×
29.05.2018
218.016.5720

Оптико-электронное устройство для измерения размеров обечаек

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к оптическим устройствам для измерения и контроля, а именно к устройствам для измерения геометрических параметров нагретых изделий, и может быть использовано при производстве обечаек. Оптико-электронное устройство для определения размера обечаек содержит двухкоординатный механизм определения центра поперечного сечения измеряемой детали, который состоит из двухкоординатного механизма базирования оптической головки и блока управления, который состоит из промышленного контроллера, управляющие выходы которого соединены с серводвигателями привода вращения, механизмами перемещения горизонтальной штанги и вертикальной направляющей и с входами сигнального процессора, вход которого подключен к оптическому дальномеру, и дисплеем, а входы промышленного контроллера при этом соединены с выходами сигнального процессора. Технический результат - повышение точности, быстродействия, надежности устройства. 2 ил.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к устройствам для измерения геометрических параметров цилиндрических полых изделий, и может быть использовано в химическом и нефтяном машиностроении для контроля формы поперечного сечения обечаек, изготавливаемых методом гибки из листового материала.

Известно фотоэлектрическое устройство для контроля внутреннего диаметра обечаек (А.С. SU 1232945, МПК G01B 21/10, 23.05.1986), содержащее диапроектор, пять световодов, входные концы четырех из которых установлены в плоскости изображения диапроектора по углам квадрата, пять фотодатчиков, установленных на выходных концах световодов, перемещающий двухкоординатный механизм, снабженный двумя серводвигателями, и электронный регистратор сигналов, имеющий пять цепей из последовательно соединенных усилителей фототока и формирователей импульсов, и индикатор, входы усилителей, являющиеся входами электронного регистратора сигналов, соединены с выходами фотодатчиков.

К причинам, препятствующим достижению заданного технического результата, относится громоздкость конструкции, снижающая надежность, и сложный алгоритм контроля, который снижает быстродействие устройства. Использование в данном устройстве времяимпульсного метода определения границы изделия снижает точность из-за низкой разрешающей способности.

Из известных оптико-электронных устройств наиболее близким является оптико-электронное устройство для измерения размеров обечаек (П. м. РФ 159150, МПК G01B 11/00, 2016). Устройство содержит оптическую головку с приводом вращения, установленную на перемещающем двухкоординатном механизме базирования оптической головки, соединенном с серводвигателями, и регистратор сигнала. Устройство снабжено двухкоординатным механизмом определения центра поперечного сечения измеряемой детали, состоящим из горизонтальной и вертикальной осей, с подвижно установленными на них датчиками определения положения касательных к контуру поперечного сечения измеряемой детали, и жестко установленными в основании осей лазерными дальномерами, а оптическая головка установлена с возможностью вращения в плоскости поперечного сечения измеряемой детали на горизонтальной штанге, установленной на вертикальной направляющей двухкоординатного механизма базирования оптической головки, перпендикулярно плоскости поперечного сечения измеряемой детали, с возможностью перемещения по вертикальной направляющей, причем горизонтальная направляющая двухкоординатного механизма базирования оптической головки совмещена с горизонтальной осью двухкоординатного механизма определения центра поперечного сечения измеряемой детали.

К причинам, препятствующим достижению заданного технического результата, относятся погрешности, возникающие из-за отличия формы внутренней поверхности измеряемой детали от формы идеального эллипса, а также тот факт, что в условиях высоких градиентов температур происходит температурная деформация направляющих механизма поиска центра, снижая точность измерения и надежность устройства. Использованный в данном устройстве метод для поиска центра - метод прямоугольника обладает низкой производительностью, что снижает быстродействие устройства.

