ПРЕЦИЗИОННОЕ СИЛОВОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРЯМОЛИНЕЙНЫХ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ Советский патент 1970 года по МПК B23Q5/10 

Изобретение относится к устройствам для перемещения изделий с высокой точностью.

Известны прецизионные силовые устройства для прямолинейных перемещений, содержащие передающий движение исполинтельному органу механизм, связанный с электромагнитным импульсным задающим устройством посредством трех высокочастотных воспроизводящих магнитных головок и с механическим генератором имнульсов зубчатой парой.

Целью изобретения является новышение точности и исключеипе тарнровочных работ. Это достигается тем, что предлагаемое устройство снабжено подвижным диском с эталонами конечных мер, каждый пз которых выполнен в виде установленного на диске корпуса из немагнитного материала с закрепленными в нем магнитными головками с рабочими щелями, расположенными одна от другой на заданном расстоянии.

На чертеже показано предложеппое устройство.

Устройство представляет собой связанное в единой электрокинематнческой цепи соединение силового механизма нередачи движения с механическим генератором импульсов и электромагнитным импульсным задающим устройством. Силовой механизм передачи движения используется для возвратно-поступательного перемещения винта / и вращения

диска 2 с грубой и микрометрической подачамн. Шаговым двигателем 3 типа ШД5 вращение посредством обесточенной двухиозиционной э тектромагнитной муфты 4, коробки иередач 5 и конической пары 6 передается на коническое колесо 7, которое выполняет роль гайки в винтовом механизме. Для придания винту возвратно-поступательного движения и исключения его вращения в устройстве предусмотрена шпонка 8. Для обеспечения быстрого и точного перемещения винта на требуемую длину в устройстве имеются грубая и точная подачи. При переключении муфты 4 движение передается через коробку передач 9 п зубчатую пару 10 на вращение диска 2.

На винте 1 закреплена рейка 11, которая носредством безлюфтовой разрезной шестерни 12 связана с выходным валом 13. Рейка крепится к винту болтом 14 с возможностью свободного смещенпя остальной части вдоль продольной оси для обеспечения неизменности размеров рейки при силовых деформациях винта.

Механический генератор импульсов является источником непрерывной строчки электромагнитных сигналов. Он состоит из электродвигателя 15, на валу которого закреплено тактовое колесо 16 с прямоугольными зубьями, которые при вращении относительно магнитной головки 17, неподвижно закрепленной на корпусе 18, создают в последней электромагнитные сигналы. Посредством зубчатой пары /9 генератор связан с остальным устройством.

Электромагнитное импульсное задающее устройство предназначено для задания и фиксирования линейных перемещений винта с высокой точностью. Оно выполнено из трех датчиков, преобразующих магнитное поле в электрические сигналы, ряда эталонов длины из сдвоенных датчиков и источника постоянного магнитного поля. В качестве датчиков использованы высокочастотные ферритовые магнитные головки с рабочей щелью в 0,1 мк.

В качестве источника магнитного поля использован постоянный магнит 20 с узким направленным магнитным потоком, закрепленный неподвижно на колесе зубчатой пары 19. Магнитная головка 21 неподвижно закреплена на корпусе устройства. При прохождении мимо нее постояного магнита создается сигнал, открывающий счет импульсов, создаваемых генератором.

Магнитная головка 22 неподвижно закреплена на валу 23. При прохождении мимо нее постоянного магнита создается сигнал, закрывающий счет импульсов, создаваемых генератором. Эта головка используется для формирования пачек импульсов, пропорциональных угловым поворотам вала 23. Полный оборот этой головки фиксируется совпадением фаз сигналов головок 21 и 22. Магнитная головка 24 закреплена неподвижно на валу 13. Она жестко связана редуктором с головкой 22. При прохождении мимо нее постоянного магнита создается сигнал, закрывающий счет импульсов, формируемых головкой 22. Пачки импульсов, отсекаемые головкой 24, характеризуют перемещение винта с точностью до 1 мк, а полный оборот фиксируется совпадением фаз сигналов головок 21 и 24.

На диске 2 равномерно по окружности закреплен ряд эталонов длины 25 и 26 (остальные условно не показаны), предназначенный для использования в качестве концевых мер длины. Каждый эталон состоит из двух высокочастотных ферритовых магнитных головок, закрепленных в немагнитном корпусе, у которых рабочие щели разнесены на калиброванный размер. При вращении постоянный магнит проходит мимо каждого эталона длины и создает два ограничивающих электромагнитных сигнала.

Устройство после окончательной сборки аттестуется известными измерительными средствами типа оптиметров. Аттестованное устройство может использоваться сколь угодно долго, так как элементы, определяющие точность, являются бесконтактными и практически работают без силовых деформаций.

С включением электродвигателя запускают механический генератор импульсов и приводят во вращение постоянный магнит. Затем устанавливают устройство в нулевое положение, при котором головки 21, 22 и 24 совмещены по фазе.

Перемещение винта производят по эталонам длины, которое осуществляется в следующем порядке. Включив щаговый двигатель, совмещают одну из головок требуемого эталона длины с головкой 24, затем переключают электромагнитную муфту на движение винта и перемещают его до совмещения фаз сигналов головки 24 и второй головки эталона, таким образом перемещают ,винт на калиброванный размер. Затем переключают муфту на вращение эталона и вновь совмещают первую головку с головкой 24. В таком положении устройство подготовлено для перемещения винта на второй щаг. Таким образом, последовательно перемещая винт и эталоны длины, производят движение винта но калиброванным щагам на любое число щагов и с любым эталоном длины.

Для обработки импульсных данных используют известные устройства вычислительной техники, а конечная информация о перемещении винта поступает на цифровое табло.

В зависимости от эталонов, установленных на диске, можно значительно расщирить применяемость предлол енного устройства. Так, если установить эталоны угловых конечных мер или эталоны, представляющие собой определенный код, то при несущественных доработках, устройство можно использовать для точных угловых поворотов или в качестве силового механизма с программным управлением.

Предмет изобретения

Прецизионное силовое устройство для прямолинейных перемещений, в корпусе которого размещен передающий движение исполнительному органу механизм, связанный с электромагнитным импульсным задающим устройством посредством трех высокочастотных воспроизводящих магнитных головок и с механическим генератором импульсов - зубчатой парой, отличающееся тем, что, с целью новыщения точности и исключения тарировки, оно снабжено подвижным диском с эталонами конечных мер, каждый из которых выполнен в виде установленного на диске корпуса из немагнитного материала с закрепленными в нем магнитными головками с рабочими щелями, расположенными одна от другой на заданном расстоянии.