Измерительная головка

, О,К. Куткин и Б.А. ЯкиОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(56) Индикатор контакта модели БВ - 427203 ТУ 2 - 034 - 213 - 85.54) ИЗМЕРИТЕЛЬНАЯ ГОЛОВКА(57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано длякоординатных измерений на многооперационных станках. Цель изобретения - повышение эксплуатационной надежности.Измерительная головка содержит наконеч-.ник 1, датчик 2 касания, корпус 3 и хвосто- . Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для . координатных измерений на многооперационных станках типа обрабатывающий центр.Известна измерительная головка, содержащая наконечник, датчик касания, корпус узла индуктивного модуля датчика. касания, стандартный хвостовик, кабель пе- редачи сигналов, установочную шайбу, спомощью которой проверяют воздушный зазор между индуктивным модулем машины/и индуктивным модулем датчика касания; Для передачи сигнала касания используется изменение частоты в диапазоне 5.10 кГц, Осциллятор и питающая его батарея наховик 4. В корпусе и хвостовике выполнена междроссельная камера 5, в которой размещены узел 8 передачи информации, автономный блок 9 питания с установленной на валу газовой турбинкой 10. и распределительный элемент 11, выполненный в виде стакана с тангенциальными каналами. Образуемые каналами потоки сжатого воздуха, движущиеся по касательной к внутренней конусной поверхности 11, направлены друг другу навстречу, В хвостовике 4 выполнен центральный канал 14.Поступая через входной дроссель 6 и центральный канал 14 в междроссельную камеру 5 к.распределительному элементу 11, потоки сжатого воздуха перераспределяются и через тангенциальные каналы подаются на лопасти газовой турбинки 10, приводят ее во вращение, и далее через выходной дроссель 7 - истекают в атмосферу. 4 ил.е дится в измерительнойголовке. Осциллятор включается автоматически при установке измерительной головки в шпиндель, Вторичная катушка, принимающая сигнал, может быть кольцеобразной.Известна также измерительная головка, содержащая корпус с хвостовиком, размещенные в корпусе автономный блок питания и узел передачи информации, датчик касания, расположенный на противоположной от хвостовика стороне корпуса, и измерительный наконечник, установленный нэ датчике и предназначенный для контактирования с контролируемым объектом.К недостаткам данной измерительной головки (ИГ) можно отнести следующее, Автономный блок питания, выполненный в виде батареи из гальванических элементов, не обеспечивает надежной работы ИГ в целом. В процессе работы ИГ и ее хранения в инструментальном магазине многооперационного станка происходит разрядка гальванических элементов, что может привести в определенный момент к отсутствию сигнала касания. Таким образом, в систему ЧПУ станка сигнала касания не поступает и может пооизойти излом. наконечника, так как в этом случае будет отсутствовать и аварийный сигнал. Также при длительном хранвнии происходит окисление контактов гальванических элементов и схемы передающего устройства, что приводит к отсутствию сигнала касания. Перечисленные недостатки требуют замены гальванических элементов питания значительно раньше их гарантированного срока службы и постоянного контроля состояния автономного блока питания, а на контроль состояния также необходима энергия тех же гальванических элементов. Если гальванический элемент способен подзаряжаться, тогда возможно установить зарядное устройство в инструментальный магазин многооперационного станка, однако это значительно усложняет конструкцию станка в целом, а значительного повышения надежности не даетЦель изобретения - повышение эксплуатационной надежности, Ожидаемый положительный эффект заключается в повышении эксплуатационной надежности автономного блока питания и снижении затрат на его установку и эксплуатацию .Это достигается тем, что измерительная головка, содержащая корпус с хвостовиком, размещенные в корпусе автономный блок питания и узел передачи информации, датчик касания, размещенный на противоположной от хвостовика стороне корпуса, и измерительный наконечник, установленный на датчике и предназначенный для кон.