SU1747859A1

SU1747859A1 - Null measuring head

Info

Publication number: SU1747859A1
Application number: SU904786506A
Authority: SU
Inventors: Динь Минь Нгуен; Владимир Алексеевич Чудов
Original assignee: Институт Машиноведения Им.А.А.Благонравова
Priority date: 1990-01-29
Filing date: 1990-01-29
Publication date: 1992-07-15

Abstract

Изобретение относитс к измерительной технике, а именно к измерительным головкам дл средств координатных измерений. Целью изобретени вл етс повышение точности измерени . Цель достигаетс за счет того, что размещенные в корпусе 1 четыре опоры, выполненные в виде тел вращени , образуют две призмы, на которые опираетс измерительный рычаг 3. Рычаг 3 с наконечником 4 соединены проставкой 18. Ограничитель 5 закреплен на измерительном рычаге 3 с помощью изолирующих элементов, например, в виде втулки 7 и пайб 8. Прижатие цилиндрической части рычага 3 и ограничител 5 к опорным шарикам 2 осуществл етс пружинами 10 и 11 раст жени . 7 ил.The invention relates to a measurement technique, in particular to measuring heads for coordinate measuring means. The aim of the invention is to improve the measurement accuracy. The goal is achieved due to the fact that four supports placed in the housing 1, made in the form of rotation bodies, form two prisms on which the measuring arm 3 is supported. The lever 3 with the tip 4 are connected by a spacer 18. The limiter 5 is fixed on the measuring lever 3 by means of insulating elements, for example, in the form of a sleeve 7 and a pie 8. The cylindrical part of the lever 3 and the stopper 5 is pressed against the support balls 2 by springs 10 and 11. 7 il.

Description

Изобретение относитс к измерительной технике, а именно к измерительным головкам дл средств координатных измерений.The invention relates to a measurement technique, in particular to measuring heads for coordinate measuring means.

Изобретение может быть использовано дл оснащени координатных измерительных; машин (КИМ) и станков сThe invention can be used to equip coordinate measuring; machines (KIM) and machine tools with

ЧПУ.CNC.

Известна нулева измерительна головка , содержаща корпус с фланцем, измерительный рычаг с наконечником на одном конце и опорным элементом в виде диска на другом, отделенным от поверхности фланца зазором при свободном подвешенном измерительном рычаге , узел центрировани измерительного рычага и сигнализации головки, выполненный в виде седельной кинематической пары, и замыкающую пружину, закрепленную между диском и корпусом.A null measuring head is known, comprising a housing with a flange, a measuring lever with a tip on one end and a disk-shaped supporting element on the other, separated from the flange surface by a gap with a free suspended measuring lever, a centering node of the measuring lever and signaling the head, made in the form of a saddle kinematic pairs, and a closing spring fixed between the disk and the housing.

При касании наконечником объекта измерени измерительный рычаг поворачиваетс вокруг седельной пары, после выбирани зазора диск опираетс своей кромкой на фланец, в ходе дальнейшего поворота рычага размыкаетс контакт между элементами седельной пары и подаетс команда на считывание координаты (I) .When the tip touches the measurement object, the measuring arm rotates around the saddle pair, after selecting the gap, the disk rests with its edge on the flange, during further rotation of the lever, the contact between the saddle pair elements opens and a command is given to read the coordinate (I).

Недостатком известной головки в- л етс то, что неосесимметричность седельнрй кинематической пары обуславливает изменение действующего плеча измерительного рычага при измерении в плоскости, перпендикул рнойA disadvantage of the known head is that the non-axial symmetry of the saddles of the kinematic pair causes a change in the acting arm of the measuring lever when measured in the plane perpendicular to

XIXi

с юwith y

оси головки, которое приводит к уменьшению надежности головки.axis of the head, which leads to a decrease in the reliability of the head.

