CS240946B1

CS240946B1 - Device for simultaneous measurement of six dimensions of openings, especially lids and flanges

Info

Publication number: CS240946B1
Application number: CS847336A
Authority: CS
Inventors: Jaroslav Stanek; Milan Mayer; Dana Bendova
Original assignee: Jaroslav Stanek; Milan Mayer; Dana Bendova
Priority date: 1984-09-28
Filing date: 1984-09-28
Publication date: 1986-03-13
Also published as: CS733684A1

Abstract

Zařízení je určeno pro automatizované měření až šesti rozměrů současno na jednom výrobku. Vynález řeší konstrukční provedení zařízení, které automaticky ustavuje polohu, upíná a měří otvory součástí, zejména vík a přírub. Podstata vynálezu spočívá v horizontálním a rovnoběžném umístění až šesti snímacích hlavic, připevněných pomocí držáků v paprskovitě směrovaných drážkách provedených na nosné desce. Polohy snímacích hlavic jsou nastavitelné v axiálním i radiálním směru. Při jednom zdvihu, vytvořeném tlakem média na píst v hydraulicmém válci, je současně provedeno ustavení polohy měřené součásti pomocí středícího čepu, upevnění měřené součásti upinačem a zaměření rozměrů součásti snímacími hlavicemi. Zařízení podle vynálezu je možno použít i pro automatizovaná technologická pracoviště, kde vkládání a vyjímání součástí je prováděno průmyslovými roboty nebo manipulátory.The device is intended for automated measurement of up to six dimensions simultaneously on one product. The invention solves the design of a device that automatically positions, clamps and measures holes of components, especially covers and flanges. The essence of the invention lies in the horizontal and parallel placement of up to six sensing heads, attached by means of holders in radially directed grooves made on the support plate. The positions of the sensing heads are adjustable in both axial and radial directions. During one stroke, created by the pressure of the medium on the piston in the hydraulic cylinder, the position of the measured component is simultaneously set using a centering pin, the measured component is fixed by a clamp and the dimensions of the component are measured by means of sensing heads. The device according to the invention can also be used for automated technological workplaces, where the insertion and removal of components is performed by industrial robots or manipulators.

Description

Vynález se týká zařízení pro současné měření šesti rozměrů otvorů, zejména vík a přírub, přičemž ustavení polohy a upnutí měřené součásti je prováděno hydraulicky a měření rozměrů je prováděno kontaktními snímacími hlavicemi.The invention relates to a device for the simultaneous measurement of six dimensions of openings, in particular lids and flanges, wherein the positioning and clamping of the component to be measured is carried out hydraulically and the measurement of the dimensions is performed by contact sensing heads.

Dosud známá provedení zařízení pro měření vnitřních válcových ploch na víkách a přírubách používají ke zjišťování rozměrů zpravidla vzduchových systémů se zabudovaný²¹²· snímači v tělě se měřicího trnu. Vůlí mezi trnem a měřeným otvorem je určen tlak vzduchu v měřicí soustavě. Tento údaj se převádí na elektrický signál, jehož velikost je přímo úměrné velikosti měřeného rozměru. Jako převodníkem mezi tlakem vzduchya elektrickým zPreviously known embodiments of devices for measuring inner cylindrical surfaces on lids and flanges typically use air systems with built-in ²¹² sensors in the body of the measuring mandrel to determine the dimensions. The air pressure in the measuring system is determined by the clearance between the mandrel and the measured bore. This is converted into an electrical signal whose magnitude is directly proportional to the magnitude of the measured dimension. As a transducer between air pressure and electric power

