Копировальный щуп с трехкоординатной следящей системой управления измерением

 

Изобретение относится к измерительной технике, к типовым функциональным узлам измерительной оснастки. Щуп копировальный с трехкоординатной следящей системой управления измерением содержит корпус 1, закрепленный на станине станка с жидкостной демпфирующей камерой и пустотелым стержнем 2, на наружнем конце которого укреплены контакты 3, 4, связанные с датчиками 5, 6 положения по осям X и Y. На другом конце внутри стержня 2 установлен перемещающийся посредством шаровой втулки 7 в осевом направлении палец 8, связанный через механизм регулировки весом 23, 24, 25 с контактом 9 датчика 10. Повышение точности измерения достигается путем обеспечения регулировки жесткости демпфирующего элемента, состоящего из разрезных опор 11,12,15,16,17,18 шариков 13 и 19 и струн 14. Перемещение контактов 9,32,33 приводит к формированию линейно-измеряющего выходного напряжения в диапазоне линейных перемещений датчиков 5,6,10. Направление движения может быть зарегистрировано с помощью фазовой демодуляции выходного напряжения по отношению к напряжению обмотки. Система управления питания датчиков 5,6,10. Электромеханическая передача охвачена обратной связью по положению, скорости и току. 3 ил.

Изобретение относится к измерительной технике, к типовым функциональным узлам измерительной оснастки.

Известна измерительная модульная головка [1], состоящая из механизма модульного преобразования, выполненного в виде стержня, рычага с гнездами и двух шаров, размещенных в этих гнездах.

Данная трехкоординатная измерительная модульная головка обладает рядом недостатков: значительной инерционностью (динамические погрешности) и при эксплуатации особую опасность представляют утечки воздуха и перегибы воздуховодов.

Известна трехкоординатная измерительная головка [2], содержащая узел преобразования перемещения измерительного наконечника в перемещении чувствительных элементов датчиков по осям x, y в виде крестовины и шарнира, перемещение измерительного наконечника в перемещении чувствительного элемента датчика выполнена в виде штока.

Данная измерительная трехкоординатная головка обладает рядом недостатков, зазор в шаровом шарнире может привести к вариации показаний вторичного прибора.

Наиболее близким по технической сущности является щуп копировальный с трехкоординатной следящей системой управления измерением [3], содержащий корпус, укрепленный на нем мембраной по наружному диаметру, во внутренней части мембраны закреплена втулка, на которой размещены демпфер и контакты x, y. На кронштейне укреплены датчики x и y, с помощью стоек в щуп вмонтирован блок усилителей. На конец втулки посредством резьбы вворачивается регулируемый стержень, в котором расположен датчик с контактом, перемещение контакта датчика осуществляется с помощью втулки, соединенной регулирующим стержнем резьбой, в которой установлены шаровые втулки, где перемещается вал с закрепленным на нем контактом. На валу укреплен механизм регулировки веса, а на регулирующем стержне - точная настройка "0".

Недостатком данного щупа копировального с трехкоординатной следящей системой управления измерением является то, что пружина механизма регулировки веса вклеена и возникают большие трудности закрепить пружину.

Усложнен узел перемещения контакта по оси Z.

В результате знакопеременных нагрузок мембрана деформируется и дает вариации на вторичном приборе.

Целью изобретения является повышение точности механизма путем обеспечения регулировки жесткости демпфирующего элемента и устранение в механизме лишних связей.

Это достигается тем, что в известный щуп копировальный с трехкоординатной следящей системой управления измерением, содержащий корпус, закрепленный на станине станка с жидкостной демпфирующей камерой и пустотелым стержнем, на наружном конце которого укреплены контакты, которые связаны с датчиками управления по осям X и Y, а на другом конце внутри стержня установлен перемещающийся посредством шаровой втулки в осевом направлении палец, связанный через механизм регулировки веса с контактом датчика. Причем механизм регулировки жесткости выполнен в виде демпфирующего элемента типа струнный подвес с двумя осевыми разрезными опорами и для датчиков x и y, установленных внутри демпфирующей камеры, предусмотрены механизмы осевой настройки в виде винтовых гаек, а в механизме регулировки веса для установки торированной пружины в торцовых гайках предусмотрены уступы и винтовые канавки для фиксации.

На фиг. 1 показан копировальный щуп с трехкоординатной следящей системой управления измерением; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - выносной узел.

Щуп копировальный с трехкоординатной следящей системой управления измерением содержит корпус 1 с демпфирующей жидкостью, пустотелый стержень 2, на котором укреплены контакты 3, 4 датчиков 5, 6 по осям X и Y. На другом конце внутри стержня 2 установлен перемещающийся посредством шаровой втулки 7 палец 8 с контактом 9 датчика 10 по оси Z. Стержень 2 подвешен на корпусе 1 с помощью разрезных опор 11, 12 шариков 13 и струн 14.