Техническим результатом является повышение точности, быстродействия и надежности устройства

Указанный технический результат достигается тем, что в оптико-электронном устройстве для измерения размеров обечаек, содержащем оптическую головку, представляющую собой оптический дальномер, установленный на приводе вращения, соединенном с серводвигателем, установленную на перемещающем двухкоординатном механизме базирования оптической головки, соединенном с серводвигателями, двухкоординатный механизм определения центра поперечного сечения измеряемой детали и механизмы перемещения горизонтальной штанги и вертикальной направляющей, согласно изобретению двухкоординатный механизм определения центра поперечного сечения измеряемой детали состоит из двухкоординатного механизма базирования оптической головки и блока управления, который состоит из промышленного контроллера, управляющие выходы которого соединены с серводвигателями привода вращения, механизмами перемещения горизонтальной штанги и вертикальной направляющей и с входами сигнального процессора, вход которого подключен к оптическому дальномеру, и дисплеем, а входы промышленного контроллера при этом соединены с выходами сигнального процессора.

Исполнение двухкоординатного механизма определения центра поперечного сечения измеряемой детали, состоящего из двухкоординатного механизма базирования оптической головки и блока управления, позволяет упростить конструкцию устройства, исключив большое количество перемещающих механизмов и приводов, что значительно увеличивает надежность устройства.

Использование сигнального процессора, вход которого подключен к оптическому дальномеру, позволяет производить поиск центра спектральным методом, что позволяет повысить точность определения центра детали за счет снижения методической погрешности, возникающей из-за неправильной формы детали, что повышает точность измерения.

Использование блока управления, состоящего из промышленного контроллера, управляющие выходы которого соединены с серводвигателями привода вращения, механизмами перемещения горизонтальной штанги, вертикальной направляющей и с входами сигнального процессора, вход которого подключен к оптическому дальномеру, и дисплеем, а входы промышленного контроллера при этом соединены с выходами сигнального процессора позволяет ускорить процесс поиска центра за счет быстрых вычислений со стороны сигнального процессора, а также за счет использования похожих операций как для поиска центра, так и для снятия профилограммы, что положительно сказывается на быстродействии устройства.

На фиг. 1 изображено оптико-электронное устройство для измерения размеров обечаек. На фиг. 2 изображен двухкоординатный механизм определения центра детали.

Оптико-электронное устройство для измерения размеров обечаек содержит оптическую головку 1, представляющую собой лазерный дальномер 2, установленный на приводе вращения 3, который соединен с серводвигателем 4. Оптическая головка 1 установлена с возможностью вращения в плоскости поперечного сечения измеряемой детали 5 на горизонтальной штанге 6 перемещающего двухкоординатного механизма базирования 7 оптической головки 1.

Горизонтальная штанга 6 посредством механизма перемещения 8, соединенного с серводвигателем 4, с возможностью перемещения установлена на вертикальной направляющей 9 двухкоординатного механизма базирования 7 оптической головки 1, перпендикулярно плоскости поперечного сечения измеряемой детали 5.

При этом вертикальная направляющая 9 посредством механизма перемещения 8, соединенного с серводвигателем 4, с возможностью перемещения установлена на горизонтальной направляющей 10, которая установлена на основании 11.

На основании 11 с возможностью перемещения размещен двухкоординатный механизм определения центра детали 12, состоящий из двухкоординатного механизма базирования оптической головки 7, соединенного с блоком управления 13, который состоит из промышленного контроллера 14, позволяющего в реальном времени управлять приводами по команде оператора, управляющие выходы которого соединены с серводвигателями 4 привода вращения 3, механизмами перемещения 8 горизонтальной штанги 6, вертикальной направляющей 9 и с входами сигнального процессора 15 для вычисления первой гармонической составляющей пространственной частоты поперечного профиля измеряемой детали 5, вход которого подключен к лазерному дальномеру 2 оптической головки 1, и дисплеем 16, при этом входы промышленного контроллера 14 соединены с выходами сигнального процессора 15.

Устройство работает следующим образом. Измеряемая деталь 5 устанавливается на оптико-электронное устройство для измерения размеров обечаек перпендикулярно к горизонтальной направляющей 10 так, чтобы оптическая головка 1, расположенная на горизонтальной штанге 6, оказалась внутри детали 5. От оператора на промышленный контроллер 14 приходит команда о запуске поиска центра детали 5. Поиск центра представляет собой предварительное снятие профилограммы из произвольной точки поперечного сечения детали с последующим вычислением координат центра. Предварительное снятие профилограммы осуществляется следующим образом.

