Шпиндельный щуп

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБР ТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ (6!) Дополнительный к патенту (22) Заявлено 201178 (21) 2688148/25-08 (511м, кл.8

В 23 Q 15/14 (32) 21. 11. 77 (23) Приоритет—

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (3! ) 853764 (33) США (533 УДК62-52 3. 8:

621 916(088 8) Опубликовано 30.1180, Бюллетень HP 44

Дата опубликования описания 301180 (72) Авторы изобретения,Иностранцы

Ричард E. Стоббе и Ричард Джонстоун (США) Иностранная фирма

"Кирин энд Трекер Корпорейшн" (71) Заявитель (США ) (54) ШПИНДЕЛЬНЫЙ ЩУП

Изобретение относится к машино- строению, в частности к станкостроению для использования щупов в станках с программным управлением.

Известны щупй, применяемые в сило- 5 вых электромеханических следящих системах копировально-фрезерных станков и содержащие механическую и электрическую части (1) .

Недостатком указанных щупов яв- 10 ляется их слабая помехозащищенность за счет того, что механическая и электрическая части расположены в разных узлах станка и это-влияет как при передаче сигнала на окружающие устройства, так и при приеме на приемный сигнал щупа.

Целью изобретения является повышение помехозащищенности.

Поставленная цель достигается тем,20 что схема формирования управляющего сигнала установлена в резцедержателе, а блок-схема управляющего сигнапа выполнена в виде двух катушек, одна из которых - первичная, установле- 25 на на кронштейне резцедержателя, авторичная выполнена в виде кольца и установлена соосно с шпинделем.

Генератор выполнен в виде трех ии-, .Ъертирукщих усилителей, соединенных 30

2 в кольцевую схему посредством резисторов и конденсаторов.

На фиг.. 1 изображен щуп продольный разрез, на фиг. 2 — электрическая схема щупа.

Резцедержатель 1 своим внутренним концом зажат в патроне бабки 2 (средства крепления не показаны). Реэцедержатель 1 имеет корпус 3 с центральной полостью 4 в которой расположена батарея 5.Внутренний конец 6 резцедержателя 1 прикреплен к корпусу 3 при помощи болтов 7 и имеет пружину 8, упирающуюся в отрицательный вывод батареи

5 и являющуюся для нее заземлением.

К положительному выводу батареи 5 прижат электрический контакт 9.

К внешнему концу корпуса 3 крепеж ными винтами 10, один из которых показан на фиг. 1, прикреплен наконеч; ник 11. K наконечнику 11 прикреплен элемент 12 щупа, выступающий из него.

С элементом 12 щупа связан блок переключателей (не показан), расположенный в наконечнике 11, который заьыкает контакты переключателя, когда элемент 12 щупа легко смещается по осям Х, g или Е станка. Эта часть

784745

50

65 осуществления конструкции является традиционной и здесь подробно не описывается. Электрические провода (не показаны) от блока переключателей связаны через электрическую штепсельную вилку 13 и штепсельную розетку

14 со схемой 15 на печатной плате, содержащей схему генератора, сигнал с выхода которого поступает на первичную обмотку 16 по проводам 17, Первичная обмотка 16 установлена на кронштейне 18, который выступает в сторону от наконечника 11 и также содержит переключатель 19, имеющий плунжер 20, который срабатывает при контактировании с наконечником 21 шпинделя 22, когда в шпинделе зажат резцедержатель 1. Переключатель

19 соединяет батарею 5 с печатной схемой 15, когда резцедержатель 1 вставлен в шпиндель 22, и отсоединяет батарею 5, когда резцедержатель

1 вынут из шпинделя 22. С этой целью пружина переключателя 19 сжата при нормально разомкнутом положении и размыкается сразу, как плунжер 20 переключателя теряет контакт с на— конечником 21 шпинделя.

Источник питания генератора включает батарею 5, связанную с проводом 23 источника питания через нормальноо разомкнутые конт акты переключателя 19,и диод 24,защищающий схему от обратного напряжения в случае, если батарея 5 будет вставлена обратной полярностью. Между проводом 23 и землей стоит фильтровый конденсатор 25 для отфильтровывания шумов и колебаний, идущих от источника питания. (Подробности соединения между проводом 2 3, источником пит ания и активными элемент ами не показ аны) .