Известна нулева измерительна головка , содержаща корпус, к которому на мембране подвешен своей серединой измерительный рычаг, несущий на одном конце измерительный наконечник, а на другом - коническое гнездо, три электрических контакта, расположенные на внутренней поверхности второго конического гнезда, выполненного на корпусе , изолированные друг от друга и включенные в логическую схему ИЛИ, и контактна сфера, свободно расположенна между указанными гнездами и прикатан к контактам пружиной. При касании наконечником объекта измерени измерительный рычаг отклон етс , гнезда смещаютс друг относительно друга, разрываетс по крайней мере одна из двух электрических цепей, в которые попарно включены контакты, и логическа схема ИЛИ выдает команду на считывание координаты (II).A null measuring head is known, comprising a housing, to which a measuring lever is suspended on its membrane, carrying a measuring tip at one end and a conical socket on the other end, three electrical contacts located on the inner surface of a second conical socket on the housing, isolated from each other and included in the logic circuit OR, and the contact sphere, freely located between the indicated sockets and rolled on the contacts with a spring. When the tip touches the measurement object, the measuring lever is deflected, the sockets are displaced relative to each other, at least one of the two electrical circuits, in which the contacts are connected in pairs, is broken, and the OR circuit issues a command to read the coordinate (II).

Недостатком вышеуказанной головки вл ютс трудность точного выполнени трех электрических контактов на внутренней поверхности неподвижного конического гнезда и значительна масса подвижного контакта, обусловленна выполнением конического гнезда вместе с контактной сферой на измерительном рычаге, что ухудшает ее динамические свойства.The disadvantage of the above head is the difficulty of accurately performing the three electrical contacts on the inner surface of the fixed conical socket and the large mass of the movable contact, due to the conical socket being made together with the contact sphere on the measuring arm, which impairs its dynamic properties.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату к за вленной вл етс нулева измерительна головка, содержаща корпус с п тью изолированными от него цилиндрическими опорными контактами, четыре из которых образуют две призмы , располагающиес вдоль оси корпуса , и включаютс в общую электрическую цепь, а п тый находитс на плоскости симметрии призм и наклонен на 45° к оси головки, измерительный рычаг с измерительным наконечником на одном конце и двум цилиндрическими част ми, изолированными друг от друга и опирающийс этими част ми на призмы и своим сферическим концом - на п тый контакт. Прижатие измерительного рычага к указанным контактай и создание измерительного усили осуществл етс пружиной, выполненной в виде фигурно изогнутой шпильки.The closest in technical essence and the achieved result to the claimed is a null measuring head comprising a body with five cylindrical contact contacts insulated from it, four of which form two prisms located along the axis of the body and are connected to a common electrical circuit, and It is located on the plane of symmetry of the prisms and is inclined by 45 ° to the axis of the head, the measuring lever with the measuring tip at one end and two cylindrical parts isolated from each other and resting With these parts on the prisms and with their spherical end is the fifth contact. The measuring lever is pressed against the said contact and the creation of the measuring force is effected by a spring made in the form of a figured bent pin.

При касании наконечником измер емого объекта цепь разрываетс хот быWhen the tip touches the measured object, the circuit breaks at least

7859478594

на одн -и призме, и подаетс команда на считывание координаты (III).on one prism, and a command is given to read coordinate (III).

Недостатком вышеописанной головки - прототипа вл етс недостаточно стабильное ориентирование измерительного рычага в процессе работы головки. Применение установочной пружины типа шпильки не обеспечивает угловой усJQ тойчивости рычага, создава нестабильность контакта кинематических пар. Все это приводит к уменьшению точностной надежности головки,.The disadvantage of the prototype head described above is the insufficiently stable orientation of the measuring lever during the operation of the head. The use of a stud-type mounting spring does not provide the angle stability of the lever, creating an instability in the contact of the kinematic pairs. All this leads to a decrease in the accuracy of the head reliability.