Оператор подает на промышленный контроллер 14 команду о снятии профилограммы. В результате этого промышленный контроллер 14 выполняет следующие действия: подает управляющий сигнал на серводвигатель 4 привода вращения 3, заставляя его якорь повернуться на заданный угол, что поворачивает привод вращения 3 с закрепленным на нем оптическим дальномером 2 на такой же угол, затем сигнальным процессором 15 показания с лазерного дальномера 2 считываются и сохраняются в памяти. Указанные действия продолжаются, пока привод вращения 4 не сделает полный круг. После этого в памяти устройства находится двумерный массив данных, содержащий показания лазерного дальномера 2 в зависимости от угла поворота якоря привода вращения 3. После этого сигнальный процессор 15 вычисляет координаты центра измеряемой детали 5. Для этого сначала вычисляется действительная Re и мнимая Im части комплексного значения первой гармоники по следующим формулам:

; ,

где N - число отсчетов профилограммы;

rn - радиус вектор отсчета, м;

ϕn - угол отсчета, рад;

n - номер отсчета.

После чего вычисляется амплитуда М и фаза Р первой гармоники:

По найденным значениям амплитуды М и фазы Р первой гармоники определяется значение смещения по горизонтали dx и по вертикали dy:

;

После нахождения центра происходит выставление оптической головки 1 в найденные координаты центра. Для этого оператором на промышленный контроллер 14 подается команда о выставлении оптической головки 1 в координаты центра измеряемой детали 5, в результате чего промышленный контроллер 14 подает управляющие сигналы на серводвигатель 4 механизма перемещения 8 вертикальной направляющей 9. В результате этого его якорь начинает вращаться, что приводит в движение механизм перемещения 8 вертикальной направляющей 9 по горизонтальной направляющей 10 двухкоординатного механизма базирования 7 оптической головки 1. Пройденное расстояние вычисляется промышленным контроллером 14 и равняется dx. Когда это расстояние станет равным dx, произойдет остановка вращения якоря серводвигателя 4. После этого с промышленного контроллера 14 поступают управляющие импульсы на серводвигатель 4 механизма: перемещения 8 горизонтальной штанги 6 по вертикальной направляющей 9 двухкоординатного механизма базирования 7. Его якорь начинает вращаться, что приводит к перемещению горизонтальной штанги 6. Пройденное расстояние вычисляется промышленным контроллером 14 и равняется dy. Когда это расстояние станет равным dy, произойдет остановка вращения якоря серводвигателя 4.

После выставления оптической головки в центр измеряемой детали 5 происходит окончательное снятие профилограммы, полностью идентичное предварительному, за исключением того, что после снятия профилограммы происходит отображение результатов измерения на дисплей 16 с помощью промышленного контроллера 14.

Таким образом, выполнение двухкоординатного механизма определения центра поперечного сечения измеряемой детали 12 состоящим из двухкоординатного механизма базирования оптической головки 7 и блока управления 13, который состоит из промышленного контроллера 15, управляющие выходы которого соединены с серводвигателями 4 привода вращения 3, механизмами перемещения 8 горизонтальной штанги 6 и вертикальной направляющей 9 и с входами сигнального процессора 15, вход которого подключен к лазерному дальномеру 2 оптической головки 1, и дисплеем 16, а входы промышленного контроллера 15 при этом соединены с выходами сигнального процессора 16, обеспечивает увеличение точности измерения, быстродействия и повышение надежности заявляемого оптико-электронного устройства для измерения размеров обечаек.

