[go: up one dir, main page]

RU2348007C2 - Optical device for measuring diameters of details - Google Patents

Optical device for measuring diameters of details Download PDF

Info

Publication number
RU2348007C2
RU2348007C2 RU2006138377/28A RU2006138377A RU2348007C2 RU 2348007 C2 RU2348007 C2 RU 2348007C2 RU 2006138377/28 A RU2006138377/28 A RU 2006138377/28A RU 2006138377 A RU2006138377 A RU 2006138377A RU 2348007 C2 RU2348007 C2 RU 2348007C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
optical
laser
optical device
detail
measured
Prior art date
Application number
RU2006138377/28A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2006138377A (en
Inventor
Олег Николаевич Федонин (RU)
Олег Николаевич Федонин
Ольга Васильевна Каленина (RU)
Ольга Васильевна Каленина
Original Assignee
ГОУВПО "Брянский государственный технический университет"
Олег Николаевич Федонин
Ольга Васильевна Каленина
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ГОУВПО "Брянский государственный технический университет", Олег Николаевич Федонин, Ольга Васильевна Каленина filed Critical ГОУВПО "Брянский государственный технический университет"
Priority to RU2006138377/28A priority Critical patent/RU2348007C2/en
Publication of RU2006138377A publication Critical patent/RU2006138377A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2348007C2 publication Critical patent/RU2348007C2/en

Links

Landscapes

  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)

Abstract

FIELD: physics, measurements.
SUBSTANCE: optical device designed to measure diameters of details comprises the optical-mechanical unit consisting of the laser, photodiode ruler and prisms with a 90-degree angle intended for installation of the detail to be measured. Laser beam passes through the prism aperture to fall on spring-loaded polished plate for it to turn under the weight of the measured detail in a plane, perpendicular to the detail axis. Then, the said beam is reflected onto the photodiode ruler.
EFFECT: new optical simple-design with expanded performances.
1 dwg

Description

Изобретение относится к оптическим устройствам для измерения и контроля, а именно для измерения геометрических параметров деталей, и может быть использовано при производстве различных деталей типа тел вращения.The invention relates to optical devices for measurement and control, namely for measuring the geometric parameters of parts, and can be used in the manufacture of various parts such as bodies of revolution.

Известна лазерная установка для контроля диаметра деталей на токарных станках, изложенная в книге «Активный контроль размеров» / С.С.Волосов, М.Л.Шлейфер, В.Я.Рюмкин и др. Под ред. С.С.Волосова. - М.: Машиностроение, 1984 г., стр.127. Она включает лазер, фотоприемник, отличается тем, что излучение от лазера, пройдя систему зеркал и призм, направляется на обрабатываемую деталь, часть светового потока, прошедшего по касательной к поверхности контролируемой детали, отклоняется под углом к основному потоку и оптическими системами направляется на фотоприемники, выходной сигнал которых соответствует размерному отклонению диаметра изделия.Known laser installation for controlling the diameter of parts on lathes, described in the book "Active size control" / S.S. Volosov, M.L.Shleifer, V.Ya. Ryumkin and others. Ed. S.S. Volosova. - M.: Mechanical Engineering, 1984, p. 127. It includes a laser, a photodetector, characterized in that the radiation from the laser, passing through a system of mirrors and prisms, is directed to the workpiece, part of the light flux that has passed tangentially to the surface of the part being inspected is deflected at an angle to the main stream and optical systems are directed to photodetectors, the output signal of which corresponds to the dimensional deviation of the diameter of the product.

Недостатком данной установки является невозможность ее применения при резании с СОЖ и относительно высокая стоимость.The disadvantage of this installation is the impossibility of its use when cutting with coolant and a relatively high cost.

