Нулевая измерительная головка Советский патент 1992 года по МПК G01B5/02 

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к измерительным головкам для средств координатных измерений.

Изобретение может быть использовано для оснащения координатных измерительных; машин (КИМ) и станков с

ЧПУ.

Известна нулевая измерительная головка, содержащая 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 центрирования измерительного рычага и сигнализации головки, выполненный в виде седельной кинематической пары, и замыкающую пружину, закрепленную между диском и корпусом.

При касании наконечником объекта измерения измерительный рычаг поворачивается вокруг седельной пары, после выбирания зазора диск опирается своей кромкой на фланец, в ходе дальнейшего поворота рычага размыкается контакт между элементами седельной пары и подается команда на считывание координаты (I) .

Недостатком известной головки яв- ляетс я то, что неосесимметричность седельнрй кинематической пары обуславливает изменение действующего плеча измерительного рычага при измерении в плоскости, перпендикулярной

XI

ся ю

оси головки, которое приводит к уменьшению надежности головки.

Известна нулевая измерительная головка, содержащая 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 контактная сфера, свободно расположенная между указанными гнездами и прикатан к контактам пружиной. При касании наконечником объекта измерения измерительный рычаг отклоняется, гнезда смещаются друг относительно друга, разрывается по крайней мере одна из двух электрических цепей, в которые попарно включены контакты, и логическая схема ИЛИ выдает команду на считывание координаты (II).

Недостатком вышеуказанной головки являются трудность точного выполнения трех электрических контактов на внутренней поверхности неподвижного конического гнезда и значительная масса подвижного контакта, обусловленная выполнением конического гнезда вместе с контактной сферой на измерительном рычаге, что ухудшает ее динамические свойства.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату к заявленной является нулевая измерительная головка, содержащая корпус с пятью изолированными от него цилиндрическими опорными контактами, четыре из которых образуют две призмы, располагающиеся вдоль оси корпуса, и включаются в общую электрическую цепь, а пятый находится на плоскости симметрии призм и наклонен на 45° к оси головки, измерительный рычаг с измерительным наконечником на одном конце и двумя цилиндрическими частями, изолированными друг от друга и опирающийся этими частями на призмы и своим сферическим концом - на пятый контакт. Прижатие измерительного рычага к указанным контактай и создание измерительного усилия осуществляется пружиной, выполненной в виде фигурно изогнутой шпильки.

При касании наконечником измеряемого объекта цепь разрывается хотя бы

78594

на одн -и призме, и подается команда на считывание координаты (III).

Недостатком вышеописанной головки - прототипа является недостаточно стабильное ориентирование измерительного рычага в процессе работы головки. Применение установочной пружины типа шпильки не обеспечивает угловой усJQ тойчивости рычага, создавая нестабильность контакта кинематических пар. Все это приводит к уменьшению точностной надежности головки,.

Цель изобретения - повышение точjc ности, что позволит использовать ее в КТО и прецизионных станках с ЧПУ.

Поставленная цель достигается тем, что в заявленной нулевой измерительной головке, содержащей корпус с че20 тырьмя электроизолированными опорами в виде выпуклых тел вращения, 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 смещения вдоль призмограни- читель выполнен в виде выпуклого тела

3Q вращения, установленного на цилиндрическом конце рычага, электрически изолированного от него и подпружиненного к опорам одной из призм, со смещением центра или оси ограничителя с оси измерительного рычага.

Нафиг. 1 и 2 изображена конструктивная схема заявленной 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.

Нулевая измерительная головка содержит корпус 1 с четырьмя опорами, представляющими собой выпуклые тела вращения, например, опорные шарики 2, образующие две призмы, на которые опирается своей цилиндрической частью измерительный рычаг 3, несущий на одном конце измерительный наконечник 4, а на другом - ограничитель 5, выполненный в виде выпуклого тела

55 вращения. Рычаг 3 с наконечником 4 соединены проставкой 18.

В качестве ограничителя 5 можно использовать тела вращения: цилиндри35

40

45

50

ческое (фиг.1), сферическое (фиг.4) и коническое (фиг.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.

Измерительный рычаг 3, шарики 2 и ограничитель 5 электрически включаются в логическую схему ИЛИ через клеммник 9, закрепленный на кольце 14. Прижатие цилиндрической части измерительного рычага 3 и ограничите- ля 5 к опорным шарикам 2 осуществляется пружинами растяжения 10 и 11, зацепленными за штифты 20. Для защиты механизма головки от повреждений и загрязнения служат кожух 17, соединенный с корпусом 1 винтами 19, крышка, 16 с уплотнителем 15 элек уро- кабеля, и мягкая эластичная манжета 12, закрепленная в пазах крышки 13 и наконечника 4,

{Гулевая измерительная головка работает следующим образом.

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№ ливается в призмах, замыкаются контакты между цилиндрической частью измерительного рычага 3, ограничителем 5 и шариками 2.

При соприкосновении наконечника 4 с поверхностью измеряемой детали измерительный рычаг 3 отклоняется, опираясь на две призмы при осевом перемещении наконечника или на одну из них при перемещении наконечника в перпендикулярной к его оси плоскости, и перестает касаться хотя бы одного

из контактов призм. В результате разрывается по крайней мере одна из пяти электрических цепей, в которые по. парно включены контакты призм и ограничителя 5, и логическая схема ИЛИ выдает сигнал о касании измерительным наконечником поверхности.

Пружины 10 и 11, стремясь верQ нуть измерительный рычаг 3 в устойчивое положение относительно седел, создают измерительное усилие головки.

Использование описанной нулевой

5 измерительной головки позволяет обеспечить высокую точность и надежность измерений, что достигается благодаря хорошей самоустановке, и следовательно, стабильности срабатывания. Это

0 позволяет использовать головку в координатных измерительных машинах и прецизионных станках с ЧПУ.

Формула изобретения

5

Нулевая измерительная головка, содержащая корпус с четырьмя электроизолированными опорами в виде выпуклых тел вращения, образующих две раз0 несенные вдоль корпуса призмы, измерительный рычаг, один конец которого выполнен цилиндрическим и упруго поджат к призме, а другой имеет измерительный наконечник, и ограничитель поворота рычага вокруг его оси и смещения вдоль призм, отличаю- я с я тем, что, с целью повышения точности измерения, ограничитель выполнен в виде выпуклого тела враще0 ния, установленного на цилиндрическом конце рычага, электрически Изолированного от него и подпружиненного к опорам одной из призм со смещением центра или оси ограничителя относительно оси измерительного рычага.

5

фиг.З

-фФиг.2

Фиг. 5

фигя

В-В

Фиг.7

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к измерительным головкам для средств координатных измерений. Целью изобретения является повышение точности измерения. Цель достигается за счет того, что размещенные в корпусе 1 четыре опоры, выполненные в виде тел вращения, образуют две призмы, на которые опирается 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 ограничителя 5 к опорным шарикам 2 осуществляется пружинами 10 и 11 растяжения. 7 ил.