 показано взаимное положение детали и датчиков в поперечном сечении А-А. показаны необходимые позиции, обозначения, размеры для идентификации способа и схемы измерения. На фиг. 6 представлена схема измерения диаметра, отклонений от взаимного положения и непрямолинейности образующих и отклонения от цилиндричности с помощью трх лазерных датчиков, нанесены необходимые позиции, размеры,обозначения для идентификации способа и схемы измерения с продольным перемещением датчиков. На фиг. 7 показано взаимное положение трх датчиков М 5 /и детали в поперечном сечении А-А, показаны необходимые позиции, обозначения,размеры для идентификации способа и схемы измерения. На фиг. 8 показан условный результат измерения отклонений от цилинжричности детали, показаны необходимые позиции, обозначения, размеры для идентификации способа и схемы измерения. На фиг. 1 показаны 1 - измеряемая деталь 2 измеряемая образующая 3 продольное перемещение датчика 4 - лазерный датчик М 5 /В - опорное расстояние лазерного датчикадиаметр детали А-А - измерительное сечение при измерении датчик перемещается вдоль оси,регистрируется переменное расстояние до деталиВВ- - текущее расстояние до детали В половина диапазона измерения разность-характеризует отклонение от прямолинейности образующей способ измерения отклонений от прямолинейности образующей одним лазерным датчиком (способ последовательных осевых сечений- неподвижных образующих-1, так как каждая образующая измеряется один раз) для контроля деталей до восьмого квалитета точности применяется один лазерный датчик. На фиг. 2 показаны 1 - измеряемая деталь 4 лазерный датчик М 5 /В - опорное расстояние датчика ДВ - половина диапазона измерениятекущее измеряемое расстояние до детали О 1 О 1 осевое сечение детали, в котором производится контроль образующей. На фиг. 3 показаны 2435 - попарно (24-30 25-31 и т.д.) измеряемые образующие в осевых сечениях детали- угловой шаг количество сечений выбирается в зависимости от требуемой точности результата измерения. На фигуре 4 показаны 1 - измеряемая деталь 2 образующая правая 3 - продольное перемещение датчика 4 - правый лазерный датчик 5 - левый лазерный датчик 6 - левая образующая- диаметр детали спаренные датчики 4 и 5 измеряют диаметрво всех текущих поперечных сечениях детали вдоль оси и взаимное положение образующих А-А поперечное сечение детали, в котором расположены датчики в начальный момент измерения в процессе измерения датчики перемещается вдоль оси в каждом поперечном сечении вдоль оси непрерывно измеряется диаметр и взаимное положение образующих,их непрямолинейность(способ последовательных осевых сечений - двойных неподвижных образующих-2, так как каждая образующая измеряется дважды при необходимости повышения точности измерения) измеряются детали шестого-седьмого квалитетов точности. На фиг. 51- измеряемая деталь 4 - правый лазерный датчик 5 - левый лазерный датчик О 2 - О 2- осевое сечение детали, в котором измеряется диаметр и взаимное положение образующихдиаметр детали П, Л - расстояния от правого и левого датчиков до детали В - опорное расстояние лазерных датчиков ДЗ - половина диапазона измерений С - расстояние между датчикамиС (ПЛ). На фиг. 6 1 - измеряемая деталь 2, 6, 19 соответственно правая, левая и верхняя образующие детали, контролируемые лазерными датчиками 4, 5,18 3 - продольное перемещение датчиков при измерении (способ последовательных осевых сечений - тройных подвижных обра-зующих-3, так как каждая образующая измеряется трижды) 16 прямые лучи лазерных датчиков 17 - отраженные лучи лазерных датчиков А-А - поперечное сечение, в котором выставлены лазерные датчики в начальный период измерения- диаметр детали В - опорное расстояние лазерных датчиков ДВ - половина диапазона измерений П, Л - измеряемые правым и левым датчиком расстояния измеряются детали выше шестого квалитета точности три лазерных датчика привязываются к общему центру. На фиг. 7 1 - измеряемая деталь 4, 5, 18 лазерные датчики М 5 /О 3 - О 3 горизонтальное осевое сечение, в котором расположены образующие 2 и 6 (фиг. 6)- диаметр детали В - опорное расстояние датчиков ДВ половина диапазона измерения П, Л - расстояния до детали, измеряемые правым и левым датчиками ПП, ЛВ - ВЛ, где П, Л погрешности (отклонения от прямолинейности),соответственно правой и левой образующей В-В вертикальное сечение, в котором измеряется непрямолинейность образующей третьим лазерным датчиком. На фиг. 8 2535 - равномерно расположенные точки на окружности цилиндра детали,соответствующие выбранным осевым сечениям 36 теоретически правильные образующие цилиндра(прямые линии), расположенные параллельно оси детали 37 - фактическое расположение и форма образующих мах - величина отклонения от цилиндричности детали. Дополнительно к описанным способам при привязке к центру детали лазерных датчиков М 5 /(с более высокой точностью и с уменьшенным диапазоном измерения для повышения точности измерения) и для расширения области применения 3 19945 при измерении деталей с диаметрами, большими диапазона измерения указанных датчиков, все вышеописанные способы измерения диаметра,отклонений от прямолинейности образующих к от цилиндричности приобретают новизну настройки,спаривания, привязки датчиков к одному центру и способа измерений (путм использования концевых мер и эталона) 1. Способ измерения диаметра, отклонений от прямолинейности образующих и от цилиндричности одним лазерным датчиком способ последовательных осевых сечений - неподвижной образующей эталон-1(при продольном перемещении датчика) - на фиг. 1 для настройки одного датчика используется эталон или эталонная деталь применяется для деталей повышенной точности. 