Измерительная головка

 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для координатных измерений на многооперационных станках. Цель изобретения-повышение эксплуатационной надежности. Измерительная головка содержит наконечник 1, датчик 2 касания, корпус 3 и хвостовик; . В корпусе и хвостовике выполнена междроссельная камера 5, в которой размещены узел 8 передачи информации, автономный блок 9 питания с установленной на валу газовой турбинкой 10. и распределительный элемент 11, выполненный в виде стакана с тангенциальными каналами. Образуемые каналами потоки сжатого воздуха , движущиеся, п-о касательной к внутренней конусной поверхности 11, направлены друг другу навстречу. В хвостовике 4 выполнен центральный канал 14. Поступая через входной дроссель 6 и центральный канал 14 в междроссельную камеру 5 к распределительному элементу 11, потоки сжатого воздуха перераспределяются и через тангенциальные каналы подаются на лопасти газовой турбинки 10, приводят ее во вращение, и далее через выходной дроссель 7 - истекают в атмосферу. 4 ил. (Л С

COIO3 СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 G 01 В 7/02

ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ (21) 4863409/28 (22) 11;06.90 (46) 30.06.92, Бюл. М 24 (71) Производственное объединение "Воткинский завод" и Ижевский механический институт (72) Ю.Х. Галичанин, О.К. Куткин и Б.А. Яки- . мович (53) 531.717 (088.8) (56) Индикатор контакта модели Б — 427203 ТУ2 — 034 — 213 — 85. (54) ИЗМЕРИТЕЛЬНАЯ ГОЛОВКА (57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для координатных измерений на многооперационных станках. Цель изобретения — повышение эксплуатационной надежности.

Измерительная головка содержит наконеч-. ник 1, датчик 2 касания. корпус 3 и хвосто- .

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для координатных измерений на многооперационных станках типа обрабатывающий центр.

Известна измерительная головка, содержащая наконечник, датчик касания, корпус узла индуктивного модуля датчика касания, стандартный хвостовик, кабель передачи сигналов, установочную шайбу, с помощью которой проверяют воздушный зазор между индуктивным модулем машины

/ и индуктивным модулем датчика касания;

Для передачи сигнала касания используется изменение частоты в диапазоне 5...10 кГц.

Осциллятор и питающая его батарея нахо,, SU 1744436A1 вик 4. В корпусе и хвостовике выполнена междроссельная камера 5, в которой размещены узел 8 передачи информации, автономный блок 9 питания с установленной на валу газовой турбинкой 10. и распределительный элемент 11, выполненный в виде стакана с тангенциальными каналами. Образуемые каналами потоки сжатого воздуха, движущиеся по касательной к внутренней конусной поверхности 11, направлены друг другу навстречу, В хвостовике 4 выполнен центральный канал 14.

Поступая через входной дроссель 6 и центральный канал 14 в междроссельную камеру

5 к.распределительному элементу 11, потоки сжатого воздуха перераспределяются и через тангенциальные каналы подаются на лопасти газовой турбинки 10, приводят ее во вращение, и далее через выходной дроссель 7 — истекают в атмосферу. 4 ил. дится в измерительной головке. Осциллятор включается автоматически при установке измерительной головки в шпиндель. Вторичная катушка, принимающая сигнал, может быть кольцеобразной.

Известна также измерительная головка, содержащая корпус с хвостовиком, размещенные в корпусе автономный блок питания и узел передачи информации, датчик касания, расположенный на противоположной от хвостовика стороне корпуса, и измерительный наконечник, установленный на датчике и предназначенный для контактирования с контролируемым объектом.

К недостаткам данной измерительной головки (ИГ) можно отнести следующее. Ав1744436 тономный блок питания, выполненный в виде батареи из гальванических элементов, не обеспечивает надежной работы ИГ в целом.

В процессе работы ИГ и ее хранения в инструментальном магазине многооперационного станка происходит разрядка гальванических элементов, что может привести в определенный момент к отсутствию сигнала касания. Таким образом, в систему

ЧПУ станка сигнала касания не поступает и может пооизойти излом. наконечника, так как в этом случае будет отсутствовать и аварийный сигнал. Также при длительном хранвнии происходит окисление контактов гальван»»ческих элементов и схемы передающего устройства, что приводит к отсутствию сигнала:касания. Перечисленные недостатки требуют замены гальванических элементов питания значительно раньше их гарантированного срока службы и постоянного контроля состояния автономного блока питания, а на контроль состояния также необходима энергия тех же гальванических элементов. Если гальванический элемент способен подзаряжаться, тогда возможно установить зарядное устройство в инструментальный магазин многооперационного станка, однако это значительно усг»ожняет конструкцию станка в целом, а значительного повышения надежности не дает.

