Координатная машина

 

ВСЕСОЮ 1-1/!Я

ОПИСАНИ"Е

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

<»I 4II 983

Союз Советских

Социалистических

Республик (6!) Зависимое от авт. свидстельства— (22) Заявлено 06.08.71 (21) 1690523/25-8 с присоединением заявки ¹â€” (32) Приоритет—

Опубликовано 25.01.74. Бюллетень ¹ 3

Дата опубликования описания 01.10.74 (51) М. Кл. В 23q 15/00

G 01b 9/00

Гасударственный комитет

Совета Министров СССР ао делам изобретений и аткрв!тий (53) УДК 531 717 11 (088.8) (72) Авторы изобретения

Ф. H. Зильберлейб, Л. И. Коган, В. H. Олухов, М. Я. Тальянкер, В. В. Тимченко и Б. М. Флисфедер

Одесский завод фрезерных станков имени С. М Кирова (7)1 Заявитель (54) КООРДИНАТНАЯ МАШИНА

Изобрете!ше относится к станкостроению, приборостроению и тсхнике измерения длин и может быть Itcno.)bзовапо в прецпз Ionllhlx станках, приборах If измерительных машинах, в которых исооходпмо обеспечить точное взапi!Иое рясполо?кение детали it ttltcTpyttfe!tта для измерения пли обработки.

Известны машины, в которых перемещения рабочих органов разделе;- ы иа грубые и точные. Грубые перемещения осуществляются по традиционным íаправляloщим сколь?кения плп качения, а точные — без внешнего трения с помощью упругих элементов, например, системы плоских пружин, которые сов)1естно с основанием образуют пружинный параллелограмм.

Однако известные машины характеризуются перемещением только в одном координат1юм tlanpaBJlcftHII. Прп необходимости создания двух- или трехкоординатного устройства с использованием описанного принципа необходимо соответственно два илп три параллелогряммя.

Пружпнпыи параллелограмм является соорпой конструкцией, поэтому трудно обеспечить в процессе сборки п юстпровки высокую точность пространственной ориентации рабочего органа.

B пружинном параллелограмме поступательное перемещение без разворотов можно осуществить только прп очень малой жесткости Hp) æè!!1!1!õ подвесок (плоских пру?Кип), несоизмеримой с жесткостью поступательно двп?кущегося звена параллелограмма. Приа!епсппе нежестких nлоскпх пружин в качестве элементов, песущ!Их вес стола, позволяет устанавливать на столе только небольшие по весу детали и не допускает Itx переустановки. Кроме того, пружинная подвеска позволяет вести

10 обработку деталей только прп небольших усилиях.

Прп поступательноAt перемещении движущегося звена пруж!пшого napaëëåëoãðaììa

itмсстся некоторая составляющая, паправле115 ная перпендикулярно направлению перемещения в плоскости пружинного параллелограмма. Следовательно, перемещение по одной координате вызывает перемещение по другой.

Цель изобретения — получить точные не20 зависимые перемещения по трем взаимно перпендикулярным направлениям.

Зто достигается тем, что упругий деформпруемый элемент выполнен в виде цельного кОрп, ся и содержит цс!!Тря;!ы1у10 ?кесткуlо часть с верхним и пп?кипм жесткими поясами, средпип жесткий пояс, QT)e)entttitÉ р злы!О!й! части за)(кнуTbt)t пазом H связя пи ый с пей через механизмы малых перемен!епий по двум паправле:!иям; с:i)1)ICTptt«tio распо30 ложепные упругие стержни одинаковых сече4!1983 ний, связывающие средний пояс с верхним и нижним поясами; и жесткий П-образный элемент с плоскостью симметрии, проходящей через ось корпуса, связанный жестко со средним поясом и через механизм малых перемещений по третьему направлению — с верхним поясом.

На фиг. 1 изображена предлагаемая машина; на фиг. 2 — то же, вид сбоку; на фиг.

3 — разрез по А — 1 на фиг. 1; на фпг. 4— сечение по Б — Б на фиг. 3.

Координатная машина содер>кит станину ,1 с вертикальными и горизонтальными направляющими, рабочие органы — бабку 2 и салазки 8, которые перемещаются по этим направляющим. Салазки 8 имеют направляющие, по которым может передвигаться стол 4.

В машине имеются однотипные приводы 5, содержащие электродвигатель, редуктор и винтовую передачу, предназначенные для осуществления грубых перемещений рабочих органов, и измерительные оистемы 6, например, с лазерными интерферометрами для контроля этих перемещений. Стол 4 служит для установки детали 7.

