ПРЕЦИЗИОННОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОЗИЦИОНИРОВАНИЯ ПОДВИЖНОГО ОРГАНА МАШИНЫ Российский патент 1994 года по МПК B25J11/00 

Изобретение относится к станкостроению и может быть использовано в прецизионных станках и измерительных машинах.

Известно устройство для позиционирования подвижного органа (см. авт. св. СССР N 1224137), содержащее основание, подвижный орган, соединенный с основанием посредством приводов с тягами, и измеритель перемещений.

Недостатком устройства является наличие погрешностей в позиционировании подвижного органа вследствие того, что измерение производится по длине тяг, воспринимающих силовую нагрузку при работе устройства. При этом используемые измерители не учитывают линейные деформации и деформации кручения тяг, вызываемые динамическими нагрузками и крутящим моментом, действующим на подвижный орган и тяги. Кроме того, деформациям также подвергается основание, на котором шарнирно закреплены установленные на приводах измерители, что приводит к дополнительным погрешностям в позиционировании.

Известно устройство (см. авт. св. СССР N 1296401), содержащее основание, подвижный орган с инструментом, соединенный с основанием посредством приводов с тягами, и стол для установки объекта воздействия инструментом.

Недостатком устройства является наличие погрешностей в позиционировании инструмента относительно объекта воздействия вследствие динамических нагрузок и крутящего момента, действующего на тяги, подвижный орган и основание.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является выбранное в качестве прототипа устройство для перемещения исполнительного органа, содержащее силовой корпус, подвижный орган, предназначенный для перемещаемого объекта, соединенный с силовым корпусом посредством приводов, измерительный корпус с измерителями перемещаемого подвижного органа, основание и виброизолятор, связывающий измерительный корпус через основание с силовым корпусом.

Недостаток такого устройства заключается в том, что жесткое соединение измерительного корпуса с основанием при установке на нем объекта, предлагаемого воздействию подвижным органом, способствует возникновению погрешностей при позиционировании подвижного органа. Так, например, если на подвижном органе установить шпиндель с режущим инструментом, а на основании - деталь, обрабатываемую этим инструментом, то при взаимодействии инструмента с деталью на измерители через жестко соединенный с основанием измерительный корпус будут воздействовать вибрации, что внесет погрешности в измерение координат, а следовательно, и в позиционирование подвижного органа.

Цель изобретения - повышение точности позиционирования подвижного органа.

Для достижения поставленной цели предложено прецизионное устройство для позиционирования подвижного органа, содержащее силовой корпус с приводом подвижного органа, измерительный корпус с измерителями перемещений подвижного органа, основание, предназначенное для установки объекта воздействия подвижным органом, и виброизолятор, связывающий основание с силовым корпусом.

Новым в предложенном устройстве является то, что основание снабжено инертным грузом, выполненным из виброгасящего материала, и упруго соединено с силовым и измерительным корпусами.

Нижняя часть основания может быть снабжена ребрами, а виброизолятор выполнен в виде емкости, наполненной вязкой жидкостью, в которую погружена оребренная часть основания.

Емкость виброизолятора может быть частично выполнена тяжелым сыпучим материалом с возможностью взаимодействия его с ребрами основания.

Такое выполнение устройства снижает воздействие на измерители вибраций и других усилий, связанных с работой приводов и перемещением подвижного органа при его силовом взаимодействии с объектом, установленным на основании. Снабжение основания инертным грузом, выполненным из виброгасящего материала, отсутствие жесткой связи основания с силовым и измерительным корпусами и применение в виброизоляторе вязкой жидкости ослабляет воздействие рабочих усилий на измерители. Упругая связь основания с силовым и измерительным корпусами обеспечивает точность его позиционирования относительно измерителей, т. к. измерительный корпус других силовых связей не имеет. Наличие на основании ребер, погруженных в вязкую жидкость, используемую в качестве виброизолятора, усиливает сопротивление основания колебаниям. Частичное наполнение емкости виброизолятора тяжелым сыпучим материалом с обеспечением его контакта с ребрами повышает жесткость установки основания и еще более усиливает сопротивление колебаниям без передачи при этом нагрузок на силовой корпус. Использование в устройстве указанных признаков повышает точность позиционирования подвижного органа относительно основания и установленного на нем объекта воздействия.