Оптико-электронное устройство для измерения размеров обечаек, содержащее оптическую головку, представляющую собой оптический дальномер, установленный на приводе вращения, соединенном с серводвигателем, установленную на перемещающем двухкоординатном механизме базирования оптической головки, соединенном с серводвигателями, двухкоординатный механизм определения центра поперечного сечения измеряемой детали и механизмы перемещения горизонтальной штанги и вертикальной направляющей, отличающееся тем, что двухкоординатный механизм определения центра поперечного сечения измеряемой детали состоит из двухкоординатного механизма базирования оптической головки и блока управления, который состоит из промышленного контроллера, управляющие выходы которого соединены с серводвигателями привода вращения, механизмами перемещения горизонтальной штанги и вертикальной направляющей и с входами сигнального процессора, вход которого подключен к оптическому дальномеру, и дисплеем, а входы промышленного контроллера при этом соединены с выходами сигнального процессора.
Оптико-электронное устройство для измерения размеров обечаек
Оптико-электронное устройство для измерения размеров обечаек
Источник поступления информации: Роспатент

Showing 31-40 of 362 items.
25.08.2017
№217.015.cadc

Вулканизуемая резиновая смесь для изготовления светлых резин

Изобретение относится к вулканизуемым резиновым смесям для изготовления светлых резин на основе натурального каучука. Вулканизуемая резиновая смесь для изготовления светлых резин содержит следующие компоненты мас. ч.: натуральный каучук 100,0; сера 2,50; дифенилгуанидин 0,37; каптакс 0,48;...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002620059
Дата охранного документа: 22.05.2017
25.08.2017
№217.015.cb40

Вулканизуемая резиновая смесь для изготовления светлых резин

Изобретение относится к вулканизуемым резиновым смесям для изготовления светлых резин на основе синтетического полиизопренового каучука. Вулканизуемая резиновая смесь для изготовления светлых резин содержит, мас.ч.: каучук СКИ-3 100,0; серу 1,0; дифенилгуанидин 3,0; альтакс 0,60; оксид цинка...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002620060
Дата охранного документа: 22.05.2017
25.08.2017
№217.015.cd0c

Способ повышения интенсивности теплоотдачи в испарителе

Изобретение относится к технике проведения тепло- и массообменных процессов, а именно испарению жидких сред в режиме кипения, и может быть использовано в разных отраслях промышленности в различных тепло- и массообменных аппаратах. Способ повышения интенсивности теплоотдачи в испарителе,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002619684
Дата охранного документа: 17.05.2017
25.08.2017
№217.015.cdd7

Способ предпосевной обработки семян

Изобретение относится к сельскому хозяйству и растениеводству. Способ предпосевной обработки семян, в котором в расположенную в емкости с водой смесительную камеру под действием собственного веса загружают обрабатываемые семена, обрабатывают их тремя гидродинамическими излучателями и выгружают....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002619756
Дата охранного документа: 18.05.2017
25.08.2017
№217.015.d073

Способ получения высокодисперсных стабилизированных частиц йодида серебра в водных растворах

Изобретение относится к способу получения стабилизированных частиц йодида серебра. Способ включает приготовление первого раствора, представляющего собой раствор йодида калия с концентрацией 0,216-3,6 ммоль/л, приготовление второго раствора, образованного из водного раствора нитрата серебра с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002621301
Дата охранного документа: 01.06.2017
26.08.2017
№217.015.d401

Фотополимеризующаяся композиция

Изобретение относится к химии полимеров, в частности к составам на основе эпоксидных смол, применяемым для получения покрытий защитного назначения методом ускоренного их формирования - фотоинициированной полимеризацией. Композиция включает стирольный блок-сополимер, олигомер, растворитель и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002622313
Дата охранного документа: 14.06.2017
26.08.2017
№217.015.d403

Способ восстановления производных стирола

Изобретение относится к способу восстановления производных стирола, приводящему к получению ароматических соединений, которые используются в качестве полупродуктов в органическом синтезе. Способ заключается в восстановлении производных стирола с молекулярным водородом в присутствии наночастиц...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002622295
Дата охранного документа: 14.06.2017
26.08.2017
№217.015.d4eb

