CS266806B1

CS266806B1 - Device for automatic measurement of rotating parts

Info

Publication number: CS266806B1
Application number: CS876764A
Authority: CS
Inventors: Antonin Ing Csc Sedlar
Original assignee: Antonin Ing Csc Sedlar
Priority date: 1987-09-21
Filing date: 1987-09-21
Publication date: 1990-01-12
Also published as: CS676487A1

Abstract

Řešení se týká snímání rozměrů rotačních součástí pohyblivými dotyky, jejichž pohyb je ovládán elektromotorem přes kuličkový šroub ve dvou rovinách a dovoluje měřit nejen prů měry, ale i délky v ose rotační součásti. Jednotlivé pohyby jsou prováděny automaticky. Uspořádání zařízeni pro automatické měření rotačních součástí dovoluje provádět kontrolu rotačních součástí tvarově odlišných v automatickém režimu na jednom měřicím pracovišti.The solution concerns the measurement of the dimensions of rotating parts by movable contacts, the movement of which is controlled by an electric motor via a ball screw in two planes and allows not only the diameters but also the lengths in the axis of the rotating part to be measured. Individual movements are performed automatically. The arrangement of the device for automatic measurement of rotating parts allows the inspection of rotating parts of different shapes in automatic mode at one measuring station.

Description

Vynález se týká zařízení pro automatické měření rotačních součástí, u kterého se řeší snímání rozměrů rotačních součástí pohyblivými dotyky, jejichž pohyb je ovládán elektromotorem přes kuličkový šroub ve dvou rovinách a dovoluje měřit nejen průměry, ale i délky v ose rotační součásti. Jednotlivé pohyby jsou prováděny automaticky.The invention relates to a device for automatic measurement of rotating parts, in which the dimensions of rotating parts are sensed by movable contacts, the movement of which is controlled by an electric motor through a ball screw in two planes and allows measuring not only diameters but also lengths in the axis of the rotating part. Individual movements are performed automatically.

Dosud známá zařízení pro automatické měření rotačních součástí využívají pro měření rotačních součástí pružné dotyky a jejich poměrně malý pracovní zdvih je snímán analogovými snímači. Pokud jsou pro snímání rozměrů rotačních součé- oužity širokorozsahové snímače je rozsah měřených průměrů na rotační součásti větší než u snímačů analogových, ale oba způsoby snímání vyžadují jednoúčelové konstrukce měřicích zařízení a nedovolují univerzální použití ve strojírenské výrobě.Previously known devices for automatic measurement of rotating parts use flexible contacts for measuring rotating parts and their relatively small working stroke is sensed by analog sensors. If wide-range sensors are used to sense the dimensions of rotary components, the range of measured diameters on rotating parts is larger than with analog sensors, but both methods of sensing require single-purpose constructions of measuring devices and do not allow universal use in mechanical engineering.

Výše uvedené nedostatky odstraňuje zařízení pro měření rotačních součástí, jehož podstata spočívá v tom, že je tvořeno posuvně uloženým nosníkem, opatřeným ložisky pro uchycení kuličkového šroubu, jehož osa je rovnoběžná s osou nosníku. Nosník je opatřen pohyblivou objímkou, která vykonává pohyb ve směru osy nosníku a je pevně spojena s maticí kuličkového šroubu. Vodicí objímky jsou pevně spojeny s deskou, zatímco měřicí dotyky, které měří obrobek, jsou upevněny tak, že první měřicí dotyk je přes výměnný držák a nosič pevně spojen s objímkou a druhý měřicí dotyk je přes výměnný držák a nosič pevně spojen s nosníkem. Vzájemný relativní pohyb měřicích dotyků je ovládán elektromotorem, jehož stator je pevně spojen s nosníkem a rotor elektromotoru s kuličkovým šroubem přes spojku, a na druhém konci nosníku je připojeno na kuličkový šroub přes spojku rotační odměřovací zařízení.The above-mentioned drawbacks are eliminated by a device for measuring rotating parts, the essence of which consists in that it consists of a slidably mounted beam provided with bearings for holding a ball screw, the axis of which is parallel to the axis of the beam. The beam is provided with a movable sleeve which performs a movement in the direction of the beam axis and is firmly connected to the ball screw nut. The guide sleeves are firmly connected to the plate, while the measuring contacts that measure the workpiece are fixed so that the first measuring contact is firmly connected to the sleeve via the exchangeable holder and carrier and the second measuring contact is firmly connected to the beam via the exchangeable holder and carrier. The relative movement of the measuring contacts is controlled by an electric motor, the stator of which is fixedly connected to the beam and the rotor of the electric motor with a ball screw via a coupling, and at the other end the beam is connected to the ball screw via a coupling.

