RU2597449C1 - Sensor for determining position of part relative to coordinate system of machine - Google Patents
Sensor for determining position of part relative to coordinate system of machine Download PDFInfo
- Publication number
- RU2597449C1 RU2597449C1 RU2015108612/02A RU2015108612A RU2597449C1 RU 2597449 C1 RU2597449 C1 RU 2597449C1 RU 2015108612/02 A RU2015108612/02 A RU 2015108612/02A RU 2015108612 A RU2015108612 A RU 2015108612A RU 2597449 C1 RU2597449 C1 RU 2597449C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- probe
- housing
- machine
- sensor
- spring
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области станкостроения, касается настройки режущего инструмента и может быть использовано в качестве устройства, определяющего геометрическое положение детали или приспособления по отношению к системе координат станка, например фрезерного станка с числовым программным управлением (ЧПУ), как в процессе, так и в промежутках обработки.The invention relates to the field of machine tool industry, relates to adjusting the cutting tool and can be used as a device that determines the geometric position of a part or device relative to the coordinate system of the machine, for example, a numerically controlled milling machine, both in the process and in between processing.
Известно устройство для настройки резца, содержащее датчик положения со щупом, соединенным с системой ЧПУ с возможностью взаимодействия с резцом, закрепленным в резцедержателе, подпружиненный толкатель, одним концом связанный с датчиком положения со щупом, а на другом конце толкателя укреплена катушка индуктивности с сердечником (заявка на изобретение RU 2001112592 А, МПК В23В 25/06, опубл. 10.02.2003).A device for adjusting the cutter is known, comprising a position sensor with a probe connected to the CNC system with the possibility of interacting with a cutter fixed in the tool holder, a spring-loaded pusher, one end connected to a position sensor with a probe, and an inductance coil with a core is fixed at the other end of the pusher (application for the invention RU 2001112592 A, IPC B23B 25/06, publ. 02/10/2003).
К недостаткам данного устройства относятся осуществление привязки только по одной оси координат, по двум остальным осям привязка должна осуществляться вручную, кроме того, привязка инструмента осуществляется к координатной системе станка, то есть требуется дополнительная привязка к координатной системе детали.The disadvantages of this device include the binding only on one coordinate axis, the other two axes must be linked manually, in addition, the tool is linked to the coordinate system of the machine, that is, additional binding to the coordinate system of the part is required.
Известно также приспособление для калибровки режущего инструмента, содержащее датчик положения режущего инструмента в системе координат станка, который выполнен в виде не менее двух взаимно-перпендикулярных роликов, каждый из которых размещен на двух парах опор, жестко закрепленных на основании с базовыми плоскостями и обеспечивающих электрический контакт с роликами и схемой для регистрации наличия электрического контакта роликов с кромками режущего инструмента или наличия каждого из контактов роликов с опорами, причем ролики выполнены подпружиненными в направлении одной из координатных осей с возможностью отходить от одной или нескольких опор (RU 11737 U1, МПК В23В 25/00, опубл. 16.11.1999).A device for calibrating a cutting tool is also known, comprising a position sensor of the cutting tool in the coordinate system of the machine, which is made in the form of at least two mutually perpendicular rollers, each of which is placed on two pairs of supports rigidly fixed to the base with base planes and providing electrical contact with rollers and a circuit for detecting the electrical contact of the rollers with the edges of the cutting tool or the presence of each of the contacts of the rollers with supports, not spring-loaded in the direction of one of the coordinate axes with the ability to move away from one or more supports (RU 11737 U1, IPC V23V 25/00, publ. 16.11.1999).
К недостаткам данного приспособления относится невозможность определения величины отклонения от положения начала координат и наличие люфта из-за зазора между роликами, что требует дальнейшей калибровки в ручном режиме.The disadvantages of this device include the inability to determine the deviation from the position of the origin and the presence of play due to the gap between the rollers, which requires further calibration in manual mode.
Наиболее близким к заявляемому техническому решению по совокупности существенных признаков и достигаемому техническому результату является датчик касания с нулевым усилием, содержащий корпус с фланцем, измерительный щуп с измерительным наконечником на одном конце и грибком на другом, три опорных группы, служащие для базирования грибка на фланце корпуса, элементы которых расположены на грибке и фланце корпуса под углом 120°, а также узел создания измерительного усилия и электронный блок фиксации момента касания измерительного наконечника с контролируемой деталью (RU 108595 U1, МПК G01B 5/00 (2006.01), опубл. 20.09.2011).The closest to the claimed technical solution in terms of the set of essential features and the achieved technical result is a zero-force touch sensor containing a housing with a flange, a measuring probe with a measuring tip at one end and a fungus at the other, three support groups used to base the fungus on the housing flange , the elements of which are located on the fungus and flange of the housing at an angle of 120 °, as well as a unit for creating a measuring force and an electronic unit for fixing the moment of touching the measuring tip Single-controlled part (RU 108 595 U1, IPC G01B 5/00 (2006.01), publ. 20.09.2011).
