Измерительная головка

(505 6 01 В 502 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Г К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Конструкторское бюро инструмента (72) А, А. Андреев, И, Г. Югай и В. Г, Пироженко(56) Авторское свидетельство СССР М 1280302, кл, 0 01 В 5/02, 1989.Многокоординатная измерительная техника Фирмы "Оптон": Проспект Фирмы "Оптон", ФРГ. Известия, 1982, гв 91, с. 4, фиг. 6.(57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в координатно-измерительных машинах, на станках с ЧПУ и многоцелевых станках в условиях ГПС, Целью изобретения является упрощение конструкции, В измерительной головке, содержащей корпус 1, подпружиненный по оси с возможностью перемещения измерительный наконечник 3, датчик 2 линейных перемещений и Фиксаторы 13 измерительного наконечника 3 конец измерительного наконечника, предназначенный1730527 10 15 20 30 для взаимодействия с датчиком 2, выполнен полусферическим, а фиксаторы 13 измерительного наконечника выполнены в виде четырех подпружиненных сухарей, установленных с возможностью перемещения отноИзобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в координатно-измерительных машинах, на станках с ЧПУ и многоцелевых станках в условиях ГПС.Известна измерительная головка, содержащая корпус, пространственно-подвижный рычаг, размещенный внутри корпуса с измерительным наконечнИком и опорным фланцем, контактные элементы, расположенные на опорном фланце и в корпусе по соосным окружностям, сигнализатор размыкания контактных элементов, компенсатор систематической погрешности, выполненный в виде соосной с измерительным рычагом спиральной пружины, диаметр которой равен диаметру измерительного рычага в верхней его части, и нагрузочную пружину, для регулирования силы которой служит винт.Недостатками данной измерительной головки являются погрешность определения момента касания наконечником поверхности измеряемой детали из-за наличия переходных процессов при размыкании контактных элементов, искажающих выходной сигнал и затрудняющих его обработку и передачу в систему управления машиной или станком для считывания показаний с измерительных систем машины или станка; отсутствие фиксации подвижного рычага с измерительным наконечником при ощупывании поверхности измеряемых деталей в направлении, перпендикулярном направлению перемещения измерительной головки, что увеличивает погрешность измерения при ощупывании наклонных и криволинейных поверхностей,Наиболее близкой к предлагаемой является измерительная головка, содержащая корпус, три размещенных в нем друг над другом пружинных параллелограмма с диапазоном перемещений 3 мм по трем осям Х, У и Е, прецизионные механические фиксаторы, измерительный щуп и три индуктивные линейные измерительные системы для определения положения измерительного щупа.Определение положения измерительной головки при касании измерительного наконечника поверхности детали проиэвосительно корпуса 1 в плоскости, перпендикулярной оси наконечника 3. Сухари расположены попарно в двух взаимно перпендикулярных направлениях вокруг измерительного наконечника 3, 2 ил,дится при достижении нулевого состояния линейной системы головки, обеспечиваемого перемещением суппорта машины по направлению измерения.Недостаток известной измерительной головки заключается в сложности конструкции из-за наличия трех измерительных систем для оси измерений. Целью изобретения является упрощение конструкции.Указанная цель достигается тем, что в измерительной головке, содержащей корпус, подпружиненный по оси с возможностью перемещения измерительный наконечник, датчик линейных перемещений и фиксаторы измерительного наконечника, конец измерительного наконечника, предназначенный для взаимодействия с датчиком, выполнен полусферическим, а фиксаторы измерительного наконечника выполнены в виде четырех подпружиненных стержней, установленных с возможностью перемещения относительно корпуса сухарей в перпендикулярной оси наконечника плоскости. Сухари расположены попарно в двух взаимно перпендикулярных направлениях вокруг измерительного нако,нечника,Предлагаемая измерительная головка отличается выполнением конца измерительного наконечника, предназначенного для взаимодействия с датчиком, полусферическим; а фиксаторов измерительного наконечника - в виде установленных с возможностью перемещения в перпендикулярной оси наконечника плоскости четырех подпружиненных стержней относительно корпуса сухарей, попарно расположенных в двух взаимно перпендикулярных 40 направлениях вокруг измерительного наконечника.