Цель изобретени - повышение точjc ности, что позволит использовать ее в КТО и прецизионных станках с ЧПУ.The purpose of the invention is to increase accuracy, which will allow its use in CTO and precision CNC machines.

Поставленна цель достигаетс тем, что в за вленной нулевой измерительной головке, содержащей корпус с че20 тырьм электроизолированными опорами в виде выпуклых тел вращени , образующих две разнесенные вдоль корпуса призмы, измерительный рычаг, один конец которого выполнен цилиндричес25 ким и упруго поджат к призмам, а другой имеет измерительный наконечник, и ограничитель поворота рычага вокруг его оси и смещени вдоль призмограни- читель выполнен в виде выпуклого телаThe goal is achieved by the fact that in the claimed zero measuring head, comprising a housing with four electrically insulated supports in the form of convex rotating bodies, forming two prisms spaced along the body, a measuring arm, one end of which is cylindrical and elastically tucked to prisms, and the other end has a measuring tip, and the limiter of rotation of the lever around its axis and displacement along the prism limiter is made in the form of a convex body

3Q вращени , установленного на цилиндрическом конце рычага, электрически изолированного от него и подпружиненного к опорам одной из призм, со смещением центра или оси ограничител с оси измерительного рычага.3Q of rotation mounted on the cylindrical end of the lever, electrically isolated from it and spring-loaded to the supports of one of the prisms, with a shift of the center or axis of the limiter from the axis of the measuring lever.

Нафиг. 1 и 2 изображена конструктивна схема за вленной измерительной головки с ограничителем в виде цилиндрического пальца; на фиг.З - то же, разрез по А-Л, на фиг.4 - ограничитель в виде сферического пальцаj на фиг.З - то же, разрез по Б-Б; на фиг.6 - ограничитель в виде конического пальца; на фиг.7 - то же, разрез по В-В.Nafig Figures 1 and 2 show the structural scheme of the measurement head with a cylindrical finger stop; on fig.Z - the same, a section on A-L, on figure 4 - the limiter in the form of a spherical finger j on fig.Z - the same, a section on BB; figure 6 - the limiter in the form of a conical finger; 7 - the same section along bb.

Нулева измерительна головка содержит корпус 1 с четырьм опорами, представл ющими собой выпуклые тела вращени , например, опорные шарики 2, образующие две призмы, на которые опираетс своей цилиндрической частью измерительный рычаг 3, несущий на одном конце измерительный наконечник 4, а на другом - ограничитель 5, выполненный в виде выпуклого телаThe null measuring head comprises a housing 1 with four supports representing convex rotation bodies, for example, support balls 2 forming two prisms on which the measuring lever 3 rests with its cylindrical part, carrying the measuring tip 4 at one end and the stopper at the other end 5, made in the form of a convex body

55 вращени . Рычаг 3 с наконечником 4 соединены проставкой 18.55 rotations Lever 3 with a tip 4 are connected by a spacer 18.

В качестве ограничител 5 можно использовать тела вращени : цилиндри35As the limiter 5, you can use the body of rotation:

4040

4545

5050

ческое (фиг.1), сферическое (фиг.4) и коническое (фиг.6).cheskoe (figure 1), spherical (figure 4) and conical (figure 6).

Опорные шарики 2 установлены в корпусе 1 с помощью, например, изо-, лирующих опор 6, а ограничитель 5 закреплен на измерительном рычаге 3 с помощью изолирующих элементов, выпол- ненных, например, в виде втулки 7 и шайб 8.The support balls 2 are installed in the housing 1 by means of, for example, insulating supports 6, and the stopper 5 is fixed on the measuring arm 3 by means of insulating elements made, for example, in the form of a sleeve 7 and washers 8.

