Устройство для измерения погрешности трехкоординатных измерительных машин Советский патент 1986 года по МПК G01D18/00 

I

Изобретение относится к измерч- тсльной технике, в частности к конструкции устройствJ преднаяначенных для измерения векторного ноля пог- реганостей координатно-измерительньк машин (КШ) , имеющих поворотный стол

Целью изобретения является повышенна точности определения векторног поля погрешностей КИМ при первичных и последующих его измерениях, упро- щенке конструкции поворачиваемых и закрепляемых в рамах державок с мерами длины5 а также ут-1еньшение времени измерения.

Предложенное устройство обеспечи- eaf.T большое количество фиксированных базовых точек измерения и последовательную установку в каждую базовую точку концевых, мер длиныj ориентированных в трех ортогональньпс направлениях - радиальном, осевом и тангенциальном.

На фиг, 1 цредставлено устройство на поворотном столеj общий вид: на фиг, 2,- разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - державка для крепления концевых мер длины, на фиг.-4 - устройство с дополнительными кронштейнами и рамой, общий вид

Устройство состоит из рамы 1 и. кронштейна 2, закрепленных с возможностью радиальных перемещений соответственно на промежуточных планках 3 и 4э которые закреплены на поворотном столе 5. В раме 1 в шахматном порядке выполнены ряды отверстий 6, расстояния между осями которых по высоте ДН и по горизонтали 4R. Отверстия в раме 1 выполнены в шахматНом порядке по двум сообрэ кениям. Первое из них - это увеличение числа новых базовых точек, возникающих при одном радиальном смещении рамы (так, для данных, представленных на фиг. 2., при одном смещении рамы появляе тся еще 13 новых базовых точек). Второе соображение это увеличение числа мерр одновременно устанавливаемых на раме. Это относитсяэ прелзде всего к мерам, устанавливаемым в осевом направлении (так, по данным фиг,. 2 видно, что шахматное расположение отверстий в раме позволяет з стано- вить в осевом направлении 13 концевых мер длины, а при рядном расположении отверстий лишь 9) ,

В кронштейне 2 имеется один вертикальный ряд отверстий,, оси которых расположень на тех же уров-

о

5

1

,

.5

0

0

4052

нях, что и .8 раме 1„ Отверстия в раме 1 и кронштейне 2 расположены на одинаковом уровне для того, чтобь) при ювороте стола КИМ в одних и тех же базовЕ)К точках рабочего объема КИМ могли быть измерены меры дли- ны в трех ортогональных направлениях: в радиальном и осевом направлениях измеряются меры, расположенные на раме, а в тангенциальном направлении - меры, расположенные на кронштейне. Это обеспечивает размеп1ение

:, в каждой базовой точке трех ортогонально расположенных мер, таким образом, что их середины совпадают мевду собой и с базовой точкой. Это исключает приведение результатов измерения из точек измерен ш к базовой точке5 что приводит к повышению точности измерения векторного гголя погрешностей KJfM

В отверстия рамы 1 устанавливаются державки 7, в которые закреплены концевые меры длины 8, 9. Меры длины 8s 9 при установке их в державке 7 должны быть выставлены так, чтобы их середины совпадали с осью державки. В этом случае середины мер будут совпадать с базовой точкой. Достигается это с помощью шаблона, позволяющего .выставить рабочую поверхность концевой меры относительно базирующей поверхности державки,

В раме 1 меры длины устанавливаются с одной ее стороны, а их середины находятся в радиальной плоскости вращающегося стола. Поворотом державок с мерами вокруг осей отверстий меры устанавливаются в двух ортогональных направлениях - радиальном и осевом (фиг.- 2) , в одной гшосвюсти. Базовые точки при этом находятся на пересечении осями отверстий радиальной плоскости вращающегося стола, проз одящей через середины мер. В эти

.же базовые точки рг бочего объема KliM поворотом ее стола и устанавливаются середины Meps закрепленные в кронштейне в тангенциальном направ- .пении. Таким образом в каждой базовой точке устанавливаются меры длины в трех ортогональных н.аправле- ниях - радиальном5 осавок и акген- циальном. Если меры д. лякрегшеньЕ с двух сторон рамЫэ то они на;;:одя гся в разных плоскостях, а, следовательно,, середины мер не располагаются в одной базовой точке. Кроме того, середины тангенциально расположенных мер, ус3

тановленньгх на кронштейне, невозможн совместить с серединами мер, установленных на другой стороне рамы, так как последние в этом случае расположены на другом радиусе. Все это приводит к ошибкам определения векторного поля погрешностей КИМ.

