Измерительная головка

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК за) с 04 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЭОЬРЕТЕНИЙ И ОТКРЬГГИ ИЗОБРЕТЕНИ ОПИ ВИДЕТЕЛЬСТВ И АВТОРСКОМ 9 20 с, А.А.Гапш .В.Перфилов илиал Экспериме следовательског ежущих станков 8.8)свид етельство СССР 1978 (прототип)(54) (57) ИЗМЕРИТЕЛЬНАЯ ГОЛОВКА поавт.св, В 918778, о т л и ч а ю щ ая с я тем, что, с целью повышенияточности и производительности, онаснабжена дополнительными измерительньми наконечниками, а пьезоэлектричес"кий возбудитель механических колеба"ний выполнен в виде полого цилиндраи размещен соосно с измерительным рычагом внутри его.1 О 9Изобретение относится к измерительной технике, а именно к измерительнымголовкам для координатных измерительных машин.По основному авт.св. У 918778известна измерительная головка, содержащая измерительный рычаг с измерительным наконечником, регистрирующую часть и сигнализатор касания, выполненный в виде высокочастотногогенератора электрических колебаний,пьезоэлектрического возбудителя механических колебаний, измерительногорычага с обкладками, а также измерителя параметров механических колебаний.В известной измерительной головкевозбудитель механических колебанийразмещен на торце измерительного рычага, а измеритель параметровмеханических колебаний выполнен в видеизмерителя фазового сдвига, включен"ного между возбуждающей и измерительной обкладками. В момент касания измерительного наконечника с объектомизмерения резко снижается добротностьколебательной системы и увеличивается сдвиг по фазе между питающим напряжением и напряжением, поступающимот пьезоэлектрического резонатора,что фиксируется измерителем фазовогосдвига 1".13Недостатком известного устройстваявляются низкие точность и производительность при измерении деталей слож 1 ной формы, так как в этом случаетребуется многократная пространственная перестановка измерительной головки. Эти перестановки вызывают дополнительные погрешности и увеличиваютвремя измерения,Целью измерения является повышение точности и производительностиизмерений.Поставленная цель достигается тем,что измерительная головка снабженадополнительными измерительными наконечниками, а пьезоэлектрический возбудитель механических колебаний выполнен в нице полого цилиндра и размещен соосно с измерительным рычагомвнутри его. 5065На возбуждающие обкладки 7 от генератора подают высокочастотное пере,менное напряжение, под действием кото 50 тотные колебания, эпюра которых представлена на фиг. 1 О . В осевом направлении также возникают связанные торцовые колебания возбудителя 6, приэтом фазы противолежащих торцов от 55 личаются на У . Так как обеспеченакустический контакт междудвумя противолежащими секторами торца возбудителя 6 и цилиндром 1 измерительного На фиг. 1 изображена измерительная головка, общий вид, и эпюры основных форм колебаний измерительного рычага; на фиг. 2 - сечение Ь-А на фиг. 1, на фиг. 3 - эпюра колебаний пьезоэлектрического возбудителя механичес" 5 1 О 15 20 25 30 35 ких колебаний в плоскости,перпендикулярной оси цилиндра.Измерительная головка представляет собой измерительный рычаг, выполненный в виде полого тела вращения,например цилиндра 1, с четырьмя радиальными 2 и осевыми 3 измерительными стержнями с измерительными наконечниками 4 и 5,В полости цилиндра 1 размещен собеспечением акустического контактацилиндрический пьезоэлектрическийвозбудитель 6 механических колебаний.На внутренней полости возбудителя 6размещены, например, по две обкладки - возбуждающие 7 и измерительные8. Возбуждающие обкладки 7 соединены между собой (фиг. 2) и подключенык генератору высокочастотных электрических колебаний, входящему в составсигнализатора касания (не показаны).В качестве ответной обкладки используется измерительный рычаг, образованный измерительным стержнем 3 ицилиндром 1 и соединенный с массойизмерительной машины (не показана).Соединенные между собой измерительные обкладки 8 подсоединены к одномуиз входов амплитудно-фазового детектора (не показан), к другому входукоторого присоединен генератор электрических колебаний. Измерительнаяголовка к координатно-измерительноймашине крепится посредством держателя 9.Измерительная головка работаетследующим образом,рого пьезоэлектрический возбудитель6 совершает резонансные изгибные колебания на основной частоте перпендикулярно оси цилиндра. Высокочастотное изменение линейных размеров возбудителя 6 перпендикулярно оси цилиндра 1 возбуждает в измерительном рычаге радиальные высокочас1095065 А-А Составитель РВосканянТехред С.Мигунова Корректор О,Гири Редактор Н.Лазаренк аказ 3585/2 Тираж 823 ВНИИПИ Государственн по делам изобретен 13035, Москва, Ж, РПодписноемитета СССРткрытийя наб., д. 4/5 огоий аушс илиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проект рычага, в нем также возбуждаются колебания вдоль оси цилиндра, передаваемые в осевой измерительный стержень 3 и наконечник 5. Эпюра данныхколебаний идентична эпюре колебанийв радиальном направлении (фиг. 1 Е ).Частоту генератора выбирают близкой кчастоте собственных колебаний измерительного рычага. Добротность колебательной системы измерительного рьгчага очень высока. В момент касаниялюбого измерительного наконечника сизмеряемой деталью (не показана) резко снижается добротность колебательной системы, возникает резкий сдвигфаз между питающим напряжением инапряжением, поступающим от пьезоэлектрического возбудителя 6 колебаний, а также амплитуда последнегонапряжения. Это фиксируется амплитудно-фазовым детектором и регистрирующей частью (не показана).Для исключения паразитных колебаний радиальных измерительных стержней 2 вдоль оси цилиндра 1 плоскость их расположения совмещается с узловой плоскостью продольных колебаний возбудителя 6. С целью сохранения высокой добротности колебательной системы измерительный рычаг к держателю 9 крепится в точках пересечения узловых. плоскостей осевых и радиальных колебаний на наружной поверхности цилиндра 1Для предотвращения поломки головки при аварийных больших перемещениях измерительных наконечников она к измерительной машине крепится посредством известных узлов пространственных перемещений го-ловок КИМ.