ДИП-6 – Двухкоординатный измерительный прибор

Двухкоординатный измерительный прибор ДИП-6 предназначен для измерения линейных и угловых размеров различных изделий в прямоугольных и полярных координатах. В частности, на микроскопе ДИП-6 можно измерять резьбовые изделия, режущий инструмент, продольные шаблоны и лекала, кулачки, конусы, метчики, резьбонарезные гребенки, диаметры малых отверстий и др.

Входящий в состав прибора ДИП-6 вычислительный комплекс позволяет на основании полученных координат точек геометрических элементов контролируемого изделия произвести расчет большого количества чертежных размеров (диаметров, радиусов, центров окружностей, точек пересечения, расстояний и углов) и отклонений расположения (отклонения от параллельности, перпендикулярности и наклона, позиционное отклонение от симметричности, соосности и концентричности) поверхностей, составить программу измерения, запомнить ее с целью последующего воспроизведения, сформировать и выдать различные виды протокола измерения. 

Область применения:

• вычисления параметров элемента детали (прямая, точка, эллипс, окружность) по группе измеренных точек в выбранном количестве;
• вычисления параметров элемента детали по ранее вычисленным элементам (биссектриса, точка пересечения, и т. д.);
• вычисления параметров системы координат детали по ранее вычисленным элементам;
• перенос параметров элемента детали в заданную систему координат;
• вычисления отклонений размеров от номинала;
• вычисления размеров (диаметр ,угол, расстояние, радиус) по ранее вычисленным элементам;
• вычисления отклонения формы элемента детали ( от круглости, эллиптичности, прямолинейности и т. д.);
• вычисления углового взаимного расположения (параллельность, перпендикулярность, наклон и т. д.);
• вычисления суммарного биения ( торцевое и радиальное);
• вычисления линейного взаимного расположения элементов детали (соосность, позиционное отклонение);
• вычисления показателя соотношение величины отклонения от заданного допуска);
• просмотра графического изображения измеренных и вычисленных элементов детали;
• комбинирования  и распечатки протоколов измерений.

На данном приборе можно измерять режущий инструмент, метчики, конусы, кулачки лекала, шаблоны, диаметры разного размера. По полученным координатам точек (от 1 до 99) вычисляются точки пересечения, расстояния, углы, центра окружностей, и т. д.

Измеренные величины представляются в программе в единицах:

• линейные - в миллиметрах;
• угловые – в градусах, минутах, секундах.

Прибор работает на языке программирования «УНИВЕРСАЛ», который предназначен для составления программ измерения параметров деталей различных форм на измерительном микроскопе. Язык описывает процесс измерения параметров детали путем математической обработки координат ее характерных точек, характеризующих поверхность детали.

Элементы языка. Основными элементами языка являются элементы детали, размеры, отклонения и операции, предназначенные для определения.

• ТЧК - точка;
• ПРМ - прямая;
• ОКР - окружность;
• ЭЛЛ - эллипс;
• СКД – система координат детали.

Любой элемент детали характеризуется координатами своего центра X и Y. Элементы детали ПРМ, ОКР, ЭЛЛ – математические модели граней детали. Для каждого элемента ПРМ, ОКР, ЭЛЛ существует минимальное количество характерных точек, позволяющее определить его параметры.

Размеры. РСТ ( L) - расстояние, ДМТ (D) – диаметр, РАД (R) – радиус, УГ (A) – угол, ЧСЛ (N) – число.

Отклонения. ОФМ – отклонение формы, ОРЛ – линейное отклонение взаимного расположения, ОРУ – угловое отклонение взаимного расположения, ОСМ – суммарное отклонение формы и взаимного расположения.

Программа измерения может содержать до 99 операций с номерами 01-99. Каждая из операций предназначена для определения одного объекта (элемента детали, размера, отклонения) и имеет обозначение, совпадающее с обозначением этого объекта. Результатом операции определения элемента детали является совокупность значений параметров этого элемента.

Результат операции определения размера – значение этого размера; отклонения – значение этого отклонения. Исходными данными для выполнения операций измерения элементов детали являются координаты характерных точек и результаты предшествующих операций. Запись любой операции в программе измерения содержит ее обозначение и список ссылок. Под списком ссылок понимается указание номеров операции, результаты которых используются данной операцией. Список ссылок записывается в скобках, он может не  содержать номеров либо содержать один иди два номера.

