Центрирующее устройство Советский патент 1984 года по МПК G01B7/315 

I I 2 « фц

оэ а

A-fl

8

f1 10

/ Изобретение относится к измерител ной технике и может быть использован для центрирования деталей, например лимбов. Известно устройство для центрирования деталей на предметном столике при измерении их на кругломере, содержащее электродвигатели, у1травляюпчие центровкой измеряемой детали, которые связаны через систему обратной связи с датчиком измерения профиля детали СП. Недостатками устройства являются его сложность и низкая чувствительность перемещения детали из-за большой редукции скорости. Наиболее близким к изобретению является центрирующее устройство, содержащее корпус, размещенный в нем шпиндель, генератор, стол, установ ленн.ый на шпинделе с возможностью перемещения перпендикулярно его оси и предназначенный для размещения центрируемой детали, привод перемеще ния стола, выполненный в ввде четыре пар пьезокерамических преобразователей с секторами электродов для подкл чения к генератору и закрепленных на корпусе в местах расположения сво их узлов колебаний, привод вращения шпинделя и индикатор эксцентриситета Недостатком данного устройства яв ляется наличие двух независимых приводов по взаимно перпендикулярным координатам, что усложняет конструкцию. Кроме того, в большинстве случаев после центрирования необходимо деталь вращать для измерения, т.е. требуется дополнительный привод вращения . Целью изобретения является упроще ние устройства путем совмещения приводов поворота и центрирования. Поставленная цель достигается тем ЧТО В центрирующем устройстве, содержащем корпус, размещенный в нем шпиндель, генератор, стол, устайовле ный на шпинделе с возможностью перемещения перпендикулярно оси шпинделя пpeдJiaзнaчeнный дпя размещения цент рируемой детали, привод перемещения Стола, выполненный в виде четьфех па пьезокерамических преобразователей с секторами электродов для подключения к генератору и закрепленных на корпусе в местах расположения своих узлов колебаний, привод вращения шпи деля и индикатор эксцентриситета. пьезокерамические преобразователи выполнен в виде двух пластин по четыре сектора электродов на каждой, расположенных симметрично относительно центра вращения и подсоединенных к генератору через переключатель,.а стол снабжен фиксатором. На фиг. 1 показано, устройство, разрез, на фиг. 2 - то же, вид сверху. Устройство содержит корпус 1, шпиндель 2 (аэростатический), плоскую пружину 3, ось 4, пьезокерамический преобразователь - две пьезокерамические пластины 5, подвижный стол 6 (в виде диска), центрируемую деталь 7, преобразователь 8 малых линейньпс перемещений, стойку 9, втулку 10, пружину 11, .сердечник 12, электромагнит 13, индикатор 14 эксцентриситета (блок преобразователя 8), реле 15 электромагнита, переключатель 16 и 17, генератор 18 электрических колебаний, антифрикционную прокладку 19. Корпус 1 устройства состоит из цилиндрической обоймы, плотно закрытой двумя дисковыми деталями. Внутри его с зазором (величиной 10-20 мкм) установлен аэростатический шпиндель 2 (подсоединение сжатого воздуха не показано). На шпинделе установлен подвижной стол 6 в виде круглого диска, имеющий антифрикционную прокладку 19. На столе закреплена центрируемая деталь 7. К детали 7 подведен наконечник преобразователя 8 линейных перемещений, который через стойку 9 закреплен к корпусу 1 устройства. На диаметрально противоположных сторонах стола 6 при помощи осей 4 шарнирно к столу закреплены пьезокерамические пластины 5. Шарнирные оси 4 установлены в узловой плоскости колебаний пьезокерамических пластин. Ппастины 5 к столу 6 прижимаются плоскими пружинами 3. Во втулке 10 через пружину 11 свободно вставлен сердечник 12, взаимодействующий с электромагнитом 13 переменного тока, жестко закрепленным к 1дпинделю 2. На пьезокерамических преобразователях - пластинах 5 с одной стороны нанесены по четыре сектора электрода для подсоединения к генератору 18 электрических колебаний. Сектора на каждой из пластин диагонально соединены между собой (фиг. 2). С обратной стороны