Данное устройство не обеспечивает автоматической привязки системы координат детали или приспособления к системе координат станка.This device does not automatically bind the coordinate system of the part or fixture to the coordinate system of the machine.
Технической задачей, на решение которой направлено изобретение, является обеспечение автоматической привязки системы координат детали к системе координат станка.The technical problem to which the invention is directed is to automatically link the coordinate system of the part to the coordinate system of the machine.
Поставленная задача решается тем, что датчик для определения положения детали относительно системы координат станка, содержащий корпус, измерительный щуп, установленный в корпусе одним концом и имеющий наконечник на другом конце, узел для создания измерительного усилия, выполненный в виде пружины, установленной между корпусом и щупом, и опорные элементы, связанные со щупом, снабжен четырьмя трансформаторами, выполненными из магнитомягких ферромагнитных материалов, имеющими круглое поперечное сечение и две обмотки на каждом из них, упомянутые опорные элементы в количестве четырех расположены под углом 90° к оси щупа, причем каждый из них выполнен в виде закрепленного с помощью резьбы на упомянутом корпусе цилиндрического корпуса из диамагнитного материала, в котором установлены поршни с возможностью взаимодействия с упомянутым щупом и подпружиненные к ним упомянутые трансформаторы с образованием зазора между поршнем и торцом трансформатора, при этом первичные обмотки упомянутых трансформаторов подключены к источнику переменного напряжения, противоположно расположенные трансформаторы соединены по дифференциальной схеме с возможностью формирования ЭДС, соответствующей изменению зазора между поршнем и торцом трансформатора, в их вторичных обмотках, которые выполнены с возможностью подключения ко входу ЧПУ станка, а конец упомянутого щупа, размещенный в корпусе, выполнен в виде шаровой опоры, установленной в подпружиненном относительно корпуса подшипнике. Щуп может быть выполнен колокольного либо конусного типа, а над подшипником шаровой опоры установлен блокирующий датчик предельного опускания шпинделя станка.The problem is solved in that the sensor for determining the position of the part relative to the coordinate system of the machine, comprising a housing, a measuring probe installed in the housing at one end and having a tip at the other end, a node for creating a measuring force, made in the form of a spring installed between the housing and the probe , and the supporting elements associated with the probe are equipped with four transformers made of soft magnetic ferromagnetic materials having a circular cross section and two windings on each of them, four removed support elements are located at an angle of 90 ° to the axis of the probe, each of which is made in the form of a cylindrical body of diamagnetic material fixed by thread on the said body, in which pistons are mounted with the possibility of interaction with the said probe and the springs mentioned transformers with a gap between the piston and the end face of the transformer, while the primary windings of the said transformers are connected to an AC voltage source, opposite to The transformers are connected in a differential circuit with the possibility of forming an EMF corresponding to a change in the gap between the piston and the transformer end face in their secondary windings, which are configured to be connected to the CNC input of the machine, and the end of the probe located in the housing is made in the form of a ball joint, mounted in a spring-loaded bearing. The probe can be made bell or conical type, and above the ball bearing is installed a blocking sensor for the limiting lowering of the spindle of the machine.
Совокупность перечисленных выше отличительных признаков позволяет осуществить привязку системы координат детали к системе координат станка за один прием автоматически и с высокой точностью, что позволит обеспечить точность обработки поверхности деталей в реальном времени.The combination of the above distinguishing features allows you to bind the coordinate system of the part to the coordinate system of the machine at one time automatically and with high accuracy, which will ensure the accuracy of surface treatment of parts in real time.
Техническое решение поясняется чертежами, на которых показан предлагаемый датчик, где:The technical solution is illustrated by drawings, which show the proposed sensor, where:
фиг. 1 - датчик для определения положения детали относительно системы координат станка, вид спереди, в разрезе;FIG. 1 - sensor for determining the position of the part relative to the coordinate system of the machine, front view, in section;
фиг. 2 - то же, сечение А-А на фиг. 1;FIG. 2 is the same, section AA in FIG. one;
фиг. 3 - то же, схема включения трансформаторов.FIG. 3 - the same, the circuit for switching on transformers.
