Нулевая измерительная головка

Нулевая измерительная головка для координатно-измерительных машин и станков с ЧПУ, содержащая корпус с фланцем, измерительный рычаг с измерительным наконечником на одном его конце и грибком на другом, три опорно-контактные группы, служащие для базирования грибка на фланце корпуса, элементы которых расположены на грибке и фланце корпуса под углом 120°, узел создания измерительного усилия и узел создания базирующего усилия для поджатия грибка к корпусу, выполненный в виде электромагнита, при этом базирующее усилие выполнено регулируемым, а узел создания базирующего усилия дополнительно снабжен пружиной, взаимодействующей с электромагнитом.

Полезная модель относится к измерительной технике и может быть использована в координатно-измерительных машинах (КИМ), измерительных роботах и станках с ЧПУ.

Известна нулевая измерительная головка, содержащая корпус с фланцем, измерительный рычаг с измерительным наконечником на одном его конце и грибком на другом, три опорно-контактные группы, служащие для базирования грибка на фланце корпуса, элементы которых расположены на грибке и фланце корпуса под углом 120°, и узел создания измерительного усилия, при этом она снабжена узлом создания базирующего усилия для поджатая грибка к корпусу (См. авторское свидетельство СССР 1201667, МПК G01B 5/00).

Известная нулевая измерительная головка имеет два механизма создания измерительного (контактного) и базирующего усилий. При этом базирующее усилие создается включением электромагнита (подачей тока в катушку электромагнита). При таком конструктивном решении очень трудно отрегулировать величину базирующего усилия и могут возникнуть колебания этой величины из-за непостоянства зазора между якорем и магнитопроводом.

Задачей предлагаемого технического решения является повышение точности измерения за счет создания регулируемого базирующего усилия.

Для решения поставленной задачи в известном техническом решении, содержащем корпус с фланцем, измерительный рычаг с измерительным наконечником на одном его конце и грибком на другом, три опорно-контактные группы, служащие для базирования грибка на фланце корпуса, элементы которых расположены на грибке и фланце корпуса под углом 120°, узел создания измерительного усилия и узел создания базирующего усилия для поджатия грибка к корпусу, выполненный в виде электромагнита, базирующее усилие выполнено регулируемым, а узел создания базирующего усилия дополнительно снабжен пружиной, взаимодействующей с электромагнитом.

На фиг.1 изображена конструктивная схема нулевой измерительной головки.

На фиг.2 - разрез А-А на фиг.1

Нулевая измерительная головка содержит корпус 1 с фланцем 2, измерительный рычаг 3 с измерительным наконечником 4 на одном его конце и грибком 5 на другом.

Грибок 5 установлен на фланце 2 с помощью трех расположенных под углом 120° опорно-контактных групп, каждая из которых выполнена в виде закрепленного на грибке 5 шара 6, который электрически изолирован от него вставкой 7. В исходном положении каждый из трех шаров базируется в призме 8, закрепленной на изолирующем основании 9, установленном на фланце 2. Все три контактные группы последовательно соединены в электрическую цепь.

Узел создания измерительного усилия выполнен в виде пружины 10. Узел создания базирующего усилия выполнен в виде электромагнита 11 с якорем 12 и катушкой 13, и пружины 14, предназначенных для поджима грибка 5 к фланцу 2 через якорь 12, расположенный над центром грибка 5, и винта 15, предназначенного для регулировки базирующего усилия. Включением и выключением электромагнита управляет программное обеспечение или контроллер координатно-измерительной машины или станка с ЧПУ.

Нулевая измерительная головка работает следующим образом.

При ускоренных перемещениях нулевой измерительной головки в момент подвода и отвода рычага 3 от контролируемой поверхности детали (холостой ход) катушка 13 электромагнита 10 обесточена, якорь 12 под действием пружины 14 нажимает на грибок 5, создавая базирующее усилие. Грибок 5 занимает исходное положение в призмах 8, а измерительный рычаг 3 - нулевое (исходное) положение. При подводе нулевой измерительной головки на уменьшенной скорости к поверхности контролируемой детали (измерение) в катушку 13 электромагнита 11 по команде от системы ЧПУ или КИМ подается электрический ток, якорь 12 притягивается и отводится от грибка 5, сжимая пружину 14. В этом положении грибок 5 находится только под действием пружины 10, создающей измерительное усилие. При контакте наконечника 4 с контролируемой поверхностью последний смещается из нулевого положения, измерительный рычаг 3 с грибком 5 поворачиваются вокруг одной или двух опорно-контактных групп, нарушается контакт какого-либо шара 7 с призмами 8, и в систему управления КИМ или станка ЧПУ подается команда на считывание координат, торможение и реверса (отвода) датчика касания. Перед началом ускоренного отвода нулевой измерительной головки от поверхности контролируемой детали катушка 13 электромагнита 11 обесточивается и пружина 14 вновь обеспечивает базирующее усилие, которое сохраняется на время ускоренного перемещения датчика касания.

Таким образом, в описываемой нулевой измерительной головке базирующее усилие, возвращающее измерительный наконечник 4 в нулевое (исходное) положение, и измерительное усилие, необходимое для замыкания электроконтактов, создаются разными пружинами, что позволяет повысить стабильность возврата измерительного наконечника 4 в исходное положение за счет большего регулируемого базирующего усилия, исключить ложные срабатывания при перемещениях нулевой измерительной головки на больших скоростях, уменьшить износ электроконтактов и тем самым повысить точность измерения.

Нулевая измерительная головка для координатно-измерительных машин и станков с ЧПУ, содержащая корпус с фланцем, измерительный рычаг с измерительным наконечником на одном его конце и грибком на другом, три опорно-контактные группы, служащие для базирования грибка на фланце корпуса, элементы которых расположены на грибке и фланце корпуса под углом 120°, узел создания измерительного усилия и узел создания базирующего усилия для поджатия грибка к корпусу, выполненный в виде электромагнита, отличающаяся тем, что базирующее усилие выполнено регулируемым, а узел создания базирующего усилия дополнительно снабжен пружиной, взаимодействующей с электромагнитом.