Генератор построен на трех инвертирующих усилителях 26, 2 7, 28, соединенных кольцом через резисторы 29, 30 и 31 и конденсатор 32. Частота генерации определяется задержкой в распространении по кольцу, которая частично определяется постоянной времени RC в цепи обратной связи. Постоянная времени ВС изменяется при помощи переключателей 33, 34 и 35, которые размыкаются элементом 12 щупа,, когда он слегка касается заготовки при перемещении по осям Х, У, и Е ств(нка. Переключатель 33 соответствует Ыси Х, переключатель 34 соответствует оси У, а переключатель 35 соответствует оси Е. Когда любой из переключателей 33, 34 или 35 раз>ь - кается, резистор 30 отсоединяется от схемы, вследствие чего изменяется постоянная времени RC цепи обратной связи, а значит, частота генератора.

Следовательно, изменение частоты генератора является указанием того, что элемент 12 щупа соприкоснулся с заготовкой.

16

Сигнал с выхода схемы генератора усиливается схемой усилителя пуш-пульного типа, построенной на трех инвертирующих усилителях 36, 37, 38, соединенных последовательно с первичной высокочастотной обмоткой 16 и резистором 39 нагрузки, как показано на фиг. 2, с усилителем 36 на одной стороне обмотки 16 и усилителями 37 и 38 на другой стороне этой обмотки .

Выходной сигнал первичной обмотки

16 передается магнитной индукцией на вторичную обмотку 40, выполненную в виде кольца и укрепленную на шпиндельной бабке 2 (см. фиг. 1) соосной с осью шпинделя 22 вблизи первичной обмотки 16. Поскольку вторичная обмотка 40 соосна с осью шпинделя 22, первичная обмотка 16 будет вблизи вторичной обмотки 40 вне з ависимости от углового положения резцедержателя

3. Обмотки 16 и 40 расположены по возможности максимально близко одна к другой для обеспечения сравнительно большого коэффициента связи.

Первичная обмотка 16 предпочтительно экранирована электропроводным материалом на поверхностях, не расположенных вблизи вторичной обмотки 40, с целью сведения до минимума электромагнитного излучения. Связь между обмотками трансформатора 16 и 40 осуществляется при помощи магнитной индукции, для которой не требуется электромагнитного излучения.

Вторичная обмотка 40 связана с традиционной схемой детектора 41 (см. фиг. 2), которая, в свою очередь, связана со схемами числового управления (не показаны) станка.

Сравнительно высокий коэффициент связи между обмотками 16 и 40 трансформатора позволяет поднять порог чувствительности схемы детектора 41 достаточно высоко, чтобы исключить возможность неправильного срабатывания вследствие случайного излучения от других передатчиков. формул а и з о бр ет ения

1. Шпиндельный щуп для станка, содержащего шпиндельную бабку со шпинделем, предназ н аче иным для крепления резцедержателя с щупом, и схему формирования управляющего сигнала, содержащую генератор, блоки питания и управления с блоком съема управляющего сигнала, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения поМехоз ащищенности, схема формирования управляющего сигнала установлена в резцедержателе, а блок-схема управляю ющего сигнала выполнена в виде двух

784745

1 и

19

Див. 8

BHHHIIH Заказ 8582/65 Тирам 1160 Подписное

Филиал ППП Пате нт, г. Улсгород, ул. Проектная, 4 братушек, одна из которых — первичная установлена на кронштейне резцедержателя, а вторичная выполнена в ви де кольца и установлена соосно со шпинделем.

2. Щуп по п. 1, о т л и ч а юшийся тем, что генератор выполнен в виде трех инвертирующих усилителей, соединенных в кольцевую схему посредством резисторов и конденсаторов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Вавилов А. А. и др. Силовые электромеханические следящие системы копировально-фрезерных станков.

Машиностроение, 1964, с. 43-47.