RU1795264C - Координатна измерительна машина - Google Patents

Abstract

Использование: изобретение относитс  к контрольно-измерительной технике и может быть использовано, в частности, дл  контрол  изделий сложной формы поверхности. Сущность; устройство содержит основание, стол, вертикально расположенные колонны с горизонтальными направл ющими, каретку с пи- нолыо, закрепленную на пиноли трехкоординатную измерительную головку, три лазерных интерферометра перемещений, электронный блок обработки информации с ЭВМ, три уголковых отражател  и три измерительных наконечника. 1 ил.

Description

Изобретение относитс  к контрольно- измерительной технике и может быть использовано , в частности, дл  контрол  геометрических размеров сложной формы в машиностроении

Известна координатна  измерительна  машина, содержаща  основание, две группы направл ющих и измерительных линеек, расположенных противоположных сторон основани , перемещающуюс  по направл ющим основани  измерительную стойку со считывающей головкой, перемещающуюс  по направл ющим стойки каретку, перемещающуюс  по каретке пиноль с измерительной головкой, измерительные линейки и головки считывани  перемещений каретки и пиноли, а также устройство дл  перестановки измерительной стойки с одной группы направл ющих на другую. Недостатками известной КИМ  вл етс  низка  точность измерений , вследствие возникновени  погрешностей, образующихс  при смене ус- тановочных баз измерительной стойки.

Наиболее близкой по технической сущности  вл етс  координатна  измерительна  машина портального типа модели ИММ-500.

КИМ содержит базовую часть, установленную на ней каретки с двигател ми и соответствующими датчиками координатных перемещений, пиноль с измерительной головкой , перемещающейс  по каретке с автономным , датчиком перемещени . Датчики св заны с ЭВМ через реле переключени  КИМ на заданную программу.

Известна  КИМ не обеспечивает высокой точности измерений, так как процесс измерений осуществл етс  от нескольких автономных датчиков перемещений измерительной головки, расположенных по трем координатам, которые непосредственно не .св заны сдатчиками перемещени  пиноли. Кроме того, наконечники измерительной головки КИМ при больших перемещени х не обеспечивают линейности характеристик, датчиков перемещений,

ел

С

ты VJ

ю

СП

ND О 4

Целью изобретени   вл етс  повышение точности процесса измерений.

. Указанна  цель достигаетс  тем, что закрепленна  на пиноли трехкрординатна  измерительна  головка снабжена трем  лазерными интерферометрами перемещений, два из которых установлены на горизонтальных направл ющих, третий на каретке и оптически св зан с измерительной головкой и электронным блоком обработки информации с ЭВМ, измерительна  головка выполнена в виде оптически св занных между собой трех уголковых отражателей, один из которых ориентирован параллельно плоскости стола и установлен с возможностью перемещени  в вертикальном направлении , два других ориентированы основани ми параллельно друг другу и перпендикул рно основанию первого и установлены с возможностью перемещени  в направлении, параллельном плоскости направл ющей , и трех измерительных наконечников , каждый из которых св зан с соответствующим уголковым отражателем. На чертеже представлена принципиальна  схема координатной измерительной машины.

Координатна  машина содержит базовую часть 1 в виде основани , стола дл  закреплени  объекта и вертикально расположенных колонн с установленными на них направл ющими координатных перемещений 2, каретку 3, выполненную с возможно- стью перемещений.по оси Y и контролируемую интерферометром линейных перемещений 4 (интерферометр контрол  перемещений по оси X на чертеже не показан),

На каретке 3 установлена пиноль 5, выполненна  с возможностью перемещени  по вертикальной оси Z;

Пиноль 5 подвижно соединена стрехко- ординатной измерительной головкой 6, выполн ющей одновременно функции датчика перемещений пиноли 4 по оси Z. На каретке 3 установлены лазерный излучатель 7 с коллиматором 8, интерферометр линейных перемещений 9, оптически св занный с измерительной головкой 6, состо щей из трех подвижных уголковых отражателей 10, 11,12, например,выполненных в видетрип- пель-призм, соединенных с измерительными наконечниками 13, 14, 15, 16.