На фиг. 1 изображена измерительнаяголовка, вид спереди; на фиг, 2 - разрез А-А на фиг. 1.45 Измерительная головка содержит корпус 1, соединенный с конусом для установки в шпиндель станка или переходник, для установки в пиноль координатно-измерительной машины КИМ), индуктивный датчик 2 с 50 наконечником 3, перемещающимся по осиЕ, грибок 4, базирующийся на торце фланца5 10 15 20 25 30 40 50 55 корпуса 1, полусферу 5, выполненную за одно целое с грибком, измерительный наконечник 6, закрепленный с обратной стороны грибка, коническую фиксирующую пружину 7, закрепленную с одной стороны на измерительном наконечнике 6, с другой - на втулке 8, размещенной в отверстии фланца корпуса 1, электромагниты 9 - 12 с прецизионными фиксаторами 13 и возвратными пружинами 14, сухари 15 - 18 с отверстиями под ввод фиксаторов 13, направляющие винты, закрепленные в сухари 15 - 18 с одной стороны и имеющие возможность перемещения по скользящей посадке в станке корпуса 1 с другой, и возвратные пружины 19, На наружной стенке корпуса закреплен электроразъем 20 для соединения через устройство управления и датчик 21 обратной связи с системой управления станком или КИМ,До начала процесса измерения электромагниты 9 - 12 отключены, сухари 15 - 18 находятся в зафиксированном положении, т. е. прецизионные фиксаторы 13 находятся в отверстиях сухарей 15 - 18, обеспечивая тем самым центрирование грибка 4 в нулевом измерительном положении, наконечник 3 индуктивного датчика 2 находится в наивысшей точке полусферы 5,Устройство работает следующим образом,С началом движения иэмепительной головки, например по оси Х влево, из системы управления станком КИМ поступает сигнал на включение электромагнита 7 и фиксатор 13 выходит из отверстия сухаря 15, Сухари 16 - 18 находятся в зафиксированном состоянии. При соприкосновении измерительного наконечника 6 с поверхностью измеряемой детали грибок 4 с полусферой 5 остаются в статическом состоянии, а корпус 1 измерительной головки с индуктивным датчиком 2 продолжает движение, Сухари 16 и 18 являются направляющими при движении корпуса 1 относительно грибка 4 с полусферой 5, Сухарь 15 отжима- ется грибком 4 и также остается в статическом состоянии за счет движения головки направляющего винта по стенке корпуса 1; Фиксирующая коническая пружина 7 препятствует возникновению перекосов грибка 4 с измерительным наконечником 6.В результате перемещения наконечника 3 индуктивного датчика 2 относительно полусферы 5 индуктивный датчик 2 начинает вырабатывать электрический сигнал, который поступает через электроразьем 20 на устройство управления, где происходит сравнение напряжения сигнала индук-. тивного датчика ОД с пороговым напряжением ОП, величина которого заранее определена,Движение измерительной головки прекращается при достижении разности сигнала ОД и ОП нуля: ОП - ОД - О. 0, В этом положении происходит запоминание координат точки касания, после чего система управления станка или КИМ вырабатывает команду на начало движения измерительной головки в обратную сторону. При возврате измерительной головки в исходное положение возвратная пружина обеспечивает статическое состояние сухаря 15 и грибка 4 с полусферой 5. Далее в измерительную головку через электроразьем 20 поступают два сигнала: один включает электромагнит 9 и.возвратная пружина 14 заставляет фиксатор 13 войти в отверстие и зафиксировать сухарь 15, Грибок 4 с полусферой 5 находится в нулевом измерительном положении. Второй, сигнал включает электромагнит 11 и и роисходит расфиксирование сухаря 17, Далее процесс происходит аналогично описанному.Измерение по оси У происходит пс аналогии с измерением по оси Х. Измерение по оси 2 осуществляется при фиксированном положении всех сухарей за счет осевого перемещения грибка 4 с полусферой 5 и перемещения наконечника 3 индуктивного датчика 2.Формула изобретения Измерительная головка, содержащая корпус, закрепленные в корпусе подпружиненный по оси с возможностью перемещения измерительный наконечник и предназначенный для взаимодействия с одним концом измерительного наконечника датчик линейных перемещений и фиксаторы измерительного наконечника, о т л и ч а ющ а я с я тем, что, с целью упрощения конструкции, конец измерительного наконечника, предназначенный для взаимодействия с датчиком, выполнен полусферическим, а фиксаторы измерительного наконечника выполнены в виде установленных с возможностью перемещения в перпендикулярной оси наконечника плоскости четырех подпружиненных относительно корпуса сухарей, попарно расположенных в двух взаимно перпендикулярных направлениях вокруг измерительного наконечника.1730527 Составитель О. ТрушиТехред М. Моргентал Корректор В. Бугренко ктор Е. Ко Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина,каз 1508 Тираж Подписное ВН ИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5