Известен также бесконтактный лазерный прибор активного контроля, изложенный в книге «Активный контроль размеров» / С.С.Волосов, М.Л.Шлейфер, В.Я.Рюмкин и др. Под ред. С.С.Волосова. - М.: Машиностроение, 1984 г., стр.129. Он включает гелий-неоновый лазер, фотоприемник, отличается тем, что излучение от гелий-неонового лазера направлено к поверхности контролируемой детали со стороны резца через оптическую систему, отраженный световой поток воспринимается оптической системой измерительного устройства и направляется на фотоприемник, выполненный из фоторезисторов.Also known is a non-contact active monitoring laser device described in the book “Active Size Control” / S.S. Volosov, M.L. Shleifer, V.Ya. Ryumkin and others. Ed. S.S. Volosova. - M.: Mechanical Engineering, 1984, p. 129. It includes a helium-neon laser, a photodetector, characterized in that the radiation from the helium-neon laser is directed to the surface of the controlled part from the cutter side through the optical system, the reflected light flux is perceived by the optical system of the measuring device and sent to the photodetector made of photo-resistors.

Недостатком данного прибора является низкая точность измерения, вследствие влияния на точность контроля силовых и тепловых деформаций детали, изменения кривизны ее поверхности, что особенно проявляется при обработке ступенчатых и фасонных деталей.The disadvantage of this device is the low accuracy of the measurement, due to the influence on the accuracy of control of power and thermal deformations of the part, changes in the curvature of its surface, which is especially evident when processing stepped and shaped parts.

Наиболее близким к заявленному изобретению является оптическое устройство для измерения диаметров крупногабаритных деталей, содержащее оптико-механический блок задания размера, состоящий из конуса, рычага, первой пружины, обеспечивающей контакт свободного конца рычага с поверхностью конуса, и преобразователь положения кромки детали, отличающееся тем, что конус оптико-механического блока задания размера с винтовым механизмом перемещения свободно установлен на центрирующем упоре, закрепленном в плоскости измерения на подвижном основании оптико-механического блока задания размера, и жестко соединен с подвижным штоком, установленным в вертикальной направляющей втулке подвижного основания оптико-механического блока задания размера и связанным с подвижным основанием с помощью второй пружины, обеспечивающей контакт конуса с центрирующим упором, на подвижном основании оптико-механического блока задания размера закреплен механизм относительного вертикального перемещения оси поворота рычага с преобразователем положения кромки детали, а подвижное основание оптико-механического блока задания размера установлено с возможностью перемещения вертикальных неподвижных направляющих с устройствами фиксации и отсчета величины перемещения (Патент РФ 2181190 С2, G01В 21/10, 2000).Closest to the claimed invention is an optical device for measuring the diameters of large parts, containing an opto-mechanical size setting unit, consisting of a cone, a lever, a first spring providing contact of the free end of the lever with the surface of the cone, and a position transmitter of the edge of the part, characterized in that the cone of the optomechanical size setting unit with a screw movement mechanism is freely mounted on a centering stop fixed in the measurement plane on a movable base optical-mechanical unit for setting the size, and is rigidly connected to the movable rod installed in the vertical guide sleeve of the moving base of the optical-mechanical unit for setting the size and connected to the moving base using a second spring, which provides cone contact with the centering stop, on the moving base of the optical of the mechanical unit for setting the size, the mechanism of relative vertical movement of the axis of rotation of the lever with the transducer of the position of the edge of the part is fixed, and the movable base is optically the mechanical unit for setting the size is installed with the ability to move the vertical stationary guides with devices for fixing and counting the magnitude of the movement (RF Patent 2181190 C2, G01B 21/10, 2000).

Недостатком данного устройства являются ограниченные технологические возможности: измерение только крупногабаритных деталей, сложность конструкции, что приводит к увеличению погрешности измерения, жесткие требования по чистоте обрабатываемой детали.The disadvantage of this device is the limited technological capabilities: measurement of only large-sized parts, design complexity, which leads to an increase in measurement error, strict requirements for the purity of the workpiece.

В этой связи важнейшей задачей является создание нового оптического устройства, позволяющего расширить технологические возможности, то есть производить контроль среднегабаритных деталей в условиях любого типа производства на стадиях как черновой, так и чистовой обработок, с минимальной погрешностью измерения, при упрощении конструкции.In this regard, the most important task is to create a new optical device that allows expanding technological capabilities, that is, to control medium-sized parts in any type of production at the stages of roughing and finishing, with minimal measurement error, while simplifying the design.