тактирования с контролируемым обьектом, в которой согласно изобретению блок питания выполнен в виде электродвигателя постоянного тока, предназначенного для работы в режиме генератора, головка снабжена газовой турбинкой, установленной на валу электродвигателя, распределительным элементом, выполненным в виде стакана с пазами на наружной поверхности, наклоненными к образующей, и установленным в корпусе таким образом, что его пазы и стенки корпуса образуют тангенциальные каналы, обращенные своими выходами на лопасти турбинки, а в хвостовике корпуса выполнено центральное отверстие, предназначенное для подачи газа к распредели ка, для обдува конуса инструментальной оп 50 равки (хвостовика). На фиг. 1 показано поперечное сечениеизмерительной головки; на фиг. 2 -разрезА-А на фиг. 1; на фиг,З - разрез Б-Б на фиг2; на фиг. 4 - разрез Б-В на фиг, 2,55. Измерительная головка содержит последовательно соединенные наконечник 1,датчик 2 касания, корпус 3 и хвостовик 4. Вкорпусе 3 и хвостовике 4 выполнена междроссельная камера 5 и входным б и выходным 7 дросселями. В междроссельной 10 1520 253035 тельному элементу и сообщенное с тангенциальными каналами.Используемые ИГ, которые хранятся в инструментальном магазине многооперационного станка и устанавливаются в шпиндель по специальной команде должны иметь автономный источник энергии, которого было бы достаточно для роботы ИГ и передачи сигнала касания на приемное устройство, находящееся на определенном расстоянии от ИГ. Используемые в качестве автономных источников энергии различные гальванические элементы не обеспечивают надежной работы ИГ, так как они имеют ограниченный срок службы, малую мощность на единицу габаритных размеров, их мощность в процессе работы и храненияпадает, контакты окисляются. Это приводит к необходимости их замены или подзарядки в обоих случаях, что связано с определенными затратами,Небольшая мощность гальванических элементов при больших габаритах влечет за собой увеличение габаритов ИГ при создании мощных автономных источников энергии и не обеспечивает большой дальности передачи сигнала касания, а также не позволяет встраивать их в многооперационныестанки небольших размеров. Использование в качестве энергоносителя сжатого воздуха, поступающего через шпиндель налопасти газовой турбинки, установленнойна двигателе постоянного. тока. позволит повысить надежность питания передающего устройства, а неограниченная мощность автономного. источника питания позволит увеличить дальность передачи сигнала касания.Установка распределительного элемента, выполненного в виде стакана с тангенци-. альными . каналами, позволяет стабилизировать частоту вращения двигателя постоянного тока при значительном колебании давления питания. Все это в конечном итоге значительно повышает надежность ИГ в целом, В данном случае используется сжатый воздух, подаваемый через шпиндель многооперационного станкамере 5 размещены узел 8 передачи ий- руемой поверхности происходит раэмыкаформации, использующий инфракрасное ние одного из трех внутренних электроконизлучение для передачи сигнала касания, тактов. Узел передачи информации 8, автономный блок 9 питания, выполненный использующий инфракрасное излучение в виде двигателя постоянного тока с уста для передачи сигнала касания (в корпусе 3 новленной на валу газовой турбинкой 10 и ИГ установлен светодиод, на станке прием- расположенный соосно двигателю распре- ное устройство, имеющее фотодиод), выраделительный элемент 11, выполненный в батывает сигнал, соответствующий касанию виде стакана с тангенциальными каналами наконечником. контролируемой поверхно, 13, имеющими такое направление; что 10 сти детали. Сигнал. касания принимается образуемые ими потоки сжатого воздухаприемным устройством и передается в сисдвижутся по касательным к внутренней ко- . тему ЧПУ многооперационного станка, Менусной поверхности распределительного ханизмы станка останавЛиваются и по элемента 11 и направлены друг другу на- датчикам обратной связи осуществляется встречу, В хвостовике 4 выполнен централь отсчет перемещений и сравнение их с заный канал 14 для подвода сжатого воздуха данными по специальной макропрограмме, к распределительному элементу. занесенной в системе ЧПУ многооперациИзмерительная головка работает следу- . онного станка.