signálem se používá pružný č-len s tenzometrickými snímači. Nevýhodou vzduchových systémů je nutnost konstrukce a výroby přes ných a drahých měřicích trnů pro každý druh a rozměr měřené sou Části, případně dosti obtížné úpravy měřicích trnů na jiný rozměr, zejména menší. Z toho vyplývá nízké univerzálnost těchto měřicích zařízení a vysoké v-ýrobní náklady. U větších měřených součástí i velmi nepříznivě působí velká hmotnost měřicích trnů což je na závadu hlavně přesnosti a rychlosti měření. Dále je u vzduchových systémů omezena rychlost snímání měřeného rozměru což se negativně projevuje zejména při průběžném měření a vyhodnocování maxima i jeho polohy na měřené součásti. Dále jsou známa zařízení, která měřené rozměry otvorů snímají pomocí doteků s pákovými převody, přičemž je snaha výrobců převádět výchylky doteků přes mechanismus s minimální vůli na elektrický signál pomocí induktivního nebo kapacitního snímače. Nevýhodou uvedených zařízení je jejich složitost, členitost a velké vnější rozměry, což působí potíže při zařazování těchto měřicích za řízení do automatických technologických pracovišť, především proto, že neumožňují automatické vkládání a vyjímání měřených součástí pomocí průmyslových robotů nebo manipulátorů athe signal uses a flexible member with strain gauges. The disadvantage of air systems is the necessity to design and manufacture precise and expensive measuring mandrels for each type and size of the measured part, or quite difficult to adapt the measuring mandrels to another dimension, especially smaller ones. This results in low versatility of these measuring devices and high production costs. In the case of larger measuring components, the large weight of the measuring mandrels also has a very unfavorable effect, which is mainly due to the accuracy and speed of the measurement. Furthermore, the speed of sensing the measured dimension is limited in air systems, which has a negative effect especially during continuous measurement and evaluation of the maximum and its position on the measured components. Furthermore, devices are known which sensing the measured dimensions of the holes by means of lever-type contacts, with the tendency for manufacturers to convert the stylus deflections through a minimal-play mechanism into an electrical signal by means of an inductive or capacitive sensor. The disadvantage of these devices is their complexity, ruggedness and large external dimensions, which makes it difficult to incorporate these measuring devices into automatic technological workplaces, mainly because they do not allow automatic insertion and removal of the measured components by industrial robots or manipulators, and

240 946 následné automatické měřeni vnitřních rozměrů současně·240 946 subsequent automatic measurement of internal dimensions simultaneously ·

Výěe uvedené nedostatky odstraňuje zařízení pro současné měření ěesti r~ozměrů otvorů, zejména vík a přírub, jehož podstatou je, že se základovou deskou je pevně spojen hydraulický válec s pístem a pístnici, které je spojena s jezdcem, jenž je suvně uložen na dvou válcových vodicích tyčích· S jezdcem je pevně spojena konzola, ke které je připevněn upínač a středící čep. Na konci středícího čepu je uložena kleština. V zadním čele kleštiny je otočně uložen dřík ěřoubu, zašroubovaného v čele středícího čepu· Současně je ve středícím čepu připevněn kolík, jehož jeden konec je suvně uložen v dříku drážce vytvořené v kleštině. Vnějěí část kleštiny je opatřena závitem, na kterém je uložena matice, která se čelně stýká s nosnou deskou, uloženou na kleštině. Nosná deska je opatřena ěesti paprskovitě směrovanými drážkami, ve kterých jsou umístěny válcové čepy držáků, přičemž Čela držáků jsou válcovými maticemi připevněna k čelu nosné desky. V tělese držáku je vytvořena hluboké dxrážka. V horní části drážky je uložena vložka s kterou se stýká če lo šroubku. Na čelní ploše držáku je vytvořen válcový otvor, ve kterém je uložen a spojovacími šrouby upevněn válcový konec sní mací hlavice.The above-mentioned drawbacks are eliminated by a device for simultaneous measurement of six dimensions of holes, in particular lids and flanges, which is based on the fact that the base plate is firmly connected with a hydraulic cylinder with a piston and a piston rod connected with a slider mounted on two cylindrical · The bracket is firmly connected to the slider to which the clamp and centering pin are attached. A collet is mounted at the end of the centering pin. At the rear face of the collet there is a rotatably mounted shaft of the screw screwed into the face of the centering pin. At the same time, a pin is fixed in the centering pin, one end of which is slidably mounted in the shaft of the groove formed in the collet. The outer part of the collet is provided with a thread on which a nut is placed that faces the support plate mounted on the collet. The support plate is provided with six radially directed grooves in which the cylindrical pins of the holders are located, the end faces of the holders being fixed to the face of the support plate by cylindrical nuts. A deep groove is formed in the holder body. In the upper part of the groove is inserted insert with which the face of the screw. A cylindrical bore is formed on the front face of the holder, in which the cylindrical end of the pickup head is mounted and fastened by means of screws.

