Трехкоординатная измерительная головка

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 130577 (21) 2484680/18-28 ()M Кл с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет

8 01 В 5/00

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий

Опубликовано 230780.Бюллетень ¹ 27

Дата опубликования описания 230780 (53) УДК 531.717 (088.8) (72) Авторы изобретения

Б. М. Куперман, Б ° Я. Гринштейн и B. М. Добрушкин (73) Заявитель

Бюро взаимозаменяемости в металлообрабатывающей промышленности (54) ТРЕХКООРДИНАТНАЯ ИЭМЕРИТЕЛЬНАЯ

ГОЛОВКА

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к координатным измерительным машинам, и может быть использовано для контроля сложных пространственных изделий по нескольким координатам.

Известна трехкоординатная измерительная головка, содержащая кор- пус, связанные между собой и с корпусом с возможностью относительно перемещения координатные каретки, од-, на из которых несет по крайней мере один измерительный наконечник, настроечные узлы для установки кареток головки в геометрическую нулевую точ-15 ку,, каждый из которых включает встроенный в соответствующую каретку измерительный преобразователь перемещений каретки, например индуктивный, прецизионный пружинно-рычажный 29 стопор, кинематически связанный с ним электропривод, кулачок, установленный на валу привода и воздействующий на пружину стопора, и узлы для создания переменного по величине 2 и направлению измерительйого усилия по каждой координате $1) .

Недостатком этой головки является сложность конструкции, обусловленная наличием системы тяг и рычагов, свя- 30 зывающих измерительный наконечник с расположенными в корпусе электромагнитами, создающими измерительное усилие.

Для упрощения конструкции головки путем использования злектропривода для создания измерительного усилия и стопорения кареток каждый узел для создания измерительного усилия встроен в соответствующую каретку и выполнен в виде двух цилиндрических пружин, установленных соосно в направлении перемещения каретки и скрепленных противоположными концами с кареткой, а общими концами между собой и через управляемую муфту— с валом электропривода, электропривод выполнен шаговым, а профиль кулачка имеет участок, выполненный по дуге постоянного радиуса.

На фиг. 1 дана конструктивная схема головки в продольном разрезе без узлов, встроенных в координатные каретки, на фиг. 2 — одна иэ координатных кареток со встроенным в нее настроечным узлом и узлом для создания измерительного усилия, на фиг.3разрез А-A на фиг. 2; на фиг. 4 показан профиль кулачка.

750252 Измерительные наконечники 1 расположены на основании 2, которое связано с координатной кареткой 3, образованной плоскими пружинами 4, платой 5 и основанием 2. Плата 5 скреплена с платой 6, которая вместе с плоскими пружинами 7 и платой 8 образует координатную каретку 9. Плоские пружины 7 повернуты на 90 относительно пружин 4. Плата 8 скреплена с угольником 10, который через горизонтально расположенные пружины 11 связан с платой 12, жестко скрепленной с корпусом 13, образуя координатную каретку 14.

Каретки 3, 9 и 14 образуют механическую систему координат XYZ. Каретка 14 перемещается при помощи пружин 7 в направлении оси X(X — ось, перпендикулярная к плоскости чертежа на фиг. 1) и вместе с кареткой 14 в направлении оси Z. Каретка 3 перемещается посредством пружин 4 в направлении оси Y и вместе с каретками 9 и 14 — в направлениях осей

Х и.Z.

Таким образом обеспечивается возможность перЕмещения измерительных наконечников 1 в пространственной системе координат XYZ.

В каждую каретку встроен настроечный узел и узел для создания измерительного усилия, как это показано на фиг. 2. Настроечный узел содержит измерительный индуктивный преобразователь перемещения каретки и прецизионный стопор.

Индуктивный преобразователь состоит из якоря 15 и катушки 16, установленной на кронштейне 17, прикрепленном к плате 5. Якорь закреплен на стойке 18, установленной на основании 2.

Стопор содержит рычаг 19, установленный на опоре 20, и рычаг 21, установленный на опоре 22. Опоры 20 и 22 закреплены на кронштейне 23, на котором также закреплен шаговый электропривод 24. Рычаги 19 и 21 связаны между. собой пружиной 25. На рычаге 19 установлен ролик 26, взаимодействующий с кулачком 27, закреп..ленным на валу 28 электропривода.