После установки шариков 13 в разрезные опоры 11, 12 они фиксируются и устанавливаются в корпус 1, в шариках имеется резьба и шестигранные углубления под ключ. На стержне 2 нарезана резьба левая и правая, на которую устанавливают разные опоры 15, 16, 17, 18 с внутренней резьбой левой и правой с шариками 19. Струны 14 вворачиваются в шарики 13 и 19. Датчики x и y выполнены в отдельных корпусах 20, которые укреплены на корпусе 1 и с помощью гайки 21 возможна их осевая настройка. Механизм регулировки веса выполнен на втулке 22 в виде двух торцевых гаек 23, 24 и тарированной пружины 25.

С помощью кольца 26 возможна точная настройка 0. В конструкции щупа предусмотрен аварийный контакт по оси Z, выполненный в виде двух колец 27, 28 и пружин 36 и 29, а по осям X и Y аварийный контакт выполнен в виде кольца 30 и пустотелого стержня 2. На крышке с помощью стоек установлены усилители для датчиков x, y.

Щуп копировальный с трехкоординатной следящей системой управления измерением работает следующим образом: закрепляют на станине станка. Палец 8 вводят в контакт с моделью 31. При работе по контуру одновременно с глубинным фрезерованием работают три датчика 5, 6, 10 перемещения контактов 9, 32, 33, это приводит к формированию линейно-измеряющего выходного напряжения в диапазоне линейных перемещений датчиков 5, 6, 10.

Направления движения может быть зарегистрировано с помощью фазовой демодуляции выходного напряжения по отношению к напряжению обмотки. Система управления питания датчиков 5, 6, 10 электромеханическая передача охвачена обратной связью по положению, скорости, току.

В работе по строке работает датчик 10 по оси Z. При перемещении стержня 2 и втулки 22 более допустимого значения в радиальном и осевом направлении с помощью колец 27, 28, 30 по осям X, Y, происходит отключение станка. При установке пальца 8 разного веса предусмотрен механизм регулировки веса с помощью регулировочной гайки 34 и штифта 35.

Сборка механизма регулировки веса производится путем вворачивания одного витка тарированной пружины 25 в торцовые гайки 23 и 24 до бурта, ширина канавки которых равна диаметру проволоки. При потере механической точности щупа предусмотрена возможность регулировки с помощью струн 14, для этого необходимо вывернуть пробки, слить демпфирующую жидкость и с помощью тензометрического шестигранного ключа установить у струн 14 нужный натяг. Если этого будет недостаточно, то, вращая стержень 2 вправо или влево, можно добиться необходимой жесткости струнного подвеса.

Предлагаемый щуп позволяет повысить точность измерения путем обеспечения регулировки демпфирующего элемента типа струнный подвес, расширить функциональные возможности пpименения.

Формула изобретения

КОПИРОВАЛЬНЫЙ ЩУП С ТРЕХКООРДИНАТНОЙ СЛЕДЯЩЕЙ СИСТЕМОЙ УПРАВЛЕНИЯ ИЗМЕРЕНИЕМ, содержащий полый корпус с жидкостной демпфирующей камерой, размещенный в камере полый стержень с контактами на одном конце, размещенную на другом конце стержня шаровую втулку, установленный в ней с возможностью осевого перемещения палец, предназначенный для взаимодействия с контролируемой поверхностью, размещенные в корпусе датчики положения по осям X и Y, взаимодействующие с соответствующими контактами стержня, размещенные на стержне механизм регулирования веса и датчик положения по оси Z, взаимодействующий посредством механизма регулирования веса с пальцем, отличающийся тем, что механизм регулирования веса выполнен в виде расположенных на стержне с возможностью относительного перемещения двух торцевых гаек с уступами на врутренней поверхности, размещенной между гайками тарированной пружины, закрепленной своими концами в уступах соответствующих гаек, на наружной поверхности стержня нанесены левая и правая резьбы, щуп снабжен размещенным в демпфирующей камере демпфирующим элементом типа струнного подвеса, выполненным в виде трех разрезных опор, две из которых размещены на соответствующих резьбах стержня, а третья - на внутренней поверхности корпуса, шаров по числу опор, расположенных в плоскости разреза соответствующей опоры, и струн, соединяющих шары опор стержня с шаром опоры корпуса, и механизмом осевой настройки датчиков положения по осям X и Y, выполненным в виде винтовых гаек.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3