Цель изобретения — повышение эксплуатационной надежности. Ожидаемый положительный эффект заключается в повышении эксплуатационной надежности автономного блока питания и снижении затрат на его установку и эксплуатацию .

Это достигается тем, что измерительная головка, содержащая корпус с хвостовиком, размещенные в корпусе автономный блок питания и узел передачи информации, датчик касания, размещенный на противоположной от хвостовика стороне корпуса, и измерительный наконечник, установленный на датчике и предназначенный для контактирования с контролируемым обьектом, в которой согласно изобретению блок питания выполнен в виде электродвигателя постоянного тока, предназначенного для работы в режиме генератора, головка снабжена газовой турбинкой, установленной на валу электродвигателя, распределительным элементом, выполненным в виде стакана с пазами на наружной поверхности. наклоненными к образующей, и установленным в корпусе таким образом, что его пазы и стенки корпуса образуют тангенциальные каналы, обращенные своими выходами на лопасти турбинки, а в хвостовике корпуса выполнено центральное отверстие, предназначенное для подачи газа к распределика, для обдува конуса инструментальной on50 равки (хвостовика).

На фиг. 1 показано поперечное сечение измерительной головки; на фиг. 2 — разрез

А-А на фиг. 1; на фиг,3 - разрез Б-Б на фиг

2; на фиг. 4 — разрез Б-В на фиг, 2.

55. Измерительная головка содержит последовательно соединенные наконечник 1, датчик 2 касания, корпус 3 и хвостовик 4. В корпусе 3 и хвостовике 4 выполнена междроссельная камера 5 и входным б и выходным 7 дросселями. В междроссельной

35 тельному элементу и сообщенное с тангенциальными каналами.

Используемые ИГ, которые хранятся в инструментальном магазине многооперационного станка и устанавливаются в шпиндель по специальной команде должны иметь автономный источник энергии, которого было бы достаточно для роботы ИГ и передачи сигнала касания на приемное устройство, находящееся на определенном расстоянии от ИГ. Используемые в качестве автономных источников энергии различные гальванические элементы не обеспечивают надежной работы ИГ, так как они имеют ограниченный срок службы, малую мощность на единицу габаритных размеров, их мощность в процессе работы и хранения падает, контакты окисляются. Это приводит к необходимости их замены или подзарядки в обоих случаях, что связано с определенными затратами.

Небольшая мощность гальванических элементов при больших габаритах влечет за собой увеличение габаритов ИГ при создании мощных автономных источников энергии и не обеспечивает большой дальности передачи сигнала касания, а также не позволяет встраивать их в многооперационные станки небольших размеров. Использование в качестве энергоносителя сжатого воздуха, поступающего через шпиндель на лопасти газовой турбинки, установленной на двигателе постоянного. тока. позволит повысить надежность питания передающего устройства, а неограниченная мощность автономного источника питания позволит увеличить дальность передачи сигнала касания.

