Оптиметры

Оптиметры

К числу оптико-механических и оптических приборов, предназначенных для измерения длин деталей с высокой точностью относятся измерительные машины, длиномеры, измерительные микроскопы, проекторы. В других приборах (оптиметрах и ультраоптиметрах) точности измерения повышают благодаря сочетанию механических передаточных механизмов и оптических устройств. Все эти приборы в основном используются в измерительных лабораториях и в механических и инструментальных цехах для особо точных измерений (измерение калибров, прецизионных деталей).

Оптиметры имеют цену деления 0,001 мм. Их изготовляют в двух исполнениях: вертикальном и горизонтальном. Вертикальный оптиметр (рис. 34) предназначен для контактных измерений наружных линейных размеров относительным методом. Проверяемую деталь 8 устанавливают на столик 9 прибора под измерительный стержень 7. Отклонения в размерах проверяемых деталей вызовут перемещения измерительного стержня, связанного с зеркалом оптического устройства, расположенного в трубке 5 оптиметра. Зеркало поворачивается на шарнире на некоторый угол, в результате чего шкала прибора смещается относительно неподвижного указателя, фиксируя величину отклонения размера детали от настроечного. Оптиметр перед началом измерений настраивают по блоку концевых мер длины или по образцовой детали. Отсчет производят по шкале прибора через окуляр 4. Зеркало 3 служит для подсветки шкалы. Точная настройка прибора осуществляется перемещением столика 9 при вращении гайки 11с последующим закреплением винтом 10. Для перемещений трубки оптиметра служит кронштейн 2, перемещающийся по вертикальной стойке, смонтированной -в основании прибора 1. Отвод измерительного наконечника осуществляется с помощью арретира 6. Вертикальный оптиметр с окуляром имеет пределы измерения 0—180 мм. Предел показаний по шкале ±0,1 мм. Погрешности измерения составляют ±0,2—±0,3 мкм.

Рис. 34. Вертикальный оптиметр

Принцип работы горизонтального оптиметра аналогичен описанному принципу работы вертикального оптиметра. На горизонтальном оптиметре кроме наружных размеров можно с помощью специальных сменных приспособлений определять также внутренние размеры.

В проекционных оптиметрах появляется результат на экране с неподвижным указателем, относительно него перемещается увеличенное изображение шкалы прибора при смещении измерительного стержня. В настоящее время отечественная промышленность выпускает оптиметры с ценой деления 0,0002 мм (т. е. 0,2 мкм).

Работа на оптиметрах связана с рядом неудобств: малые пределы измерения по шкале, необходимость настройки на заданный размер. Этого недостатка лишены оптические длиномеры, предназначенные для абсолютных измерений в достаточно больших пределах (0—100 мм), с высокой точностью, цена деления длиномеров доходит до 0,1 мкм. Выпускают оптические длиномеры с отсчетным устройством экранного типа и еще более удобные длиномеры с отсчетом всего измеренного размера на цифровом табло прибора. Такие длиномеры выпускают с ценой деления 0,1; 0,2; 0,5 и 1 мкм.

Для измерения больших линейных размеров выпускают измерительные машины различных типов. Однокоординатные измерительные машины предназначены для точных измерений длины, наружных и внутренних диаметров (1000—6000 мм). Принцип действия этих машин одинаков (по типу оптического устройства оптиметра), конструктивно они различаются длиною станины. Длинные детали устанавливают на измерительной машине в регулируемых люнетах, а короткие — на универсальном столике. Измерения на измерительной машине можно производить как относительным, так и абсолютным методом. На станине измерительной однокоординатной машины имеются две шкалы: одна с интервалами деления 100 мм, имеющая Двойные штрихи (по этой шкале устанавливают упорную бабку машины), и вторая длиною 100 мм с интервалами делений 0,1 мм. По этим двум шкалам отсчитывают сотни, десятки, единицы и десятые доли миллиметров; сотые и тысячные доли миллиметра отсчитывают по шкале оптиметра, головка которого также вмонтирована в измерительную бабку машины. Определяемый размер равен сумме этих отсчетов (отсчет по шкалам оптиметра ведут со своим знаком). Имеются модели измерительных однокоординатных машин для проверки размеров до 12 000 мм.

Схемы двух- и трехкоординатиой измерительных машин приведены на рис. 35. Двухкоординатная измерительная машина (рис. 35, а) позволяет измерить расстояния (х = 132,784 мм; и у=29,581 мм) между осями отверстий детали Д, лежащих в

одной плоскости, а также параметры плоских профильных шаблонов (в прямоугольных или полярных координатах). Трехкоординатная портальная измерительная машина (рис. 35, б) служит для определения расстояний между осями отверстий, лежащих в разных плоскостях, а также для контроля линейных размеров корпусных деталей и объемных шаблонов. На рисунке показана деталь Д, установленная на столе измерительной машины, для проверки размеров по высоте, длине и ширине. На цифровом табло машины фиксируются размеры по трем координатам (х, у, z). Стрелками на рис. 35 показано направление перемещений измерительной головки машины.

Рис. 35. Схемы двух- и трехкоординатных измерительных матриц