Меры, закрепленные в. кронштейне, .установлены с двух его сторон и в шах- матном порядке; расстояние между мера в радиальном направлении равно расстоянию между плоскостями Т-Т (фиг. 1). Расположение мер в кронштейне обусловлено, во-первых, шахматным расположением отверстий в раме и, во-вторых, необходимостью ввод в базовые точки, образованные мерами рамы, мер, расположенных в третьем ортогональном (тангенциальном) направлении. Так, из фиг. 1 и 2 видно, что при повороте стола на 215 против часовой стрелки меры, расположенные в тангенциальном направлении на кронштейне, придут в те же базовые точки, что и меры 3-го и 4-го рядов рамы. На базовые точки 3-го ряда попадут середины трех мер, расположенных с правой стороны кронштейна, а на базовые точки 4-го ряда попадут середины двух мер, расположенных |С другой стороны кронштейна. Таким образом для обеспечения измерения мер в трех ортогональных направлениях необходимо при шахматном расположении отверстий в раме расположить меры в кронштейне в тангенциальном направлении с двух его сторон в шахматном порядке.

На фиг. 1, 2 и 4 отдельные концевые меры длины для упрощения изображений показаны стрелками. Рама 1 устанавливается на промежуточной планке 3 так, что середины концевых мер длины располагаются в базовых точках в радиальной плоскости стола R-R, а расстояние от оси вращения стола до первого ряда отверстий равно дК. Кронштейн 2 устанавливается на промежуточной планке 4 таким образом, что меры длины расположены в тангенциальных направлениях Т-Т; а их середины расположены на тех же радиусах, что и два произвольных соседних вертикальных ряда отверстий рамы 1. Рама 1 и кронштейн 2 могут перемещаться в радиальных направлениях на фиксированные расстояния nAR, это обеспечивается соответст- венно штифтами 10, 11, закрепленными

21/.95

5

0

5

0

5

0

5

на промежуточных планках 3, 4, а рама 1 и кронштейн 2 имеют под этг штифты ряды отверстий. Державки 7, устанавливаем1)1е на раме 1 , могут поворачиваться вокруг осей отверстий на 90° так, что расположенные меры, могут быть установлены как в радиальном 12, так и в осевом направлении 13 (фиг. 2). Фиксированньп1 поворот державки 7 осуществляется с использованием штифта 14, закрепленного в раме 1, и отверстий 15 на фланце 16 державки 7, крепление которой производится винтом 17.

С целью уменьшения времени измерения погрешностей КИМ на поворотный стол могут быть установлены дополнительные кронштейны ирамы, например две рамы 18, 19 на промежуточных планках с мерами, расположенными в радиальном направлении, и шесть кронштейнов 20-25 на промежуточных планках с мерами тангенциального направления.

Измерение векторного поля погрешностей КИМ с предложенным устройст- вом осуществляется следующим образом.

Поворотный стол 5 вращают на фиксированные углы (например, через 30 ) и при каждом остановленном положении измеряют концевые меры длины, установленные на раме и кронштейне. Измерение мер длины в базовых точ-ках осуществляется самой коорди- натно-измерительной машиной. В соответствии с известными программами измерительный щуп КИМ должен касаться в трех точках одной рабочей поверхности меры и в одной точке - по другой ее рабочей поверхности. Вычисленное ЭВМ КИМ значение является измеренным значением меры в данной базовой точке и в данном направлении. Разность между измеренным значением меры и ее истинным (паспортным) значением является погрешностью КИМ в соответствующей базовой точке и направлении.

После проведения измерений мер в одном из фиксированных положений вьтолняют одну из следующих операций: изменение ориентации мер длины на раме 1; перемещение в радиальном направлении кронштейна 2 на фиксированные значения +п дК; перемещение в радиальном направлении рамы 1 на иксированные значения ±п и R.