Один из рабочих органов, например бабка 2, содержит упругий элемент 8, выполненный в виде цельного корпуса, в который устанавливается измерительное устройство или режущий инструмент 9. Измерительное уст30 ройство может оыть выполнено в виде эталонного шпинделя с высокочувствительным датчиком линейных перемещений для совмещения шпинделя с измерительной точкой объекта.

Корпус 8 содержит центральную жесткую часть 10 с верхним 11 и нижним 12 жестиими поясами, средний жесткий пояс 18, отделенный от центральной части 10 замкнутым па- 4О зом. Пояс 18 связан с верхним и нижним поясами упругими стержнями 14, имеющими одинаковые сечения. Со средним поясом 18 соединен жесткий П-образный элемент 15, плоскость симметрии которого проходит через ось 45 корпуса. Такая конструкция корпуса может быть получена, например, методом точного литья или фрезерования.

Механизмы 16 малых перемещений одинаковой конструкции могут быть выполнены, например, в виде точных винтовых пар. ,Винты 17 механизмов перемещения по осям Х и Y неподвижно связаны с центральной частью 10, а гайки 18 своими торцами воздействуют на средний жесткий пояс 18.

Винт 17 механизма перемещения по оси Z неподвижно связан с верхним поясом 11, а гайка 18 своим торцом воздействует на жесткий П-образный элемент 15.

Гайки 18 могут получать вращение от прн- 60 водов известной конструкции и иметь связь с датчиками отсчетных устройств 19. Для суммирования сигналов больших и малых перемещений служат сумматоры 20.

Пр и работе на машине с помощь:о приводов 5 осуществляется предварительная установка детали, а затем производится точная, окончательная установка при помощи механизмов малых перемещений. При вращении гаек 18 благодаря тому, что форма и размеры верхних упругих стержней 14 совершенно одинаковы, и усилия, деформирующие их, в связи с симметричным приложением сил к центральной части 10 корпуса 8, также одинаковы даже при большой жесткости, обеспечивающей возможность восприятия значительных сил (веса, обработки) и приближающейся по порядку величин к жесткости верхнего и нижнего поясов, перемещение центральной части 10 корпуса 8 с верхним и нижним поясами происходит без разворотов, строго поступательно.

Если рассмотреть деформации верхних и нижних упругих стержней 14 при их изгибе в направлениях х и у, то можно обнаружить внутренние силы, стремящиеся переместить верхний пояс 11 вниз, а нижний пояс 12— вверх (по направлению z).

Ввиду полной симметрии упруго деформируемой системы относительно горизонтальной плоскости симметрии среднего пояса 18 величины этих сил одинаковы, а знаки разные.

Замыкаясь на центральной жесткой части

10 корпуса 8, эти силы не могут вызвать перемещений.

В силу симметрии упруго деформируемой системы относительно оси корпуса 8 перемещения вдоль направления х(у) не вызывают перемещений вдоль направления у(х).

При вращении гайки 18 механизма перемещения по оси z происходит растяжение верхних упругих стержней и сжатие нижних упругих стержней 14, а центральная жесткая часть перемещается строго в направлении оси z.

Таким образом, обеспечена независимость перемещений по трем взаимно перпендикулярным направлениям.

Сигналы датчиков 19 малых перемещений по направлениях х, у и z суммируются с сигналами измерительных систем 6 больших перемещений в сумматорах 20. (Предмет изобретения

Координатная машина с механизмами грубого и точного перемещения рабочего органа, в которой точные перемещения осуществляются с помощью упругого элемента, отличаюи(аяся тем, что, с целью получения точных независимых перемещений по трем взаимно перпендикулярным направлениям, упругий элемент выполнен в виде цельного корпуса, имеющего центральную жесткую часть с верхним и нижним жесткими поясами и средним жестким поясом, отделенным от центральной части замкнутым пазом и связанным с верхним и нижним поясами симметрично расположенными упругими стержнями одинаковых сечений, а средний пояс соединен с жестким

411983

П-образным элементом, причем механизмы точных перемещений по двум направлениям, непосредственно связывают средний пояс с центральной частью, а по третьему направлению — центральную часть с П-образным элементом.

411983

Составитель А. Арапов

Текред Г. Васильева

Редактор Л. Народная

Корректор В. Гутгиан

Тип. Харьк. фнл. пред. «Патент»

Заказ 1205/191 Изд. № 426 Тираж 944 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5