Уголковые отражатели 10,11,12 оптически св заны между собой и с интерферометром 9. При этом уголковый отражатель 12 ориентирован своим основанием (выходной гранью) параллельно плоскости стола и установлен с возможностью перемещений в двух взаимно перпендикул рных координатах X и Z. Два других уголковых отражател  10, 11 ориентированы своими основани ми (выходными гран ми) параллельно друг другу и перпендикул рно основанию уголкового отражател  12 и установлены с возможностью перемещени  по оси Y в направлении , параллельном плоскости направл ющей 2.

Измерительные наконечники 13, 14, 15,

16 соединены с датчиками контактов 17, 18, 19 (четвертый датчик на схеме не показан), которые электрически св заны с блоком электроники обработки информации 20 интерферометра 9, последовательно соеди5 ненным с ЭВМ 21 и печатающим устройством 22.

На каретке 3 установлены рессиверы 23, оптически св занные с интерферометром 9 и служащие дл  преобразовани  оптиче0 . ских сигналов в электрические.

Интерферометр линейных перемещений 4, лазерный излучатель 24, лазерный интерферометр 25 и уголковый отражатель 26, закрепленный на каретке 3.

5 Координатна  измерительна  машина работает следующим образом.

На базовую поверхность стола КИМ устанавливают контролируемое изделие 27. Включают в электрическую сеть лазерные

0 интерферометры перемещений 9, 25 по ос м X, Y, Z (по оси X на схеме не показан), ЭВМ 21 и электрические управл емые приводы . Ввод т в ЭВМ 21 программу измерени  издели  27. При этом каретка 3 с

5 пйнолью 5 и измерительной головкой б перемещаютс  по программе в заданное исходное положение, в котором фиксируетс  нуль отсчета измерительной головки 6, котора  по программе перемещаетс  до контак0 та измерительного наконечника, например 16, с контролируемым изделием 27.

В этот момент регистрируетс  координата Zточки на поверхности контролируемого объекта 27 путем срабатывани 

5 датчика контакта 19, сн ти  отсчета измер емого параметра с интерферометра 9 блоком электроники 20 и ввода информации в пам ть ЭВМ 21. При отклонении параметров контролируемого объекта 27 от номи0 нальных значений измерительный наконечник 16 перемещаетс  совместно с триппельпризмой 12 по оси Z, что вызывает изменение оптического пути в измерительном плече интерферометра 9 пропорцио5 нально перемещению триппельпризмы 12. Эти отклонени  регистрируютс  блоком электроники 20 лазерного интерферометра перемещений 9, ввод тс  в ЭВМ 21. где производитс  обработка информации, срав- нение с допускаемыми параметрами и ее

отображение печатающим устройством 22. Аналогичным образом работают элементы измерительной головки б в процессе измерений при контакте измерительных наконечников 13, 14, 15с контролируемым объектом 27. В процессе измерений при переходе к контролю каждой последующей точки на контролируемом объекте 27 измерительные наконечники 13, 14, 15, 16 после размыкани  контакта с контролируемой поверхностью возвращаютс  в нуль отсчета.

Предложенное техническое решение позвол ет повысить точность измерений КИМ до величин пор дка Я / 2-+ А / 64, где А- длина волны излучени  лазера, а также

расширить функциональные возможности КИМ за счет придани  измерительной головке свойств трехкоординатной системы, работающей от единого датчика с пинолью, увеличени  рабочего хода измерительных

наконечников, что позвол ет расширить диапазон возможного применени  КИМ.

Claims (1)

1. Формула изобретени  Координатна  измерительна  машина, содержаща  базовую часть в виде оснований , стола, предназначенного дл  закреплени  объекта, и вертикально расположенных ко/Тонн с горизонтальными направл ющими , каретку с пинолью, установленную с возможностью перемещени  в вертикальном направлении, закреплённую на пиноли трехкоординзтную измерительную головку, отличающа с  тем, что, с целью повышени  точности, она снабжена трем  лазерными интерферометрами перемещений , два из которых установлены на горизонтальных направл ющих, третий - на каретке и оптически св зан с измерительной головкой, и электронным блоком обработки информации с ЭВМ. измерительна  головка выполнена в виде оптически св занных между собой трех уголковых отражателей , один из которых ориентирован основанием параллельно плоскости стола и установлен с возможностью перемещени  в вертикальном направлении, два других ориентированы основани ми параллельно друг другу и перпендикул рно основанию первого и установлены с возможностью перемещени  в направлении, параллельном плоскости направл ющей, и трех измерительных наконечников, каждый из которых св зан с соответствующим уголковым отражателем .