Устройство для считывания координат точек объемных объектов

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ СЧИТЫВА ЩЯ КООРДИНАТ ТОЧЕК ОБЪЕМНЫХ ОБЪЕКТОВ , со держащее стойку, установленную на плите, поворотный узел, связанный с первым датчиком, отличающееся тем,что,с целыо повышения быстродействия и упрощения устройства , оно содержит второй повоРОТИ .1Й узел,ось вращения которого перпендикулярна к оси вращения первого поворотного узла, второй датчик, установленный на первом поворотном узле, третий датчик,шкив,трос, противовес и измерительный шток,установленный на втором поворотном г узле с возможностью возвратно-пос (А тупательного дга{жения, причем второй поворотный узел связан с вторым датчиком, третий датчик установлен на оси шкива, а измерительный шток связан посредством троса со шкивом и противовесом.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„Я0.„1 088026

SeII С 06 К 1!/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

>>

Кд

/ (21) 3389197/18-24 (22) 03.02.82 (46) 23.04. 84. Бюп. У 15 (72) В. С.Балыклов, Б.Я.Жевелев и Г. Г. Пкатуло (7! ) Центральное конструкторское бюро с опытным производством

АН Белорусской CCP (53) 681. 327 . 12 (088. 8) (56) 1. Координатно-измерительная машина <)ирмы Bendix", Проспект фирма "Bendix Сотр-ФК 24783-78, ФК 32938-79, Technisches IIessen, tm, 19 80, Heft .1 CIIIA.

2. Устройство для считывания объемной информации, фирмы "Tokyo

Boeki Limited" Проспект фирюзы

"Tokyo Boeki", Япония ФК 20891-78 (прототип), (54) (57) УСТРОЙСТЮ ДЛЯ C%fTIIBA—

НИЯ КООРДИНАТ ТОЧЕК ОБЪЕМНЫХ ОБЪЕКТОВ,содержащее стойку, установленную на плите, поворотный узел, свяэаннай с первым датчиком, о т л и ч аю щ е е с я тем,что,с целью повышения быстродействия и упрощения устройства, оно содержит второй поворотный узел,ось вращения которого перпендикулярна к оси вращения первого поворотного узла, второй датчик, установленный на первом поворотном узле, третий датчик, шкив, трос, противовес и измерительный шток,установленный на втором поворотном узле с возможностью возвратно-поступательного движения, причем второй поворотный узел связан с вторым датчиком, третий датчик установлен на оси шкива, а измерительный шток связан посредством троса со шкивом и противовесом.

1088026

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в системах автоматизированного проектирования сложных трехмерных объектов.

Известно устройство для считывания объемной трехмерной информации - координатно-измерительная ма шина, содержащая станину< продольные направляющие, вертикальные опоры, поперечную направляющую каретку, перемещающуюся по поперечной направляющей, и штатив со щупом, перемещающийся в каретке11).

Недостатками устройства являются громоздкость, неудобство в работе и неприспособленность для оперативного считывания объемной информации е

Наиболее близким по технической

l0

30 сущности к изобретению является устройство для считывания координатточек поверхностей, входящее в состав автоматизированной системы про25 ектирования объемных изделий, состоящее из плиты, выполненной из стабильного и устойчивого к внешним воздействиям металла. На поверхности плиты имеются взаимно перпендикулярные направляющие пазы, выполненные с большой степенью точности. Подвижное основание устанавливается на плите . таким образом, что имеет возможность перемещаться вдоль пазов. В состав основания входят. датчики линейного перемещения, фиксирующие положение основания относительно плиты. На осо новании закреплена вертикальная стойка, имеющая направляющие пазы.

Стойка также изготавливается из стабильного и устойчивого к внешним воздействиям металла.На стойке разме щена каретка, имеющая возможность перемещаться вдоль направляющих пазов стойки, причем эти перемещения фиксируются датчиком, входящим в состав каретки. В каретке размещена горизонтальная ось, имеющая направляющие пазы, Горизонтальная ось имеет возможность перемещаться .вдоль 0 пазов относительно каретки, причем величина .этих перемещений фиксируется датчиком, входящим в состав каретки. Горизонтальная ось также изготавливается иэ стабильного и устойчивого к внешним воздействиям металла. На противоположном от каретки конце оси размещен поворотный узел, имеющий воэможность вращаться относительно о си . Величина повор о та фиксируется датчиком. На поворот-.: ном узле размещен щуп, имеющий возможность перемещаться вдоль собственной оси относительно поворотного узла. Величина этих перемещений фиксируется датчиком, входящим в состав поворотного узла(21.

Недостатками известного устройства являются его конструктивная сложность, заключающаяся в том,что оно содержит пять перемещакицихся один относительно другого узлов и столько же датчиков перемещения,а также то,что он неудобен в работе, т.е. неприспособлен для оперативного считывания объемной информации.Это связано с необходимостью большого числа установок отдельных узлов, необходимых для фиксирования координат одной точки считывания.

Цель изобретения — упрощение конструкции и повышение быстродействия.