пластин, пьезокерамическкх преобразователей нанесен сплошной электрод, подсоединенный к общему проводу питания (не показан). Пары секторов электродов подсоединены к генератору 18 через переключатели 16 и 17. С переключателем 16 совмещен нормально закрытый контакт (не показан) подсоединения к источнику электрического питания реле 15 электромагнита 13. Устройство работает следующим образом. При левом положении переключателе 16 и 17 (фиг. 2) контакт реле 15 закрыт, электромагнит 13 включен и притягивает сердечник 12. Сердечник 12 через пружину 11 и втулку 10 прижимает стол 6 к шпинделю 2 неподвижно. Диагонально запитанные секторы электродов пьезокерамических пластин 5 возбуждают в них продольные и игзи ные деформации, которые вызывают косые соударения точек пластин в месте их соприкосновения со столом 6. Траектории этих точек имеют зллипсную форму и заставляют поворотный стол перемещаться в одном круговом направ лении (в данном случае против часово стрелки). Во время одного оборота стола npe образователем 8 малых линейных перемещений измеряется эксцентриситет ус тановки детали 7 на столе. Величину эксцентриситета показывает индикатор 14. Следуюпдам приемом стол с деталью поворачивается до тех пор, пока зафиксированная максимальная величина эксцентриситета находится у наконечника преобразователя 8 и тем самым на линии симметрии между двумя пьезо керамическими пластинами 5. Переключатель 16 переставляется на правое положение, отключается электромагнит 13, который отпускает сердечник 12 и освобождает стол 6 от шпинделя. Правая пьезокерамическая пластина 5 запитывается от генератора 18 через другую пару диагональных секторов электродов. В итоге точка пластины, контактирующая со столом, совершает эллиптическое движение, но в противоположном направлении. Обе пластины перемещают поворотный стол 6 по прямолинейной траектории вдоль оси симметрии расположения пьезокерамических пластин. Так как стол расфиксирован, он совершает прямолинейное перемещение. Центрируемая деталь 7 предварительно устанавливается с эксцентриситетом небольшой величины - не более нескольких десятых долей миллиметра. Поэтому диск поворотного стола 6 при прямолинейном перемещении не выходит из зацепления прямоугольных участков твердосплавных прямоугольных прокладок 19, приклеенных к пьезокерамическим пластинам 5 в зоне контакта с диском. Величина этих прокладок 3-5 мм, что достаточно для выполнения центрирующего перемещения величиной 0,1-0,2 мм. Линейное перемещение для центрирования выполняется до минимального показания индикатора 14 преобразователя с требуемой точностью. После этого переключатель 16 опять переключается в исходное положение, срабатывает электромагнит 13, зажимая стол 6с деталью 7 в сцентрированном положении, и деталь вращается для точного измерения. Операции центрирования необходимы для измерения детали типа теп вращения на кругломерах, а также для измерения лимбов, растровьк шкал, кодовых дисков. В последнем:м случае вместо преобразователя линейных перемещений применяется измерительный микроскоп для определения величины эксцентриситета . Работу устройства легко автоматизировать введением управления перемещениями от преобразователей линейных и угловых перемещений или используя ЭВМ.

в

ЦЕНТРИРУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО, содержащее корпус, размещенный в нем шпиндель, генератор, стол, установленный на шпинделе с возможностью перемещения перпендикулярно оси шпинделя и предназначенный для размещения центрируемой детали, привод перемещения стола, вьшолненный в виде четырех пар пьезокерамических преобразователей с ceKTopaj ra электродов для подключения к генератору и закрепленных на корпусе в местах расположения своих узлов колебаний, привод вращения шпинделя и индикатор эксцентриситета, отличающееся тем, НТО, с целью упрощения устройства, пьезокерамические преобразователи выполнены в виде двух ттас- тин по четьфе сектора электродов на каждой, расположенных симметрично относительно центра вращения и сл подсоединенных к генератору через переключатель, а стол снабжен фиксас тором.