ющим образом, Использование предлагаемой ИГ; предВ начале цикла измерения ИГ, находя назначенной для координатных измерений щаясявинструментальноммагазинемного-на многооперационном станке, по сравнеоперационного станка в определенном для нию с прототипом позволит за счет размесредств измерения гнезде, по специальной щения в междроссельной камере команде устанавливается в шпиндель и осу- . автономного блока питания, выполненного ществляется ее зажим. Подача сжатого воз в виде двигателя с установленной на валу духа через шпиндель для обдува конуса, газовой турбинкой и размещения соосно инструментальной оправки хвостовика 4) в ему распределительного элемента с двумя момент зажима прекращается, Затем по группами тангенциальных каналов, имею- специальной макропрограмме, занесенной щих определенное соотйошение площадей в систему Ч ПУ многооперационного станка, 30 в совокупности с определенным соотношесжатый воздух вновь подается через внут- . нием площадей входногоивыходногодросреннюю полость шпинделя к ИГ. Сжатый . селей междроссельной камеры, воздух, поступая через входной дроссель 6 . стабилизировать напряжение питания, пои центральный канал 14 в междроссельную даваемого на схему узла передачи информакамеру 5 к распределительному элементу. 35 ции при значительном колебании давления 11, перераспределяется и через тангенци- питания,альные группы каналов 12, 13, подается на Использование в качестве автономного лопасти газовой турбинки 10, приводя ее во. блока питания двигателя постоянного тока, вращение. Определенное соотношение работающего в режиме генератора и преобплощадей сечений тангенциальных каналов. 40 разующего энергию сжатого воздуха вэлекпозволяет стаЬилизировать вращение тур-трическую энергию, повысить надежность бины, а следовательно и вырабатываемое. работы ИГ,атакжеувеличитдальностьприавтономным блоком питания 9 напряжение ема сигнала касания от ИГдо 2.м, Замена при колебании давления питания Р = автономного блока, выполненного в виде 0,4.,0,6 МПа, 45. гальванических элементов, на двигатель поВырабатываемое автономным блоком стоянного тока, использующего в качестве питания 9 напряжение О = 20+ 1. В подается . энергоносителя сжатый воздух, позволит на вход узла 8 передачи информации и на . снизить затраты на источник энергии и обвнутренние электроконтакты датчика 2 ка- служивание, так как срок службы гальвани- сания. Сжатый воздух, поступающий через 50 ческих элементов примерно 1 месяц, а срок тангенциальные каналы 12, 13; проходя службыэлектродвигателя 100000 ч.междроссельную камеру 5 и выходной дрос- ф о р м у л а и з о б р е т е н и я сель 7, истекает в атмосферу. Уровень со- Измерительная головка. содержащаяздаваемого шума ИГ значительно ниже корпус с хвостовиком, размещенные в коруровня шума многооперационного станка. 55 пусеавтономныйблок питанияиузел пере- ИГ по специальной измерительной макро- дачи информации, датчик. касания, программе, занесенной в систему ЧПУ мно-. размещенный на противоположной от хвогооперационного станка, доставляется стовика стороне корпуса, и измерительный механизмами станка к измеряемой детали; наконечник, установленный на датчике,и В моменткасания наконечника 1 контроли- предназначенный для контактирования с.Народная аз 2185 Тираж ВНИИПИ Государственного комитета по изобр 113035, Москва; Ж, РаушПодписноениям и открытиям при ГКНТ СССая наб., 4/5 зводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина,контролируемым обьектом, о т л и ч а ющ а я с я тем, что, с целью повышения эксплуатационной надежности, блок питания выполнен в виде электродвигателя постоянного тока, предназначенного для работы в режиме генератора, головка снабжена газовой турбинкой, установленной на валу электродвигателя, распределительным элементом, выполненным в виде стакана с пазами на наружной поверхности, наклоненными к образующей, и установленными в корпусе таким образом, что его пазы и стенки корпуса образуют тангенциальные каналы, обращенные сво ими выходами на лопасти турбинки, а вхвостовике корпуса выполнено центральное отверстие, предназначенное для подачи газа к распределительному элементу и сообщенное с тангенциаль ными каналами,