Указанная цель достигается тем, что устройство для считывания координат точек объемных объектов,содержащее стойку, установленную на плите, поворотный узел, связанный с первым датчиком, содержит второй поворотный узел, ось вращения которого перпендикулярна к оси вращения первого поворотного узла, второй датчик, установленный на первом поворотном узле, третий датчик, шкив, трос, противовес и измерительный шток, установленный на втором поворотном узле с воэможностью возвратно-поступательного движения, причем второй поворотный узел связан с вторым датчиком, третий датчик установлен на оси шкива,а измерительный шток связан посредством троса .со шкивом и противовесом.

На чертеже изображена структурная кинематиче ская схема пр едл ага емого устройства.

Устройство содержит стойку 1 с размещенными на ней и зафиксированными относительно нее датчиками 2 и

Э типа угол-код, шкив 4 и противовес 5,причем ось шкива 4 связана с осью датчика 2, а противовес 5 связан со шкивом 4 посредством тро а

6. На стойке 1 расположены первыйповоротный узел 7 таким образом, что он имеет возможность поворота относительно стойки 1 вокруг собствен20

3 10880 ной оси вращения. Поворотный узел 7 кинематически связан с датчиком 3 зубчатой передачей, состоящей из шестерни 8,закрепленной на валу датчика 3 н зубчатого колеса 9,закрепленного на оси вращения поворотного узла 7.На поворотном узле 7 размещен и зафиксирован относительно него датчик 10 типа угол-код.Кроме того,на нем расположены второй

10 поворотный узел 11 таким образом,что он имеет возможность поворота относительно поворотного узла 7 вокруг собственной оси вращения. Поворотный узел 11 кинематически связан с датчиком 10 зубчатой передачей, состоящей из шестерни 12,закрепленной на оси датчика 10, и зубчатого колеса 13, закрепленного на оси вращения поворотного узла 11. На поворотном узле 11 размещен измерительный шток 14 таким образом,что он имеет возможность возвратно-поступательного прямолинейного перемещения относительно поворотного узла

l 1. На конце измерительного штока 14 расположен щуп 15,острие которого совмещают с точкой считывания объемной информации в процессе работы,Измерительный шток 14 соединен со шкивом 4 посредством троса lб,причем противовес 5 посредством троса 6 прикладывает к шкиву 4 крутящий мо" мент таким образом,что трос 16 поддерживается в натянутом состоянии и измерительный шток 14 "вывешивается", Конструктивно устройство выполнено таким образом,что геометрическая ось вращения второго поворотного узла 1! перпенидкулярна геометрической оси вращения поворотного узла 7 и reo40 метрической оси возвратно-поступательного движения измерительного штока 14,проходящей через острие щупа 15 и имеет с ним общую точку пересечения. Такая. конструкция позволяет производить считывание координат отдельных точек в сферической системе координат, центром которой является точка пересечения указанных геометрических осей.

Устройство устанавливается иа некоторой базовой плите 17,на которой закрепляется и объемная деталь.

Устройство работает следующим образом.

SS

Оператор, держа рукой измерительжай шток 14 вблизи щупа 15,предваL рительно размещает острие последне26

ro в некоторую базовую точку объемной детали, относительно которой будет осуществляться дальнейший отсчет координат. При этом измерительный шток 14 и поворотные узлы Il и 7 установятся в определенные положения, фиксируемые датчиками 2, 10 и 3 соответственно. Выходные коды всех датчиков поступают в электронный блок (не показан), где они преобразуются в некоторые произвольные косрдинаты х,у,z, определяемые взаимным положением стойки I и объемной детали.Эти координаты вводятся в память электронного блока. В дальнейшем,при считывании координат отдельных точек, на поверхности объемной детали электронный блок автоматически вычитает из координат, определяемых выходными кодами датчиков,координаты, хранящиеся в памяти.

На выходе электронного блока, таким образом, будут присутствовать «оордннаты х,у,z, измеренные относительно базовой точки объемной детали.

Установка щупа в требуемую точку оператором возможна практически эа одно пвижение. т.е. не требуются многократные перемещения отдельных частей устройства с целью установки щупа, как это наблюдается в известном устройстве. Это связано с применением всего трех подвижных одна относительно другой частей, причем два движения — вращательwe,осуществляемые с минимумом потерь на трение и только одно — возвратнопоступательное. Таким образом, при перемещении щупа в нужную точку происходит одновременные вращения обоих поворотных узлов и движение измерительного штока, что позволяет оперативно производить считывание объемной информации.

Технико-экономический эффект от внедрения изобретения заключается в повышении удобства эксплуатации путем сокращения до минимума количест ва манипуляций,необходимых для установки щупа в нужную точку считывания,что повышает скорость считывания °

Предлагаемое устройство проще известного, имеет минимально необходимое количество пер емещаюп04хся частей и связанных с ниж однотипных датчиков типа угол-код,выходная информация которых однозначно определяет положение точек считыва ния.

1088026

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

ВЯИИПК

Тирам 699

Заказ 2675/47

Подписное