Для достижения технического результата предлагается оптическое устройство для измерения диаметров деталей, отличающееся тем, что оптико-механический блок, состоящий из лазера, фотоприемника, призмы, в которой через отверстие проходит луч лазера, падающий на подпружиненную отполированную пластину, имеющую возможность поворота под весом измеряемой детали в плоскости, перпендикулярной оси детали, и отражается на фотодиодную линейку.To achieve a technical result, an optical device for measuring the diameters of parts is proposed, characterized in that the optical-mechanical unit, consisting of a laser, a photodetector, a prism in which a laser beam passes through the hole, incident on a spring-loaded polished plate that can be rotated under the weight of the measured part in a plane perpendicular to the axis of the part, and is reflected on the photodiode array.

На чертеже представлено предлагаемое устройство.The drawing shows the proposed device.

Оптическое устройство для измерения диаметров деталей содержит призму 1 с углом 90°, лазер 2, фотодиодную линейку 3, отполированную пластину 4, ось 5, на которой крепится отполированная пластина 4, круговую пружину 6, концевую меру 7, измеряемую деталь 8.An optical device for measuring the diameters of parts contains a prism 1 with an angle of 90 °, a laser 2, a photodiode ruler 3, a polished plate 4, an axis 5 on which a polished plate 4 is attached, a circular spring 6, an end measure 7, a measured part 8.

Устройство работает следующим образом. При установке измеряемой детали 8 в призму 1 полированная пластина 4 под весом детали 8 поворачивается на определенный угол. Луч лазера 2, падая на отполированную пластину 4, отражается в определенную область фотодиодной линейки 3, установленной в нише призмы 1, что предотвращает ее повреждение при измерении малогабаритных деталей.The device operates as follows. When installing the measured part 8 in the prism 1, the polished plate 4 under the weight of the part 8 is rotated by a certain angle. The laser beam 2, incident on the polished plate 4, is reflected in a certain area of the photodiode array 3 installed in the recess of the prism 1, which prevents its damage when measuring small parts.

Для возврата отполированной пластины 4 в исходное положение используется круговая пружина 6.To return the polished plate 4 to its original position, a circular spring 6 is used.

Для расширения диапазона измерений возможно использование концевых мер 7, устанавливаемых на отполированную пластину 4. Измерение последующих деталей проводится аналогично.To expand the measurement range, it is possible to use end gauges 7 mounted on a polished plate 4. Measurement of subsequent parts is carried out similarly.

Таким образом, использование заявленного оптического устройства в машиностроении при производстве деталей типа тел вращения позволяет снизить уровень брака обрабатываемых изделий, снизить трудоемкость работы контролера, повысить производительность производства. Поскольку число элементов конструкции сведено к минимуму, это еще и значительно снижает погрешность измерения.Thus, the use of the claimed optical device in mechanical engineering in the production of parts such as bodies of revolution allows you to reduce the level of marriage of processed products, reduce the complexity of the controller, increase production productivity. Since the number of structural elements is minimized, this also significantly reduces the measurement error.

Claims (1)

Оптическое устройство для измерения диаметров деталей, отличающееся тем, что оптико-механический блок состоит из лазера, фотодиодной линейки, призмы с углом 90° для установки измеряемой детали, в которой через отверстие проходит луч лазера, падающий на подпружиненную отполированную пластину, имеющую возможность поворота под весом измеряемой детали в плоскости, перпендикулярной оси детали, и отражается на фотодиодную линейку. An optical device for measuring the diameters of parts, characterized in that the optical-mechanical unit consists of a laser, a photodiode array, a prism with an angle of 90 ° to install a measured part, in which a laser beam passes through the hole, incident on a spring-loaded polished plate, which can be rotated under the weight of the measured part in a plane perpendicular to the axis of the part, and is reflected on the photodiode array.
RU2006138377/28A 2006-10-30 2006-10-30 Optical device for measuring diameters of details RU2348007C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2006138377/28A RU2348007C2 (en) 2006-10-30 2006-10-30 Optical device for measuring diameters of details

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2006138377/28A RU2348007C2 (en) 2006-10-30 2006-10-30 Optical device for measuring diameters of details