Установка распределительного элемента, выполненного в виде стакана с тангенци-. альными . каналами, позволяет стабилизировать частоту вращения двигателя постоянного тока при значительном колебании давления питания. Все это в конечном итоге значительно повышает надежность ИГ в целом, В данном случае используется сжатый воздух, подаваемый через шпиндель многооперационного стан1744436 камере 5 размещены узел 8 передачи ий- руемой поверхности происходит раэмыкаформации, использующий инфракрасное ние одного из трех внутренних электроконизлучение для передачи сигнала касания, тактов. Узел передачи информации 8, автономный блок 9 питания, выполненный использующий инфракрасное излучение в виде двигателя постоянного тока с уста- 5 для передачи сигнала касания (в корпусе 3 новленной на валу газовой турбинкой 10 и ИГ установлен светодиод, на станке приемрасположенный соосно двигателю распре- ное устройство, имеющее фотодиод). выраделительный элемент 11, выполненный в батывает сигнал, соответствующий касанию виде стакана с тангенциальными каналами наконечником. контролируемой поверхно12, 13, имеющими такое направление; что 10 сти детали. Сигнал. касания принимается образуемые ими потоки сжатого воздуха приемным устройством и передается в сисдвижутся по касательным к внутренней ко-, тему lllY многооперационного станка. Менусной поверхности распределительного ханизмы станка останавливаются и по элемента 11 и направлены друг другу на- датчикам обратной связи осуществляется встречу, В хвостовике4 выполнен централь- 15 отсчет перемещений и сравнение их с заный канал 14 для подвода сжатого воздуха данными по специальной макропрограмме, к распределительному элементу. занесенной в системе ЧПУ многооперациИзмерительная головка работает следу- онного станка. ющим образом, Использование предлагаемой ИГ; предВ начале цикла измерения ИГ. находя- 20 назначенной для координатных измерений щаясявинструментальноммагазинемного- .. на многооперационном станке, по сравнеоперационного станка в определенном для нию с прототипом позволит за счет размесредств измерения гнезде, по специальной щения в междроссельной камере команде устанавливается в шпиндель и осу- . автономного блока питания, выполненного ществляется ее зажим. Подача сжатого воз- 25 в виде двигателя с установленной на валу духа через шпиндель для обдува конуса, газовой турбинкой и размещения соосно инструментальной оправки (хвостовика 4) в ему распределительного элемента с двумя момент зажима прекращается. Затем по . группами тангенциальных каналов, имеюспециальной макропрограмме. занесенной щих определенное соотйошение площадей в систему Ч ПУ многооперационного станка, 30 в совокупности с определенным соотношесжатый воздух вновь подается через внут- . нием площадей входногоивыходногодросреннюю полость шпинделя к ИГ. Сжатый . селей междроссельной: камеры, воздух, поступая через входной дроссель 6 . стабилизировать напряжение питания, пои центральный канал 14 в междроссельную даваемого на схему узла передачи информакамеру 5 к распределительному элементу. 35 ции при значительном колебании давления

11, перераспределяется и через тангенци- питания, альные группы каналов 12, 13, подается на Использование в-качестве автономного лопасти газовой турбинки 10, приводя ее во блока питания двигателя постоянного тока, вращение. Определенное соотношение работающего в режиме генератора и преобплощадей сечений тангенциальных каналов. 40 разующего энергию сжатого воздуха вэлекпозволяет стаЬилизировать вращение тур- трическую энергию, повысить надежность бины, а следовательно и вырабатываемое . работы ИГ,атакжеувеличитдальность приавтономным блоком питания 9 напряжение ема сигнала касания от ИГдо 2.м. Замена при колебании давления питания Р = автономного блока, выполненного в виде

0,4...,0,6 МПа, 45. гальванических элементов, на двигатель поВырабатываемое автономным блоком стоянного тока, использующего в качестве питания9напряжение 0=20+1.В подается . энергоносителя сжатый воздух, позволит на вход узла 8 передачи информации и на, снизить затраты на источник энергии и обвнутренние электроконтакты датчика 2 ка- служивание. так как срок службы гальванисания. Сжатый воздух, поступающий через 50 ческих элементов примерно 1 месяц, а срок тангенциальные каналы 12, 13; проходя службыэлектродвигателя100000ч. междроссельную камеру 5 и выходной дрос- Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я сель 7, истекает в атмосферу. Уровень со- Измерительная головка. содержащая здаваемого шума ИГ значительно ниже . корпус с хвостовиком, размещенные в коруровня шума многооперационного станка. 55 пусеавтономный блок питания иузел переИГ по специальной измерительной макро- дачи информации, датчик. касания, программе, занесенной в систему ЧПУ мно-. - размещенный на противоположной от хвогооперационного станка, доставляется стовика стороне корпуса, и измерительный механизмами станка к измеряемой детали; наконечник, установленный на датчике,и

В момент касания наконечника 1 контроли- предназначенный для контактирования с

1744436 б-5

3-8

Составитель О.Куткин

Редактор Л.Народная Техред M.Моргентал Корректор Н.Ревская

Заказ 2185 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва; Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород. ул.Гагарина, 101 контролируемым обьектом, о т л и ч а ющ а я с я тем, что, с целью повышения эксплуатационной надежности, блок питания выполнен в виде электродвигателя постоянного тока, предназначенного для работы в режиме генератора, головка снабжена газовой турбинкой, установленной на валу электродвигателя, распределительным элементом. выполненным в виде стакана с пазами на наружной поверхности, наклоненными к образующей, и установленными в корпусе таким образом. что его пазы и стенки корпуса образуют тангенциальные каналы, обращенные сво5 ими выходами на лопасти турбинки, а в хвостовике корпуса выполнено центральное отверстие, предназначенное для подачи газа к распределительному элементу и сообщенное с тангенциаль10 .ными каналами,