Hlavní výhody zařízení pro současné měření šesti rozměrů otvorů, zejména vík a přírub, podle tohoto vynálezu spočívají v tom, že lze použit automatické vkládání a vyjímání součástí pomocí průmyslových robotů nebo manipulátorů, přičemž ustavení a upnutí měřené součásti je automatická a to i při použití až šesti měřicích hlavic pro měření více průměrů současně. Horizontální rovnoběžné umístění všech snímacích hlavic minimalizova lo vnější rozměry zařízení. Seřízení na jinou velikost nebo typ měřené součásti je rychlé, přesné a nenáročné na kvalifikaci, protože snímací hlavice jebu stavitelné v radiálním i axiálním směru·The main advantages of the device for the simultaneous measurement of the six dimensions of the bores, in particular the lids and flanges, according to the invention are that automatic insertion and removal of the components by industrial robots or manipulators can be used. Six measuring heads for measuring multiple diameters simultaneously. The horizontal parallel positioning of all sensor heads minimized the external dimensions of the device. Adjustment to a different size or type of component being measured is fast, accurate and easy to qualify, because the sensor heads of the stem are adjustable in both radial and axial directions ·

Zařízení podle vynálezu je naznačeno na přiložených výkresech, kde na obr· 1 je znázorněno zařízení v pohledu, na obr· 2 v bokorysu s částečnými řezy a na obr· 3 je naznačen pohled na upevnění ěesti snímacích hlavic na nosné desce·The device according to the invention is shown in the accompanying drawings, in which Fig. 1 shows the device in a view, Fig. 2 shows a side view with partial sections, and Fig. 3 shows a view of the attachment of six sensor heads to a support plate.

Zařízení podle vynálezu sestává ze základové desky 1 s kte rou je pevně spojen hydraulický válec 2, ve kterém je suvněThe device according to the invention consists of a base plate 1 to which a hydraulic cylinder 2 is rigidly connected in

- 3 240 946 uložen píst J s pístnici 4· Přední část pístnice 4 J^e spojena s jezdcem χ, jenž j-e suvně uložen na dvou válcových vocficích tyčích 6. S jezdcem χ je pevně spojena konzola 2 a připevněným středícím čepem 8. Čelně ke konzole 2 je připevněn upinač χ.- 3 240 946 the piston J is fitted with the piston rod 4 · The front of the piston rod 4 J ^is connected to the slider χ, which is slidably mounted on two cylindrical vocal rods 6. The bracket 2 and the centering pin 8 are fixedly connected to the slider Č. 2, the chuck χ is attached.

Na vnějším konci středícího čepu 8 je suvně uložena kleština 10. V Zadním čelu kleštiny 10 je otočně uložen dřík šroubu 11» Přední částí je šroub 11 zašroubován v čele středícího čepu 8.At the outer end of the centering pin 8, a collet 10 is slidably mounted. In the rear face of the centering collar 10, the shaft 11 of the bolt 11 is rotatably mounted.

Ve středícím čepu 8 je zabudován kolík 12. jehož jeden vyčnívající konec je suvně uložen v drážce kleštiny 10. Vnější část kleštiny 10 je opatřena závitem, na kterém je uložena matice 13. která se čelně stýká s nosnou deskou 14. upevněnou na přední části kleštiny 10. Nosná deska 14 je opatřena šesti paprskovitě směřujícími drážkami, ve kterých jsou umístěny válcové čepy držáků 15. čela držáků 15 jsou válcovými maticemi 16 připevněna k čelu nosné desky 14« V držáku 15 je vytvořena úzké hluboká drážka v jejíž horní části je uložena vložka 17. ⁸ kterou se stýká čelo šroubku 18. V držáku 15 je vytvořen válcový otvor, ve kterém je uložen a spojovacími šrouby 20 upevněn vtlcový konec snímací hlavice 19«A pin 12 is mounted in the centering pin 8, one protruding end of which is slidably mounted in the groove of the collet 10. The outer part of the collet 10 is threaded on which a nut 13 is fitted which faces the support plate 14 fixed to the front of the collet. 10. The support plate 14 is provided with six radially directed grooves in which the cylindrical pins of the holders 15 are located. The faces of the holders 15 are fixed to the face of the support plate 14 by means of cylindrical nuts 16. In the holder 15 a narrow deep groove is formed. 17. ⁸ which contacts the screw head 18. in the holder 15 is a cylindrical opening in which is mounted and secured by connecting screws 20 vtlcový end of the sensor head 19 "

