устройство для контроля параметров криволинейных поверхностей

Формула изобретения

УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ПАРАМЕТРОВ КРИВОЛИНЕЙНЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ объектов, содержащее генератор коллимированного светового излучения, последовательно установленные по ходу излучения вал с приводами его вращения вокруг оси и поступательного перемещения вдоль оси, предназначенный для крепления объекта, и фотоприемник и электрически связанные блок регистрации и преобразования информации об угловом положении фотоприемника и вычислительный блок, отличающееся тем, что, с целью повышения точности и расширения номенклатуры контролируемых поверхностей, оно снабжено кронштейном с приводом его вращения вокруг вала и вторым фотоприемником, закрепленным вместе с первым на кронштейне на заданном расстоянии от него, выполненным также, как и первый, линейным и электрически соединенным с блоком регистрации.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области контроля и измерения параметров и формы криволинейных поверхностей и может применяться в частности для контроля изделий в машиноcтроении, энергомашиноcтроении, например для контроля точности изготовления турбинных лопаток.

Цель изобретения - расширение функциональной области измерения и повышение точности контроля изделий с чистотой поверхности, обеспечивающей зеркально-диффузную несимметричную индикатриссу отраженного излучения.

На фиг. 1 представлена конструктивная схема устройства в вертикальной плоскости; на фиг. 2 - то же, в горизонтальной плоскости.

Устройство содержит генератор 1 коллимированного светового излучения (проецирующий канал), фотоприемники 2 и 3 (приемный канал), выполненные в виде линейно расположенных фотоэлементов, например в виде линейных приборов с зарядовой связью, и установленные на кронштейне 4 параллельно и на различном радиальном расстоянии от оси вала 7. Контролируемое изделие 6 закрепляют на валу 7. Кронштейн 4 снабжен приводом 5 для вращения фотоприемников вокруг оси вала 7. Угловые положения фотоприемников 2 и 3 при вращении консоли 4, а также изделия 6 фиксируются с помощью блока 8, электрически связанного с вычислительным устройством 9 для обработки входных сигналов. Вал 7 снабжен приводом 10, обеспечивающим поступательное перемещение изделия относительно горизонтальной плоскости проецируемого луча, и приводом 11 для вращения изделия 6 в процессе контроля заданного сечения.

Устройство работает следующим образом.

Контролируемое изделие 6 закрепляют на оси вала 7. Генератор 1 фиксируется в заданном положении относительно выбранной системы координат, например полярной с центром на оси изделия. Кронштейн 4 приводится во вращение вокруг изделия. При этом фотоприемники 2 и 3 пересекают в своем движении отраженный от поверхности изделия 6 световой луч, обеспечивая на выходе электрический сигнал, амплитуда которого пропорциональна яркости отраженного измерения.

Момент пересечения фотоприемниками 2 и 3 отраженного луча определяют с помощью преобразователя "сигнал-угловой код" блока регистрации 8. С помощью вычислительного устройства 9 рассчитывают координаты центров тяжести световых пятен, регистрируемых фотоприемником 2, 3, а следовательно и положение отраженного луча в пространстве. Направления проецируемого и отраженного лучей определяют пространственные координаты точки А на поверхности изделия. После описанной процедуры изделие поворачивается на некоторый фиксированный угол и цикл измерения повторяется. Зависимость для вычисления радиуса - вектора точки А по измеренным ( ₁ и ₂ ) и фиксированным для данной схемы конструктивным параметром ( , R₁ и R₂) имеет вид

R_A= (1) где - угол, составляющий направление проецируемого луча с полярной осью;

R₁, R₂ - расстояние от оси до соответствующего фотоприемника;

₁, ₂- полярный угол, соответствующий положению отраженного луча и зафиксированный фотоприемником.

По окончании замера координат точек профиля, принадлежащих заданному горизонтальному уровню, изделие 6 перемещается вдоль оси вала 7 для контроля профиля, соответствующего другой координате Z. Контроль носит дискретный характер.

Расстояние от центра оси вала до фотоприемника 2 (R₁) не должно быть меньше, чем расстояние от оси изделия до наиболее удаленной точки его контура. С целью предотвращения перекрытия фотоприемника 3 фотоприемником 2 в процессе вращения кронштейна фотоприемники следует разнести между собой на некоторый угол.

Использование устройства позволит расширить диапазон изделий, подлежащих контролю, за счет снижения требований к чистоте их поверхности.