Uspořádání zařízení pro automatické měření rotačních součástí dovoluje provádět kontrolu rotačních součástí tvarově odlišných v automatickém režimu na jednom měřicím pracovišti. Jednotlivé pohyby měřicích dotyků v ose y a pojezdy sestavy dotyků na nosníku v ose x dovolují realizovat měření ve dvou rovinách. Jako měřicí zařízení pro měření rotačních součástí může být aplikováno jak do konvenční strojírenské výroby, tak především na pracoviště technické kontroly v automatizovaných výrobních systémech, robotizovaných technologických pracovištích. Řízení pojezdů měřicích dotyků jé prováděno počítačem, který současně provádí matematické operace pro výpočet geometrických parametrů a může informace o provedeném měření předávat nadřízenému počítači. Koncepce tohoto měřicího zařízení podstatně zvyšuje jeho stupeň automatizace a tím i širší uplatnění v automatizovaných výrobních systémech.The arrangement of the device for automatic measurement of rotating parts allows to check the rotating parts of different shapes in the automatic mode at one measuring workplace. The individual movements of the measuring contacts in the y-axis and the movements of the contact assembly on the beam in the x-axis allow measurements to be made in two planes. As a measuring device for measuring rotating parts, it can be applied both to conventional engineering production and, above all, to technical inspection workplaces in automated production systems and robotic technological workplaces. The control of the travels of the measuring contacts is performed by a computer, which simultaneously performs mathematical operations for the calculation of geometric parameters and can transmit information about the performed measurement to the superior computer. The concept of this measuring device significantly increases its degree of automation and thus its wider application in automated production systems.

Na připojených výkresech je znázorněno uspořádání zařízení pro automatické měření rotačních součástí podle vynálezu, kde na obr. 1 je nakreslen nárys zařízení a na obr. 2 je uvedeno půdorysné uspořádání tohoto zařízení. Zařízení je tvořeno posuvně uloženým nosníkem 1^, který je opatřen ložisky 11, 12 pro ^chycení kuličkového šroubu 2^, který má osu rovnoběžnou s osou nosníku 1^. Nosník _1 je opatřen pohyblivou objímkou, která vykonává pohyb ve směru osy nosníku 1^ přitom objímka £ je pevně spojena s lineárním snímačem 18 a s maticí 13 kuličkového šroubu 2. Vodicí objímky 3^ 5^ jsou pevně spojeny s deskou 23, zatímco měřicí dotyky, které měří obrobek, jsou upevněny tak, že první měřicí dotyk 8 je přes výměnný držák 1_ a nosič €> pevně spojen s objímkou 4^ a druhý měřicí dotyk 9^ je přes výměnný držák 10 a nosič 16 pevně spojen s nosníkem JL. Přitom vzájemný relativní pohyb měřicích dotyků je ovládán elektromotorem 20, jehož stator je pevně spojen s nosníkem 2. a rotor elektromotoru s kuličkovým šroubem 2 P^es spojku 19 a na druhém konci nosníku 2 je připojeno na kuličkový šroub 2^ rotační odměřovací zařízení 14 přes spojku 15.The attached drawings show an arrangement of a device for automatic measurement of rotating parts according to the invention, where Fig. 1 shows a front view of the device and Fig. 2 shows a plan view of this device. The device is formed by a slidably mounted beam 1, which is provided with bearings 11, 12 for holding a ball screw 2, which has an axis parallel to the axis of the beam 1. The beam 1 is provided with a movable sleeve which moves in the direction of the axis of the beam 1, the sleeve 6 being firmly connected to the linear sensor 18 and to the nut 13 of the ball screw 2. The guide sleeves 35 are fixedly connected to the plate 23, while the measuring contacts which measure the workpiece are fixed in such a way that the first measuring contact 8 is firmly connected to the sleeve 4 via the exchangeable holder 7 and the carrier 1 and the second measuring contact 9 is firmly connected to the beam 11 via the exchangeable holder 10 and the carrier 16. In this case, the relative movement of the measuring contacts relative to one another is controlled by an electric motor 20, the stator of which is fixedly connected to the beam 2 and the rotor of the electric motor with a ball screw 2 via a coupling 19 and a rotary measuring device 14 connected to the ball screw 2 via clutch 15.

Před měřením v klidovém stavu jsou dotyky 8 a 9 otevřeny, pohyblivá objímka 4 je v pravé krajní poloze a dotýká se objímky 3_, nosník 1 je v levé krajní poloze. Podstata funkce zařízení spočívá v tom, že snímání rozměrů obrobků je prováděno měřicími dotyky J3 a 2 (obrázek 1) , které se pohybují k povrchu obrobku 21 přes pohyblivou objímku 4^, jejíž pohyb je proveden z matice 33. Po najetí měřicího dotyku 8 na obrobek 21 se přestane pohybovat objímka 4^ s měřicím dotykem J3 a kuličkový šroub 2 se otáčí dále dokud se druhý měřicí dotyk 2 nedotkne obrobku 21. Po dotknutí měřicího dotyku £ na povrchu obrobku 21 se začne měřicí dotyk přibližovat k povrchu obrobku 21 spolu s nosníkem .1, motoru 20 a rotačním odměřovacím zařízeCS 266 806 Bl ním 14. Pohyb měřicího dotyku £ je ukončen při najetí měřicího dotyku 2 na povrch obrobkuPrior to the measurement at rest, the contacts 8 and 9 are open, the movable sleeve 4 is in the rightmost position and touches the sleeve 3, the beam 1 is in the leftmost position. The essence of the device function is that the sensing of the dimensions of the workpieces is performed by measuring contacts J3 and 2 (Figure 1), which move to the surface of the workpiece 21 through a movable sleeve 4, the movement of which is made from the nut 33. the workpiece 21 stops moving the sleeve 4 with the measuring contact J3 and the ball screw 2 rotates further until the second measuring contact 2 touches the workpiece 21. After touching the measuring contact £ on the workpiece surface 21 the measuring contact begins to approach the workpiece surface 21 together with the beam .1, the motor 20 and the rotary measuring device CS 266 806 B1. 14. The movement of the measuring contact £ is terminated when the measuring contact 2 approaches the surface of the workpiece.