2. Способ измерения диаметра, отклонения от прямолинейности и взаимного положения образующих, от цилиндричности двумя спаренными лазерными датчиками М 5 /- способ последовательных осевых сечений - двойной подвижной образующей - мера-2 (при продольном перемещении датчиков) - на фиг. 4 применяется для деталей высокой точности. 3. Способ измерения диаметра, отклонения от прямолинейности и взаимного положения образующих, от цилиндричности тремя лазерными датчиками М 5 /способ последовательных осевых сечений - тройной неподвижной образующей- мера-3 (при продольном перемещении датчиков) на фиг. 7 применяется для деталей особо высокой точности. Предложенные способы контроля отклонения от правильной геометрической формы деталей позволяют эффективно выполнять комплексный анализ точностных показателей качества, проводить анализ характера погрешностей деталей,устанавливать и устранять причины их возникновения. Источники информации 1. -. 2. Промышленное применение лазеров/Под ред. Г. Кбнера перевод с англ. М. Машиностроение, 1988.- с.280 3. Рабинович А.Н. Приборы и системы автоматического контроля размеров деталей машин. Киев нк, 1970.- с. 456 ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Способ измерения диаметра и отклонений от цилиндричности с использованием измерений линейных размеров одним, двумя лазерными датчиками М 5 / , отличающийся тем, что для измерения отклонений от прямолинейности образующей используют продольное перемещение датчиков (способ последовательных осевых сечений неподвижных образующих). 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что для измерения отклонений от цилиндричности используют измерение отклонений от непрямолинейности образующей. 4 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что для измерения отклонений от цилиндричности используют измерение отклонений от непрямолинейности образующей в ряде заданных осевых сечений детали, выбираемых поворотом детали вокруг оси на установленный угловой шаг. 4. Способ по п.1, отличающийся тем, что для измерения деталей до восьмого квалитета точности используют один лазерный датчик М 5 /и продольное перемещение датчика(способ последовательных осевых сечений - неподвижной образующей-1). 5. Способ по п. п.1 или 4, отличающийся тем,что для деталей повышенной точности измерение производят с помощью одного лазерного датчика с малым диапазоном измерения и более высокой точностью, настроенного на размер с помощью эталона и перемещаемого вдоль оси детали (способ последовательных осевых сечений - неподвижной образующей - эталон-1). 6. Способ по п.1, отличающийся тем, что для измерения деталей шестого-седьмого квалитетов точности используют два спаренных лазерных датчика М 5 /и продольное перемещение детали(способ последовательных осевых сечений - двойной неподвижной обра-зующей-2). 7. Способ по п. п. 1 или 6, отличающийся тем,что для деталей высокой точности используют два спаренных лазерных датчика М 5 / , при выходе измеряемого диаметра детали за пределы диапазона измерения датчиков последние спаривают с помощью концевой меры,и продольное перемещение датчиков (способ последовательных осевых сечений - двойной неподвижной образующей- мера-2). 8. Способ по п.1, отличающийся тем, что для деталей выше шестого квалитета точности применяют три перемещаемые вдоль оси детали лазерных датчика М 5 / , привязанные к общему центру, при выходе измеряемого диаметра детали за пределы диапазона измерения датчиков последние привязывают к общему центру с помощью концевых мер (способ последовательных осевых сечений тройной неподвижной образующей-3). 9. Способ по п. п. 1 или 8, отличающийся тем,что для измерения деталей особо высокой точности применяют три перемещаемые вдоль оси детали лазерных датчика М 5 / , привязанных к общему центру, при выходе измеряемого диаметра детали за пределы диапазона измерения датчиков последние привязывают к общему центру с помощью концевых мер (способ последовательных осевых сеченийтройной неподвижной образующей - мера-3). 10. Способ по п. 1, отличающийся тем, что при измерении двумя и тремя датчиками в каждом текущем поперечном сечении детали измеряют текущий переменный диаметр детали. 11. Способ по п. 1, отличающийся тем, что по результатам измерения отклонений от цилиндричности в заданных поперечных сечениях детали,по взаимному положению точек образующих, определяют величину отклонений от круглости.

МПК / Метки

МПК: G01B 11/08

Метки: продольном, неподвижных, датчиков, сечений, тремя, образующих, перемещении, одним, способ, осевых, отклонений, двумя, цилиндричности, последовательных, лазерными, измерения, датчиками, круглости

Код ссылки

<a href="https://kzpatents.com/7-ip19945-sposob-izmereniya-otklonenijj-ot-cilindrichnosti-i-ot-kruglosti-odnim-dvumya-tremya-lazernymi-datchikami-m5-laser-pri-prodolnom-peremeshhenii-datchikov-sposob-posledovatelnyh-osevy.html" rel="bookmark" title="База патентов Казахстана">Способ измерения отклонений от цилиндричности и от круглости одним, двумя, тремя лазерными датчиками М5/Laser при продольном перемещении датчиков (способ последовательных осевых сечений &#8211; неподвижных образующих)</a>

Похожие патенты