Изобретение поясняется чертежом, на котором схематично представлено устройство в одной проекции.

Устройство содержит силовой корпус 1, на котором шарнирно закреплены приводы 2 с тягами 3, на которых шарнирно закреплен подвижный орган 4. На подвижном органе 4 шарнирно закреплены отражатели 5, которые оптически, например посредством телескопических труб 6, связаны с интерференционными измерителями 7 линейных перемещений, шарнирно закрепленными на измерительном корпусе 8. Для пространственных шестикоординатных перемещений подвижного органа 4 устройство может иметь шесть приводов 2 с тягами 3 и шесть измерителей 7 с отражателями 5. Возможны варианты устройства с другим количеством указанных элементов. На приведенной схеме для простоты показано по два элемента.

Силовой 1 и измерительный 8 корпуса связаны между собой виброизолятором 9. Основание 10 предназначено для установки на нем объекта 11, подвергаемого контактному силовому воздействию перемещаемым объектом 12, и связано с силовым 1 и измерительным 8 корпусами виброизолятором 9 и пружинами 13, 14 и 15. Основание 10 с нижней стороны имеет ребра 16 и снабжено закрепленным на нем инертным грузом 17, выполненным из виброгасящего материала, например из песка. Виброизолятор 9 может быть выполнен в виде емкости, заполненной вязкой жидкостью 18, например маслом, в которое погружена нижняя оребренная часть основания 10.

Нижняя часть емкости виброизолятора 9 может быть выполнена тяжелым сыпучим материалом 19, например песком, до уровня, обеспечивающего его контакт с ребрами 16. В качестве объекта силового воздействия 11 может быть использована, например, обрабатываемая или измеряемая деталь, а в качестве перемещаемого объекта 12 соответственно режущий инструмент или измерительная головка.

Устройство работает следующим образом.

С помощью приводов 2 подвижный орган 4 перемещают в заданном направлении до взаимодействия размещенного на нем объекта 12 с объектом 11. Положение объекта 12 относительно объекта 11 определяют с помощью измерителей 7. Расчет конструкции и выбор виброизолятора 9 и пружин 13, 14 и 15 производят с учетом сил взаимодействия объекта 12 с объектом 11.

Взаимодействие объектов 11 и 12 приводит к вибрациям и смещению основания 10. Однако инертный груз 17, выполненный из виброгасящего материала, и взаимодействие в нижней части основания 10 с вязкой жидкостью 18, а ребер 16 - с тяжелым сыпучим материалом 19 и вязкой жидкостью 18 гасят возникающие вибрации. (56) Патент СССР N 1831833, кл. В 25 J 11/00, 1989.

Использование: в станкостроении, в частности в презиционных станках и измерительных машинах. Основание снабжено инертным грузом, выполненным из виброгасящего материала, и упруго соединено с силовым и измерительным корпусами. Нижняя часть основания снабжена ребрами, а виброизолятор выполнен в виде емкости, наполненной вязкой жидкостью, в которую погружена оребренная часть основания. Емкость виброизолятора частично наполнена тяжелым сыпучим материалом, имеющим возможность взаимодействия с ребрами основания. 2 з. п. ф-лы. 1 ил.

1. ПРЕЦИЗИОННОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОЗИЦИОНИРОВАНИЯ ПОДВИЖНОГО ОРГАНА МАШИНЫ, содержащее силовой корпус с приводом подвижного органа, измерительный корпус с измерителями перемещений подвижного органа, основание, предназначенное для установки объекта воздействия подвижного органа, и виброизолятор, связанный с основанием и с силовым корпусом, отличающееся тем, что основание снабжено инертным грузом, выполненным из виброгасящего материала, и упруго соединено с силовым и измерительным корпусами. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что нижняя часть основания снабжена ребрами, а виброизолятор выполнен в виде емкости, наполненной вязкой жидкостью, в которую погружена оребренная часть основания. 3. Устройство по пп. 1 и 2, отличающееся тем, что емкость виброизолятора частично наполнена тяжелым сыпучим материалом, имеющим возможность взаимодействия его с ребрами основания.