21. Vzájemná poloha měřicích dotyků a £ je registrována bud rotačním odměřovacím zařízením21. The relative position of the measuring contacts a £ is registered either by a rotary measuring device

14, nebo z lineárního měřicího systému 17. Aby přítlačné síly měřicích dotyků 8. a 2 byly v předepsaných mezích je omezován kroutící moment elektromotoru 20.14, or from a linear measuring system 17. In order for the pressing forces of the measuring contacts 8 and 2 to be within the prescribed limits, the torque of the electric motor 20 is limited.

Pohyb měřicího dotyku 2 společně s nosníkem 2 k povrchu obrobku 21 je realizován ve vodicích objímkách 2 ^a A' které jsou pevně spojeny s deskou 23. K desce 23 jsou připevněny lišty 22 a 30, které vedou na vedení 24 měřicí zařízení v rovině kolmé k rovině měřicích dotyků 8 a 9. Pohyb je realizován přes těleso 25 pevně spojené s deskou 23 a kuličkový šroub 26. Otáčivý pohyb kuličkového šroubu 26 je ovládán elektromotorem 35 přes spojku 36. Na druhé straně kuličkového šroubu 26 je přes spojku 32 připojeno rotační odměřovací zařízení 31, které registruje pojezdy v ose y. Další varianta registrace pojezdů v ose y je přes lineární měřicí systém 29 a snímač 28 umístěný na držáku 2_7· Obrobek 21 je pak upevněn ve špičkách 33 a 34., které jsou součástí vedení 24.The movement of the measuring contact 2 together with the beam 2 to the workpiece surface 21 is realized in guide sleeves 2 ^and A 'which are firmly connected to the plate 23. To the plate 23 are mounted rails 22 and 30 which lead to the measuring device guide 24 in a plane perpendicular to The movement is realized via a body 25 firmly connected to the plate 23 and a ball screw 26. The rotary movement of the ball screw 26 is controlled by an electric motor 35 via a coupling 36. On the other side of the ball screw 26 a rotary measuring device is connected via a coupling 32. 31, which registers travels in the y-axis. Another variant of the registration of the travels in the y-axis is via a linear measuring system 29 and a sensor 28 located on the holder 27. The workpiece 21 is then fixed in the tips 33 and 34, which are part of the guide 24.

Claims

PRIORITY OF THE INVENTION

Device for the automatic measurement of rotating parts, characterized in that it consists of a slidably mounted beam (1) provided with bearings (11, 12) for holding a ball screw (2) having an axis parallel to the axis of the beam (1), further the beam (1) is provided with a movable sleeve which performs a movement in the direction of the axis of the beam (1), the sleeve (4) being fixedly connected to the nut (13) of the ball screw (2) and the guide sleeves (3 and 5) being fixedly connected to plate (23), while the measuring contacts that measure the workpiece are fixed so that the first measuring contact (8) is firmly connected to the sleeve (4) and the second measuring contact (9) via the exchangeable holder (7) and the carrier (6) is firmly connected to the beam (1) via the exchangeable holder (10) and the carrier (16), the mutual relative movement of the measuring contacts being controlled by an electric motor (20), the stator of which is firmly connected to the beam (1) and the rotor of the electric motor with a ball screw ( 2) via a coupling (19) and at the other end of the beam (1) a rotary measuring device (14) is connected via a ball screw (2).

via the coupling (15). · *

2. An apparatus for automatically measuring rotating parts according to claim 1, characterized in that the plate (23) together with the rails (22, 30) is slidably mounted on a guide (24) which is fixed and forms the base of the measuring device. ) a body (25) with a ball screw nut (26) is fixedly located, the ball screw (26) being fixedly connected to the guide (24) via a coupling (36) to the electric motor (35), on the other side of the ball screw (26) a rotary measuring device (31) is arranged via the coupling (32).

3. Apparatus for automatic measurement of rotating parts according to claim 1, characterized in that the beam (1) and the guide (24) are provided with linear measuring systems (17, 29), a linear sensor (18) being fixedly connected to the sleeve (42). movement and a sensor (28) firmly connected to the plate (23) via a holder (27).