Устройство для измерения линейных перемещений

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ЛИНЕЙНЫХ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ(57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано вотсчетных системах измерительных приборов, координационно-измерительных машини прецизионных станков, Цель изобретения- повышение долговечности за счет уменьшения износа путем увеличения площади Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в отсчетных системах измерительных приборов, координатно-измерительных машин, прецизионных станков,Цель изобретения - повышение долговечности за счет уменьшения износа путем повышения площади контакта при перемещении каретки по на и ра вля ющим.На фиг. 1 изображено устройство, общий вид; на фиг, 2 - сечение А-А на фиг. 1.Устройство содержит корпус 1, жестко укрепленную в нем измерительную стеклянную линейку 2 с нанесенной на ее рабочей поверхности дорожкой измерительной дифракционной решетки 3, например дифракционной голографической решеткой, отсчетную головку 4, установленную в кОрпусе 1 с возможностью перемещения вдоль измерительной линейки 2, установленную в отсчетной головке 4 каретку 5, механизм прижатия 6 каретки 5 к двум взаимно перпендикулярным направляющим поверхноСО 103 СОВЕТСКИХ СОЦИАЛИСТИЧЕСКИ I РЕСПУБЛИК ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТОИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИРИ ГКНТ СССР ОП САНИ контакта при перемещении каретки по направляющим, При перемещении отсчетной головки 4, закрепленной на одной из сторон каретки 5, выполненной Г-образной формы иэ прозрачного материала, взаимодействует с измерительной дифракционной решеткой 3, нанесенной на одну из взаимно перпендикулярных плоскостей измерительной линейки 2, В результате взаимодействия дифракционных решеток возникает модуляционная картина полос, по которой определяется перемещение. Наличие прокладок 8, 9 и 10 обеспечивает повышение площади контакта каретки 5 с направляющими плоскостями измерительной линейки 2. 2 ил. стям измерительнои линеики 2, одна из которых - ее рабочая поверхность, индикаторную дифракционную решетку 7, выполненную с возможностью взаимодействия с измерительной дифракционной решеткой 3, Вдоль рабочей поверхности измерительной линейки 2 по обеим сторонам дорожки измерительной дифракционной решетки 3 параллельно ей, а также вдоль второй направляющей поверхности измерительной линейки 2 закреплены прокладки 8, 9 и 10 одинаковой толщины по всей ее длине из материала с малым ксэффициентом трения скольжения, с которыми контактирует каретка 5, выполненная Г-образной формы из прозрачного материала, например стекЛа, причем индикаторная дифракционная решетка 7, например дифракционная голографическая решетка, нанесена напосредственно на саму, каретку 5, на ту ее сторону, которая абра-ф щена к рабочей поверхности измерительной линейки 2,1663412 5 10 15 20 30 35 40 5055 кации перемещения. При этом механизм прижатия 6 каретки 5 к двум взаимно перпендикулярным на)правляющим поверхностям измерительной линейки 2 представляет собой, например, четыре цилиндрические пружины 11-14, укрепленные в отсчетной головке 4, две из которых пружины 11 и 12) прижимают каретку 5 к рабочей поверхности измерительной линейки 2, а две другие (пружины 13 и 14) укреплены в отсчетной головке 4 под углом к каретке 5 таким образом, что усилие ее прижатия разлагается на две составляющие силы, прижимающие каретку 5 как к рабочей поверхности измерительной линейки 2, так и к второй ее направляющей поверхности,Прокладки 8, 9 и 10 одинаковой толщины по всей длине измерительной линейки 2, установленные на измерительной линейке 2 (путем напыления, приклеивания или другим способом) между ней и кареткой так, чтобы зазор между измерительной и индикаторной дифракционными решетками 3 и 7 оставался постоянным по всей длине измерительной линейки 2, выполнены из материала с малым коэффициентом тренияскольжения по нему стекла, например, изфторопласта,Устройство для измерения линейныхперемещений работает следующим образом.При перемещении измерительного подвижного органа станка, на котором жесткозакреплена подвижная отсчетная головка 4,движение передается каретке 5, а значит и индикаторной дифракционной решетке 7, нанесенной непосредственно на стороне каретки 5, выполненной из оптического стекла,.обращенной к рабочей поверхности измерительной линейки 2, относительно которой они перемещаются по ее двум взаимно перпендикулярным направляющим поверхностям, одна из которых ее рабочая поверхность, При этом измерительная и индикаторная дифракционные решетки взаимодействуют, При их освещении излучателем (на фигурах не показан) образуется модуляционная картина комбинационных полос, пропорциональных 14 периода измерительной дифракционной рещетки 3, которая воспринимается фотодиодами (на фигурах не показаны), Световая энергия, проходящая через образующие комбинационные полосы, преобразуется фотодиодами в сигнал напряжения, Сигналы с фотодиодов постулают в предусилитель и далее по кабелю в электронное устройство(на фигурах не показаны) для преобразования счета и индиПри перемещении каретки 5 Г-образной формы вдоль измерительной линейки 2 она своими взаимно перпендикулярными поверхностями контактирует с направляющими поверхностями измерительной линейки 2, опираясь на прокладки 8, 9 и 10, При этом площадь контакта каретки 5 с прокладками 8, 9 и 10 при длине каретки, равной 60 мм, и ширине прокладок, равной 2 мм, составляет 240 мм на рабочей поверхности измери 2тельной линейки 2 и 120 мм на второй направляющей поверхности измерительной линейки 2, в то время как у устройства- прототипа площадь контакта не превышает 40 мм на рабочей поверхности измерительной линейки и 20 мм на второй ее направляющей поверхности,Таким образом, повысив площадь контакта при перемещении каретки по направляющим, уменьшают их износ, т,е. увеличивают долговечность устройства, Это обеспечивается заменой подшипников скольжения в устройстве-прототипе на прокладки в предлагаемом устройстве и за счет выполнения каретки Г-образной формы из оптического стекла.Кроме того, нанесение индикаторной дифракционной решетки 7 непосредственно на стекло каретки 5, т.е, выполнение их из одного материала с одним и тем же коэффициентом теплового расширения приводит к повышению точности измерений, так как при этом устраняется один из источников возможных погрешностей при выполнении, как это делается в устройстве-прототипе, каретки 5 из дюралюминия, а индикаторной дифракционной решетки 7 из оптического стекла, имеющих различные коэффициенты теплового расширения. Формула изобретения Устройство для измерения линейных перемещений, содержащее корпус и размещенные в корпусе измерительную линейку, выполненную в виде двух взаимно перпендикулярных направляющих поверхностей и дорожки измерительной дифракционной решетки, расположенной на одной из направляющих поверхностей - рабочей поверхности. отсчетную головку, установленную с возможностью перемещения, и расположеную на отсчетной головке каретку, механизм прижатия каретки к направляющим поверхностям измерительной линейки и индикаторную дифракционную решетку, установленную с возможностью взаимодействия с измерительной дифракционной решеткой, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышениядолговечности, оно снабжено прокладками, выполненными из материала с малым коэффициентом трения скольжения и одинаковыми толщинами по всей длине, и размещенными вдоль рабочей поверхности измерительной линейки по обеим сторонам дорожки измерительной дифракционной решетки и вдоль другой направляющей по.ерхности измерительной линейки, каретка выполнена Г-образной формы из прозрачного материала, а индикаторная дифоакционная решетка выполнена на стороне каретки. ориентированной к рабочей поверхности измерительной линейки,