Датчик для определения положения детали относительно системы координат станка крепится на его шпинделе и содержит корпус 1, измерительный щуп 2, узел создания измерительного усилия, выполненный в виде пружины 3, опорные элементы 4, связанные со щупом 2.The sensor for determining the position of the part relative to the coordinate system of the machine is mounted on its spindle and contains a
Щуп 2 одним концом установлен в корпусе 1, а на другом конце имеет наконечник 5. Конец щупа 2, размещенный в корпусе, выполнен в виде шаровой опоры 6, установленной в подшипник 7. Пружина 3 установлена между корпусом 1 и подшипником 7.The
Каждый из четырех опорных элементов 4 соединен со щупом 2 с помощью поршня 8 под углом 90° к оси щупа, содержит закрепленный с помощью резьбы на корпусе 1 датчика цилиндрический корпус 9, выполненный из диамагнитного материала, в который вмонтирован подпружиненный выполненный из магнитомягких ферромагнитных материалов трансформатор 10. Трансформаторы 10 имеют круглое сечение и две обмотки, к одной из которых, являющейся первичной обмоткой, подают переменное напряжение порядка 400 Гц, а другая является выходной и в ней в зависимости от изменения зазора h между поршнем 8 и торцом трансформатора 10 формируется ЭДС, при этом противоположно расположенные трансформаторы соединены по дифференциальной схеме, их выходы соединены с входом системы ЧПУ станка, выход которой в свою очередь через силовые преобразователи соединен с входами системы управления приводами (не показано).Each of the four supporting
Щуп 2 датчика может быть выполнен колокольного либо конусного типа.The
Над подшипниковым узлом шаровой опоры 6 установлен блокирующий датчик 11, позволяющий контролировать предельное опускание шпинделя станка.A
На корпусе 1 датчика имеется установочный штырь 12, позволяющий при обработке деталей со сложной поверхностью на станках с ЧПУ брать за начала отсчета координат поверхностей детали за какую-то часть приспособления.On the
Принцип работы датчикаThe principle of operation of the sensor
Щуп 2 колокольного типа устанавливается шаровой опорой в подпружиненный подшипник 7. Зазор h изменяется при опускании шпинделя вместе с датчиком вниз, палец 13 опоры шпинделя смещает щуп 2, тем самым изменяя зазор h. Противоположно расположенные трансформаторы соединены по дифференциальной схеме (фиг. 3). Преобразованный сигнал на выходе определяет направление смещения щупа 2 и величину смещения. В корпусе 9 размещается схема питания трансформаторов 10 от аккумулятора и схема преобразования выходных сигналов. Как только на выходе трансформаторов 10 появляется сигнал рассогласования, система ЧПУ на привод подачи подает управляющие сигналы соответственно направлению смещения щупа 2 и компенсирует смещение. Связь датчика с системой ЧПУ может быть гальванической при установке датчика в шпиндель (соединения защищенных разъемов), может осуществляться через порт светодиодов и т.п. Установленный над шаровой опорой 6 датчик 11 блокирует предельное опускание шпинделя. Шпиндель опускается с небольшой скоростью и останавливается при исчезновении рассогласования на трансформаторах, юстировка схемы измерения осуществляется за счет смещения опорных элементов 4. Корпус 9 вставляется в корпус 1 датчика по резьбе и защищен контргайкой.The bell-
При замене щупа колокольного типа на конусный (поз. 14) можно осуществлять привязку координат детали по отверстию.When replacing a bell type probe with a cone (pos. 14), you can snap the coordinates of the part along the hole.
Устройство позволяет осуществить более быструю привязку системы координат детали к системе координат.The device allows for faster binding of the coordinate system of the part to the coordinate system.