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2006138377A RU2006138377A (en) 2008-05-10
RU2348007C2 true RU2348007C2 (en) 2009-02-27

Family

ID=39799608

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2006138377/28A RU2348007C2 (en) 2006-10-30 2006-10-30 Optical device for measuring diameters of details

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2348007C2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU216130U1 (en) * 2022-03-02 2023-01-17 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградский государственный технический университет" (ВолгГТУ) Optical device for measuring the diameters of large parts

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB913299A (en) * 1959-10-07 1962-12-19 Hensoldt & Soehne M Instrument for the determination of the diameter of work pieces or the like
SU1698644A1 (en) * 1989-07-17 1991-12-15 Волгоградский Политехнический Институт Optoelectronic device to measure diameters of heated large-size parts
RU2054624C1 (en) * 1991-04-03 1996-02-20 Волгоградский Политехнический Институт Optical device for metering diameters of large-size pieces
RU2181190C2 (en) * 2000-06-09 2002-04-10 Волгоградский государственный технический университет Optical device to measure diameters of large-sized parts

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB913299A (en) * 1959-10-07 1962-12-19 Hensoldt & Soehne M Instrument for the determination of the diameter of work pieces or the like
SU1698644A1 (en) * 1989-07-17 1991-12-15 Волгоградский Политехнический Институт Optoelectronic device to measure diameters of heated large-size parts
RU2054624C1 (en) * 1991-04-03 1996-02-20 Волгоградский Политехнический Институт Optical device for metering diameters of large-size pieces
RU2181190C2 (en) * 2000-06-09 2002-04-10 Волгоградский государственный технический университет Optical device to measure diameters of large-sized parts

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU216130U1 (en) * 2022-03-02 2023-01-17 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградский государственный технический университет" (ВолгГТУ) Optical device for measuring the diameters of large parts

Also Published As

Publication number Publication date
RU2006138377A (en) 2008-05-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106595480B (en) For measuring the laser measurement system and method for shaft six degree of freedom geometric error
CN110081823B (en) Five-degree-of-freedom geometric motion error measurement system of machine tool
CN104034281A (en) Optical self-focusing probe used for free-form surface topography measurement
CN106767395B (en) One kind being used for the efficient measuring system of six geometric error high resolution of linear guide and method
CN108444396B (en) Light path consistent displacement sensor and measuring method thereof
US20080137061A1 (en) Displacement Measurement Sensor Using the Confocal Principle
Li et al. Method for simultaneously and directly measuring all six-DOF motion errors of a rotary axis
US9025165B2 (en) Normal vector tracing ultra-precision shape measurement method
CN105806215A (en) Roll angle measurement device and method based on bi-blazed grating heterodyne interference
US6674521B1 (en) Optical method and system for rapidly measuring relative angular alignment of flat surfaces
CN204064260U (en) A kind of optics self-focusing for free form surface topography measurement is popped one's head in
CN209706746U (en) A kind of lathe five degree of freedom geometric moving error measuring system
RU2348007C2 (en) Optical device for measuring diameters of details
Xu et al. Development and verification of a high-precision laser measurement system for straightness and parallelism measurement
CN114812443B (en) Straightness and roll angle error simultaneous measurement system
CN106500618A (en) A kind of measurement apparatus of axisymmetry Surface error and measuring method
CN101872074B (en) Adjustment method of three pairwise vertical light
Chen et al. Effects of incident beam deviation from the center of a cat's eye retro-reflector on the measurement accuracy of a laser tracing system
CN107036559A (en) A kind of measuring method of curved surface slope
Saito et al. Investigation of an optical sensor for small tilt angle detection of a precision linear stage
CN114858096B (en) A horizontal optical path transfer goniometer and its measurement method
CN115790374B (en) A device for measuring spindle rotation deviation based on optical interference
CN212903065U (en) Transverse focusing device suitable for displacement sensor to measure large round object
CN212620587U (en) A long-distance angle alignment device suitable for optical and similar measurement systems
JP2024137175A (en) Measuring device using multi-axis laser interferometer

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20081223