Кулачок имеет криволинейный профиль (см фиг. 4), выполненный с переменным радиусом К„, и участок, выполненный по дуге с постоянным радиусом Ropy Рычаг 21 имеет на конце шариковый фиксатор 29, взаимодействующий с призмой 30, закрепленной на основании 2. На рычаге 21 имеется упругая перемычка 31, расположенная между опорой 22 и шариковым фиксатором 29.

Узел для создания измерительного усилия содержит две соединенные между собой цилиндрические пружины 32 и

33, установленные соосно в направлении перемещения каретки (в каретке, изображенной на фиг. 2 в направлении Y), и управляемую муфту, состоящую из двух полумуфт, одна из которых выполнена в виде электромагнита 34, а в качестве другой полумуфты используется кулачок 27. Электрорривод 34 снабжен выступом 35, к которому прикреплены внутренние концы пружин 32 и 33. Наружные концы этих пружин прикреплены к стойкам

36 и 37, закрепленным на основании 2 каретки.

К основанию 2 прикреплена своим нижним концом пружина 38, верхний конец которой соединен с винтом 39, взаимодействующим с гайкой 40, приводимой в движение электродвигателем

41. Этот узел обеспечивает компенсацию веса сменных измерительных наконечников. Компенсация производится автоматически: двигатель 41 управляется встроенным в каретку 14 индуктивным преобразователем ее перемещений. Работает измерительная головка следующим образом.

Для установки головки в геометрическую нулевую точку каждую координатную каретку устанавливают в положение, при котором встроенный в каретку индуктивный преобразователь ее перемещения настроен на электрический нуль.

Если одна (или две) из координат не используется, соответствующая каретка фиксируется прецизионным рычажно-пружинным стопором. Для это-го включается шаговый электропривод

24, вращение вала которого вызывает вращение кулачка 27 и поворот рычага

19, который через пружину 25 поворачивает рычаг 21 до тех пор, пока шариковый фиксатор 29 не войдет в призму 30. При дальнейшем вращении кулачка под действием увиличающегося за счет криволинейного с переменным радиусом профиля кулачка усилия пружины 25 деформируется перемычка

31, вследствие чего конец рычага с фиксатором получает. небольшое линейное перемещение и через призму заставляет перемещаться каретку.

Вращение кулачка прекращается сигналом соответствующего индуктивного преобразователя перемещений каретки, когда он устанавливается в электрический нуль. для создания измерительного усилия подается ток в катушку электромагнита 34, он сцепляется с кулачком 27 и тем самым жестко соединяется с валом 28 шагового электропривода. При вращении вала 28 поворачивается выступ 35 и натягивает одну из пружин 32 или 33. Величина измерительного усилия определяется натяжением пружины, которое зависит от угла поворота вала 28. Направление действия измерительного усилия опре-

750252. деляется направлением вращением вала 28.

При создании измерительнОго усилия используется электропривод (шаговый электропривод 24) стопора.

Стопор при этом не работает, что обес- 5 печивается наличием на профиле кулачка (см. фиг. 4) участка с постоянным радиусом.

Формула изобретения

Трехкоординатная измерительная головка, содержащая корпус, связанные между собой и с корпусом с возможностью относительного перемещения координатные каретки, одна из которых несет по крайней мере один измерительный наконечник, настроечные узлы для установки кареток головки в геометрическую нулевую точку, каж- 20 дый из которых включает встроенный в соответствующую каретку измерительный преобразователь перемещений каретки, например индуктивный прецизионный пружинно-рычажный стопор, 25 кинематически связанный с ним электропривод, кулачок, установленный на валу привода и воздействующий на пружину стопора, и узлы для создания переменного по величине и направлению измерительного усилия по каждой координате, о т л и ч а ющ а я с я тем, что, с целью упрощения конструкции путем использования злектропривода для создания измерительного усилия и стопорения кареток, каждый узел для создания измерительного усилия встроен в соответствующую каретку и выполнен в виде цилиндрических пружин, установленных соосно в направлении перемещения каретки и скрепленных противоположными концами с кареткой, а общими концами между собой и через управляемую муфту — с валом электропривода, электропривод выполнен шаговым, а профиль кулачка имеет участок, выполненный по дуге постоянного радиуса.

Ксточники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент ФРГ 9 2242355, кл. 42 в

12/01 (G 01 В 5/00), 1972 (прототип,.

750252

83 1

Фиа2

Составитель М. Модестов

Редактор Т. Шагова Техред Й.Барадулина;

Корректор М. Шарошн

Заказ 4978/50 Тираж 801

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

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