Задаваемые некоторыми операциями действия однозначно определяются списком ссылок. Так, если номера 03 и 04 принадлежат операциям ТЧК, то операция РСТ «(03,04)» определяет расстояние между указанными точками. Такая операция записывается в виде «РСТ(ТЧК,ТЧК)».

Операции непосредственного задания. Операции вычисления элементов детали, размеров и отклонений, запись которых не содержит ссылок, являются операциями непосредственного задания. Заданные параметры элементов детали, размеры и отклонения вводятся с клавиатуры компьютера в программу измерения после того, как она составлена.

Операции копирования. Операции вычисления элементов детали и размеров, запись которых содержит одну ссылку на операцию того же обозначения, предназначены для копирования результатов указанной операции под другим номером. Операции копирования применяются для создания в программе измерения группы однотипных операций, на которую можно ссылаться, используя в списке ссылок символ «-».

Операции измерения элементов детали. Запись операций измерения элементов детали содержит количество характерных точек, которое может быть минимальным или избыточным. Операции с избыточным количеством точек являются расширением соответствующих операций с минимальным количеством. Они имеют такую же запись, но могут иметь расширенный перечень модификаторов, кроме увеличенного количества точек. Совокупность характерных точек называется группой точек. Вместо операции ТЧК в списке ссылок любой операции измерения элемента детали может быть указана операция ОКР. В этом случае в качестве заданной точки используется центр заданной окружности.

Операция измерения точки. Операция измерения точки имеет запись «ТЧК( )» и определяет центр тяжести группы точек (координаты центра тяжести X и Y равны средним арифметическим соответствующих координат точек группы).

Операция измерения прямой общего вида. Операция измерения прямой общего вида имеет запись «ПРМ( )» с модификатором «С», «В» и «Н» и определяет по группе точек среднюю, верхнюю прилегающую и нижнюю прилегающую прямые соответственно. Под средней прямой понимается прямая, сумма квадратов отклонений от которой всех точек группы минимальна. Такая прямая пересекает область точек и проходит через центр тяжести группы точек. Средняя прямая имеет направление от первой точки группы к этому центру тяжести.

Для определения координат центра и параметра В прямой на нее проецируются все точки группы. Крайняя левая и правая точки проекции определяют отрезок прямой. За центр прямой берется середина отрезка, за параметр В - его длина.

Операция измерения параллельной и перпендикулярной прямой. Эта операция имеет запись «ПРМ (ПРМ)» и определяет по группе точек среднюю, верхнюю прилегающую и нижнюю прилегающую прямые, параллельные заданной. Направление параллельных прямых совпадает с направлением заданной прямой, направление перпендикулярных отличается от него на прямой угол против часовой стрелки.

Средние прямые проходят через центр тяжести группы точек. Если смотреть на заданную прямую так, чтобы она была направлена слева направо, то верхняя прилегающая прямая расположена выше, а нижняя - ниже средней параллельной прямой, правая – правее, левая-левее средней перпендикулярной прямой. Верхняя, нижняя, правая и левая прилегающие прямые проходят через соответствующие крайние точки области точек. Координаты центра определяются аналогично прямой общего вида.

Операции измерения окружности общего вида. Эта операция имеет запись «ОКР( )» и определяет по группе точек среднюю, внешнюю прилегающую и внутреннюю прилегающую окружности.

Под средней окружностью понимается окружность, сумма квадратов отклонений от которой всех точек группы минимальна. Часть точек при этом лежит вне окружности, часть - внутри ее, а сумма отклонений всех точек от окружности равна нулю.

Под большой окружностью понимается окружность минимального диаметра, имеющая все точки внутри себя.

Под малой окружностью понимается окружность максимального диаметра, имеющая все точки вне себя.

Операция измерения окружности с заданным центром. Эта операция имеет запись  «ОКР (ТЧК)» или «ОКР ( ОКР)» и определяет по группе точек среднюю, большую и малую окружности с заданным центром. Центр окружности задается операциями ТЧК и ОКР. Операция фактически сводится к определению диаметра окружности. Средняя окружность имеет диаметр, равный среднему арифметическому расстояний от точек заданного центра окружности. Большая окружность имеет диаметр, равный максимальному, а малая – минимальному такому расстоянию по группе точек.

Операция измерения эллипса общего вида. Операция измерения эллипса общего вида имеет запись ЭЛЛ ( ) и определяет по группе точек эллипс, сумма квадратов отклонений от которого всех точек группы минимальна. Часть точек при этом лежит вне эллипса, часть – внутри его, а сумма отклонений всех исходных точек от эллипса равна нулю.