Измерительный рычаг 3, шарики 2 и ограничитель 5 электрически включаютс в логическую схему ИЛИ через клеммник 9, закрепленный на кольце 14. Прижатие цилиндрической части измерительного рычага 3 и ограничите- л 5 к опорным шарикам 2 осуществл етс пружинами раст жени 10 и 11, зацепленными за штифты 20. Дл защиты механизма головки от повреждений и загр знени служат кожух 17, соединенный с корпусом 1 винтами 19, крышка, 16 с уплотнителем 15 элек уро- кабел , и м гка эластична манжета 12, закрепленна в пазах крышки 13 и наконечника 4,The measuring lever 3, the balls 2 and the limiter 5 are electrically connected to the OR circuit via a terminal block 9 mounted on the ring 14. The cylindrical part of the measuring lever 3 and the limit 5 are pressed to the supporting balls 2 by tension springs 10 and 11 that are hooked to pins 20. To protect the head mechanism from damage and contamination, serve as casing 17, connected to housing 1 with screws 19, cover, 16 with seal 15 of electric cable, and soft elastic cuff 12 fixed in grooves of cover 13 and tip 4,

{Гулева измерительна головка работает следующим образом.{Guleva measuring head works as follows.

При отсутствии контакта наконечника 4 с деталью или режущей кромкой инструмента (на фиг. не показаны) измерительный рычаг 3 под действием пружин 10 и 11 устойчиво самоусташ№ ливаетс в призмах, замыкаютс контакты между цилиндрической частью измерительного рычага 3, ограничителем 5 и шариками 2.In the absence of contact of the tip 4 with the part or the cutting edge of the tool (not shown in Fig.), The measuring lever 3 under the action of the springs 10 and 11 stably self-worn in the prisms, the contacts between the cylindrical part of the measuring lever 3, the stopper 5 and the balls 2 are closed.

При соприкосновении наконечника 4 с поверхностью измер емой детали измерительный рычаг 3 отклон етс , опира сь на две призмы при осевом перемещении наконечника или на одну из них при перемещении наконечника в перпендикул рной к его оси плоскости, и перестает касатьс хот бы одногоWhen the tip 4 is in contact with the surface of the measured part, the measuring lever 3 deflects on two prisms when the tip moves axially or on one of them when the tip moves perpendicular to its axis of the plane, and stops touching at least one

из контактов призм. В результате разрываетс по крайней мере одна из п ти электрических цепей, в которые по . парно включены контакты призм и ограничител 5, и логическа схема ИЛИ выдает сигнал о касании измерительным наконечником поверхности.from prism contacts As a result, at least one of the five electrical circuits into which it is broken. the prism and limiter 5 contacts are switched on in pairs, and the OR circuit outputs a signal that the measuring tip touches the surface.

Пружины 10 и 11, стрем сь верQ нуть измерительный рычаг 3 в устойчивое положение относительно седел, создают измерительное усилие головки .The springs 10 and 11, striving to return the measuring lever 3 to a stable position relative to the seats, create a measuring force of the head.

Использование описанной нулевойUsing the described zero

5 измерительной головки позвол ет обеспечить высокую точность и надежность измерений, что достигаетс благодар хорошей самоустановке, и следовательно , стабильности срабатывани . Это5 of the measuring head allows for high accuracy and reliability of measurements, which is achieved due to good self-alignment and, therefore, stability of operation. it

0 позвол ет использовать головку в координатных измерительных машинах и прецизионных станках с ЧПУ.0 allows the use of the head in coordinate measuring machines and precision CNC machines.

Claims

Invention Formula

five

A null measuring head comprising a body with four electrically insulated supports in the form of convex rotation bodies forming two prisms distributed along the body, a measuring lever, one end of which is cylindrical and elastically pressed to the prism, and the other has a measuring tip, and a lever rotation limiter around it axes and displacements along prisms, characterized in that, in order to increase the measurement accuracy, the stopper is made in the form of a convex body of rotation mounted on the cylindrical end of the lever, electrically Isolated from it and springed to the supports of one of the prisms with the offset of the center or axis of the limiter relative to the axis of the measuring lever.

five

fig.Z

-Fig .2

FIG. five

fig

Bb

7