После выполнения одной из указанных операций поворачивают стол на

фиксированные углы и измеряют меры длины.

Радиальные фиксированные смещения рамы 1 позволяют значительно увеличить число базовых точек измерения и кроме того, измерить погрешности КИМ в центральной зоне ее рабочего объема,

В результате фиксированных поворотов стола 5j радиальных фиксированных смещений рамы 1 и кронштейна 2, поворотов мер в раме 1 .в каж-: дои базовой точке будут измерены длины, ориентированные по трем ортогональным осям.

Измерение векторного поля погрешностей КИМ при установке на поворотный стол дополнительных кронштейнов и рамы осуществляется аналогично рассмотренно, за исключением ряда операций, связанных с поворотом державок в рамах 18, 19 и радиальных смещений кронштейнов 20-26. За счет исключений указанных операций и сокращается в этом случае время измерения векторного поля погрешностей КИМ.

Формула изобретения

1 Устройство для измерения погрешностей трехкоординатных измерительных машин, содержащее вращающийся стол, меры длины и приспособления державки для их крепления ,и ориентации на столе, отличающееся тем, что с целью повьшзения точности измерения векторного поля погрешностей машины, оно выполнено в виде рамы и кронштейна, установленных на вращающемся столе с воз- можностю их перемещений в радиальном

s

направлении и имеклцих расположенные на одинаковых уровнях от стола ряды центрирующих отверстий, оси которых параллельны плоскости стола и в ко- : торые установлены и закреплены державки с мерами длины, причем отверстия в раме выполнены в шахматном порядке, меры, установленные в них на

() державках, расположены в радиальной плоскости стола, меры, установленные в кронштейне, размещены на тех же уровнях и радиусах, что и в раме, расположены в тангенциальном направ5 лении относительно стола и закреплены в шахматном порядке с двух сторон кронштейна.

2.Устройство по п. 1, о т л и- чающееся тем, что, с целью

0 повьшения точности при повторных

измерениях, в него введены закрепленные на столе промежуточные планки, снабженные системой ф пссирующих штифтов, а прикрепленные к планкам рама

5 и кронштейн имеют под эти штифты отверстия.

3.Устройство по п. 1, о т л и- чающееся тем, что, с целью упрощения конструкции поворач1-1ваемых

0 и закрепляемых в рамах державок с мерами длины, державка снабжена фланцем с отверстиями для фиксирован- ньк поворотов, а для ее крепления к pai-ie 3 центральной части хвостовика

вьто Лнено резьбовое отверстие.

4.Устройство по пп. 1 и 2, отличающееся тем, что, с целью уменьшения времени измерения,

в него введены дополнительные кронштейны и рама установленные на вращающемся столе.

/5

7V

Г7

(pU2. 3

2

22

25

21

Фин.

Редактор М. Келемеш

Составитель В. Костин

Техред О.ГортвайI Корректор:А. Ференц,

Заказ 1603/47

Тираж 705

ВНШШИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ШШ Патент, г-. Ужгород, ул. Проектная, 4

Подписное

Изобретение относится к измерительной технике и позволяет повысить точность определения векторного поля погрешностей измерительных машин. Устройство выполнено в вцде рамы 1 и кронштейна 2, установленных с воз9 v«. 2 можностью их перемещений в радиальном направлении на поворотном столе 5. В раме 1 в шахматном порядке выполнены ряды отверстий 6, в которых установлены державки с мерами длины 8 и 9. Меры, установленные в кронштей не, размещены на тех же уровнях и радиусах, что и в раме, и закреплены в шахматном порядке с двух сторон : его. При измерении векторного поля измерительный щуп должен касаться в трех точках одной рабочей поверхности меры и в одной точке с другой ее поверхности. В результате фиксированных поворотов стола 5, радиальных фиксированных смещений рамы и кронштейна, поворотов мер в раме в каждой базовой точке будут измерены меры длины, ориентированные по трем. ортогональным осям. Для повьшения точности при повторных измерениях на столе закреплены промежуточные планки 3,4с системой фиксирующих штифтов. 3 з.п. - ф-лы, 4 ил. i (Л кэ to N о СП