Эллипс определяется итерационным методом наименьших квадратов. В качестве первого приближения центра и направления оси эллипса берется центр и направление средней прямой ,определенной по этой же группе точек. В качестве длины D большой оси эллипса берется параметр В средней прямой, в качестве отношения N длин осей – отношение параметров F и В. Критерием окончания итерационного процесса является равенство нулю (с требуемой точностью) суммы отклонений всех точек от полученного эллипса.

Операции вычисления по группе точек. Операции вычисления элементов детали, запись которых содержит ссылки на операции ТЧК через символ « - » («ТЧК (ТЧК-ТЧК)», «ПРМ (ТЧК-ТЧК)», «ОКР (ТЧК-ТЧК)», «ЭЛЛ( ТЧК-ТЧК)» ), аналогичны соответствующим операциям измерения элементов детали (« ТЧК ( )», «ПРМ ( )», «ОКР ( )», «ЭЛЛ ( )» с указанием количества точек), но определяют элемент детали по группе точек, которые были определены предшествующими операциями. Количество точек в этом случае определяется выражением «НС2 – НС1 + 1», где НС1 и НС2 – номера первой и второй ссылок.

Операции преобразования в заданную систему координат. Операции вычисления элементов детали, запись которых содержит ссылки на операцию того же обозначения и операцию СКД предназначены для преобразования параметров указанного элемента в указанную систему координат. Преобразованию подлежат параметры X, Y и A элементов детали, параметры В, D и N остаются без изменений.

Операции вычисления точки. В ходе операции «ТЧК (ПРМ, ПРМ)» точка определяется одним из двух вариантов. Если прямые почти параллельны, то вычисляется средняя точка их центров, иначе - точка их пересечения. Вариант меняется при уровне непараллельности прямых 1 мкм на базе 1 мм ( соответствует углу около трех минут).

Операции вычисления прямой. Операция «ПРМ (ТЧК,ОКР)» с модификатором «Ц» определяет центральную прямую, проведенную из заданной точки на центр заданной окружности. Такая же операция с модификаторами «/» и «\» определяет соответственно положительную и отрицательную касательные к заданной окружности, проведенные из заданной точки. Положительная касательная имеет положительный, а отрицательная – отрицательный угол с центральной прямой.

Операция «ПРМ (ОКР,ОКР)» с модификатором «Ц» определяет центральную прямую, проведенную из центра первой окружности на центр второй.

Операция «ПРМ (ПРМ,ПРМ)» определяет биссектрису заданных прямых. При этом вычисляется точка, через которую проходит биссектриса, аналогично вычислению в операции» ТЧК (ПРМ,ПРМ)», то есть ,один из двух вариантов зависимости от величины непараллельности заданных прямых.

Операции вычисления окружности. Вместо ТЧК в списках ссылок всех приведенных операций может быть указана ОКР. В этом случае вместо точки используется центр указанной окружности.

Операции вычисления СКД. Эти операции делятся на две группы и имеют прямое и косвенное описание. Прямое описание указывает способ вычисления СКД, косвенное- свойство вычисления СКД.

Операции вычисления размеров. В списках ссылок всех операций вычисления размеров операции РСТ, ДМТ, РАД взаимозаменяемы. Кроме этого вместо операции ТЧК может быть указана операция ОКР. В этом случае вместо точки используется центр указанной окружности.

Операции сложения и вычитания размеров. Все операции вычисления размеров, запись которых содержит ссылки на две операции того же обозначения («РСТ(РСТ,ЧСЛ)» и т.д.), имеют модификаторы «+» и «-». Операции с модификатором «+», предназначены для сложения, с «-» - для вычитания указанных размеров.

Операции умножения и деления  размеров. Все операции вычисления размеров, запись которых содержит ссылки на операцию того же обозначения и операцию ЧСЛ («РСТ(РСТ,ЧСЛ)» и т.д.), имеют модификаторы «*» и «:». Операции с модификатором «*», предназначены для умножения, с «:» - для деления указанных размеров.

Операции вычисления параметров группы размеров. Все операции вычисления размеров, запись которых содержит ссылку на группу операций того же обозначения, («РСТ(РСТ_РСТ)»), имеют модификаторы «С», «Б» и «М». Операции с модификатором «С» предназначены для определения среднего арифметического размера, с «Б» - наибольшего, с «М» - наименьшего размера в группе.