Funkce zařízení podle vynálezu spočívá v současném měření až šesti rozměrů vnitřních průměrů na jedné měřené součásti 21. pomocí snímacích hlavic 19« Radiální nastavení snímacích hlavic 19 se provádí posuvem čepů držáků 15 v rozsahu drážek v nosné desce a· Nastavené polohy snímacích hlavic 19 se zajistí válcovými maticemi 16. Jemné nastavení snímací hlavice 19 v radiálním směru se provádí šroubkem 18, načež čelo šroubku 18 působí přes vložku 17 na drážkou částečně oddělenou přední část držáku 15. ve které je připevněna snímací hlavice 19. Hlubokou drážkou zeslábená část držáku 15 působí jako pružný můstek, jenž umožňuje vychylování přední části držáku 15 se snímací hlavicí 19. Axiální nastavení snímací hlavice 19 se provádí axiálním posuvem válcového konce snímací hlavice 19 ve válcovém otvoru vytvořeném v držáku 15. načež nastavená poloha se zajistí spojovacími šrouby 20. Současné.axiální nastavení věech snímacích hlavic 19 se provádí nastavením polohy nosné desky 14 maticí 13« šroubem 11, jehož válcový dřík je oiočně uložen v čele kleštiny 10. se zajistí poloha nosní desky 14 vůči středícímu čepu 8«The function of the device according to the invention consists in simultaneously measuring up to six dimensions of the inner diameters on one measured component 21. by means of the sensor heads 19 «Radial adjustment of the sensor heads 19 is performed by shifting the pins of the holders 15 within the grooves in the carrier plate; The fine adjustment of the sensor head 19 in the radial direction is effected by the screw 18, whereupon the screw face 18 acts through the insert 17 on the slot partially separated by the front part of the holder 15 in which the sensor head 19 is fixed. the spring bridge which allows the front of the holder 15 to be deflected by the sensor head 19. The axial adjustment of the sensor head 19 is effected by axially displacing the cylindrical end of the sensor head 19 in the cylindrical bore formed in the holder 15. connecting bolts 20. Současné.axiální setting věech sensor heads 19 is performed by adjusting the position of the carrier plate 14 the nut 13 "screw 11 whose shank is cylindrical oiočně stored in the lead chuck to ensure the 10th position of the support plate 14 with respect to the centering pin 8"

Při posuvu pístu χ je pístnici 4 posouván po dvou vodicích tyčích 6 jezdec χ s konzolou 2, a tím je současně posouván středící čep 8, jehož přední kuželovitá část ustaví měřenou součást JIAs the piston χ moves, the piston rod 4 is moved along the two guide rods 6 by the slider χ with the bracket 2, and at the same time the centering pin 8, whose front conical part aligns the measured component J1, is moved.

- 4 240 948 a vzápětí upinač 2 přitiskne měřenou součást 21 na odpružené zakládací ústrojí 22. Současně se měřicí ramena 23 snímacích hlavic 19 zasunou do otvorů měřené součásti 21.4 240 948 and then the clamp 2 presses the measured component 21 onto the spring loaded loading device 22. At the same time, the measuring arms 23 of the sensor heads 19 are inserted into the holes of the measuring component 21.

Claims

SUBJECT OF THE INVENTION

240 946

Apparatus for simultaneously measuring six dimensions of openings, in particular lids and flanges, consisting of a base plate, hydraulic cylinders, pistons, piston rods and spring loaded mechanism, characterized in that a hydraulic cylinder (2) is slidably connected to the base plate (1). a piston (3) and a piston rod (4) connected to a slider (5) slidably mounted on two cylindrical guide rods (6), the bracket (7) to which the a clamp (9) and a centering pin (8) are attached, at the end of which a collet (10) is located, in the rear face of which the shaft of the screw (11) is rotatably mounted; a pin (12) is also attached to the pin (8), one of which protruding ends is slidably positioned in a groove formed in the collet (10) and is provided with a thread on the outer part on which the nut is mounted e (13), which is in contact with the support plate (14) disposed on the collet (10), the support plate (14) being provided with six radially directed grooves in which the cylindrical pins of the holders (15) are located, the end faces of the holders (15) are attached to the face of the support plate (14) by means of cylindrical nuts (16) and a deep groove is formed in the holder body (15) with an insert (17) in contact with the screw face (18). ) and a cylindrical bore is formed on the face of the holder (15), in which the cylindrical end of the sensor head (19) is fastened by means of connecting screws (20).