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015108612/02A RU2597449C1 (en) | 2015-03-11 | 2015-03-11 | Sensor for determining position of part relative to coordinate system of machine |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015108612/02A RU2597449C1 (en) | 2015-03-11 | 2015-03-11 | Sensor for determining position of part relative to coordinate system of machine |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2597449C1 true RU2597449C1 (en) | 2016-09-10 |
Family
ID=56892907
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2015108612/02A RU2597449C1 (en) | 2015-03-11 | 2015-03-11 | Sensor for determining position of part relative to coordinate system of machine |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2597449C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2799461C2 (en) * | 2018-12-04 | 2023-07-05 | Лди Финанс | System and method for measuring the part profile |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB1237813A (en) * | 1968-06-24 | 1971-06-30 | Lockheed Aircraft Corp | Three-axis inspection probe |
SU572223A3 (en) * | 1973-10-01 | 1977-09-05 | Иллионойс Тул Воркс Инк (Фирма) | Modular measuring head |
SU1411562A1 (en) * | 1985-07-18 | 1988-07-23 | Омский политехнический институт | Measuring head for coordinate measurements |
JPS6444801A (en) * | 1987-08-13 | 1989-02-17 | Ando Electric | Touch probe |
SU1796865A1 (en) * | 1990-08-07 | 1993-02-23 | Omskij Polt Inst | Three-coordinate measuring head |
RU108595U1 (en) * | 2011-03-17 | 2011-09-20 | Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли | ZERO TOUCH SENSOR |
US20140331511A1 (en) * | 2012-01-04 | 2014-11-13 | Tokyo Seimitsu Co., Ltd. | Contour and surface texture measuring instrument and contour and surface texture measuring method |
-
2015
- 2015-03-11 RU RU2015108612/02A patent/RU2597449C1/en active
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB1237813A (en) * | 1968-06-24 | 1971-06-30 | Lockheed Aircraft Corp | Three-axis inspection probe |
SU572223A3 (en) * | 1973-10-01 | 1977-09-05 | Иллионойс Тул Воркс Инк (Фирма) | Modular measuring head |
SU1411562A1 (en) * | 1985-07-18 | 1988-07-23 | Омский политехнический институт | Measuring head for coordinate measurements |
JPS6444801A (en) * | 1987-08-13 | 1989-02-17 | Ando Electric | Touch probe |
SU1796865A1 (en) * | 1990-08-07 | 1993-02-23 | Omskij Polt Inst | Three-coordinate measuring head |
RU108595U1 (en) * | 2011-03-17 | 2011-09-20 | Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли | ZERO TOUCH SENSOR |
US20140331511A1 (en) * | 2012-01-04 | 2014-11-13 | Tokyo Seimitsu Co., Ltd. | Contour and surface texture measuring instrument and contour and surface texture measuring method |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2799461C2 (en) * | 2018-12-04 | 2023-07-05 | Лди Финанс | System and method for measuring the part profile |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US20230090943A1 (en) | Magnetic coupling device with at least one of a sensor arrangement and a degauss capability | |
JP3197155U (en) | Screw detection device | |
CN105269405A (en) | High-speed high-precision laser displacement dynamic deflection tester | |
CN102735484A (en) | Dynamometer and hydraulic mixed loading table for testing reliability of power servo knife rest | |
CN103894684A (en) | Numerically-controlled secondary cutting method for threaded inner hole of thread ring gauge and special fixture for numerically-controlled secondary turning method | |
CN102430863A (en) | Laser cutting head displacement sensor with multi-point measurement function | |
CN106660169B (en) | For sought in laser processing workpiece spacing correction value method and corresponding laser machine | |
RU2597449C1 (en) | Sensor for determining position of part relative to coordinate system of machine | |
CN103286398B (en) | Line electrode carries out device and the bearing calibration thereof of vertical correction with spark discharge position | |
CN107088789B (en) | Numerical control machine spindle axis trajectory measurement device based on optical-fiber laser vialog | |
CN101949696B (en) | Positioning locking mechanism with replaceable point gauge | |
CN104635096A (en) | Power line detection device | |
KR200481125Y1 (en) | Apparatus for measuring flexible air gap of multi-purpose | |
CN110455249B (en) | Multipole magnet collimation method based on three-coordinate measuring machine | |
CN105798658A (en) | Stationary fixture device for milling machine | |
CN107121059A (en) | A kind of laser on-line measuring device | |
JP5121466B2 (en) | Center height position adjusting device and center height position adjusting method | |
Yamaji et al. | Design of motion accuracy measurement device with three displacement sensors for machine tool and comparison of its setting method | |
EP3123107A1 (en) | Apparatus for checking dimensions and shape of a mechanical piece | |
JP2020030210A (en) | Touch probe system | |
CN203719621U (en) | HSK taper comparing and measuring instrument | |
CN205192455U (en) | Star probe positioner | |
CN209386948U (en) | A kind of concentricity testing device and assembling assembly | |
DE102014201417B4 (en) | Device and method for detecting a roughness and / or a profile of a surface of a test object | |
JP2011133317A (en) | Displacement measurement apparatus |