Способ n-алкилирования циклических аминов

Изобретение относится к способу алкилирования циклических аминов нитрилами, заключающемуся во взаимодействии циклического амина с нитрилом с использованием молекулярного водорода в качестве восстановителя в присутствии наночастиц никеля при нагревании, при этом в качестве катализатора...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002622296
Дата охранного документа: 14.06.2017
26.08.2017
№217.015.d4f6

Способ восстановления непредельных циклических и бициклических соединений

Изобретение относится к способу восстановления непредельных циклических и бициклических соединений, которые могут быть использованы в качестве полупродуктов в органическом синтезе. Способ заключается во взаимодействии непредельных циклических и бициклических соединений с молекулярным водородом...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002622297
Дата охранного документа: 14.06.2017
26.08.2017
№217.015.dff6

Способ получения гранулированного сорбента на основе тростника обыкновенного

Изобретение относится к производству гранулированных сорбентов на основе природных полимеров, которые могут применяться для очистки водных сред от нефти и нефтепродуктов, а также для сбора нефтепродуктов с почвы и других поверхностей вблизи автозаправочных станций. Способ получения сорбента...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002625107
Дата охранного документа: 11.07.2017
Showing 1-7 of 7 items.
29.05.2018
№218.016.574b

Устройство для измерения расстояния до места повреждения линий электропередачи

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при создании приборов для автоматического определения расстояния до места аварии в линиях электропередачи. Сущность: в устройство введен блок укорочения, содержащий микроконтроллер, к аналоговым входам которого подключены...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002654958
Дата охранного документа: 23.05.2018
29.05.2018
№218.016.57f7

Оптическое устройство для измерения диаметров крупногабаритных деталей

Изобретение относится к оптическим устройствам для измерения и контроля, а именно к устройствам для измерения геометрических параметров нагретых изделий, и может быть использовано при производстве обечаек. Оптическое устройство для измерения диаметров крупногабаритных деталей содержит...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002654952
Дата охранного документа: 23.05.2018
25.06.2018
№218.016.66ec

Система контроля гололёдных нагрузок на провода воздушных линий электропередачи

Использование: в области электроэнергетики. Техническим результат – увеличение точности измерения гололедных нагрузок за счет помехоустойчивости канала регистрации провиса провода. Система контроля гололедных нагрузок на провода воздушных линий электропередачи содержит измерительные посты,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002658344
Дата охранного документа: 20.06.2018
19.01.2019
№219.016.b19e

Устройство для контроля состояния воздушных линий электропередачи

Изобретение относится к электроэнергетике и может быть использовано для контроля состояния воздушных линий электропередачи (ВЛЭП), а именно измерения гололедно-ветровых нагрузок и мониторинга температурного режима эксплуатации. Заявленное устройство для контроля состояния воздушных линий...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002677498
Дата охранного документа: 17.01.2019
15.03.2019
№219.016.e0e5

Способ измерения геометрических параметров оболочки вращения

Изобретение относится к области технических измерений и может быть использовано при измерении геометрических параметров (отклонений формы и биений) преимущественно крупногабаритных корпусных изделий. Способ заключается в том, что предварительно создают основную (ρ, θ, z) и вспомогательную (r,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002426067
Дата охранного документа: 10.08.2011
04.02.2020
№220.017.fd7b

Интеллектуальное устройство для измерения расстояния до места повреждения линий электропередачи

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при создании приборов для автоматического определения расстояния до места аварии в линиях электропередачи. Сущность: введен блок стабилизации параметров информационного сигнала, содержащий усилитель информационного сигнала...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002712771
Дата охранного документа: 31.01.2020
06.03.2020
№220.018.09dc

Устройство интеллектуальной токовой защиты электрических сетей от однофазных замыканий на землю

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для релейной защиты в электрических сетях напряжением 6-35 кВ, работающих с изолированной или резистивно-заземленной нейтралью при однофазных замыканиях на землю (ОЗЗ) через переходные сопротивления. Технический результат:...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002715909
Дата охранного документа: 04.03.2020
+ добавить свой РИД