SE527697C2

SE527697C2 - Metod för tillverkning av ett underlag till en skala på en gyroring, och en anordning tillverkad enligt metoden

Info

Publication number: SE527697C2
Application number: SE0303089A
Authority: SE
Inventors: Thomas Andersson
Original assignee: Parallel Kinematics Machines S
Priority date: 2003-11-20
Filing date: 2003-11-20
Publication date: 2006-05-16
Also published as: EP1698788B1; WO2005050037A1; EP1698788A1; DE602004005894D1; ES2284070T3; SE0303089D0; US20070079515A1; ATE359452T1; DE602004005894T2; US7451551B2; SE0303089L

Description

0000 0 0; 000 0000 o.

I O I O OO DC I o n 0 0 o o 0 0 01 00 00 n. nova oo once co oo nn I 0 I 0 I o c o u n o o I I ﬂ a c o 0: n 20 25 30 527 697 2 På grund av svårigheterna med att montera cylinderytan koncentriskt med gyroringens axel erhålles dessutom ett vinkelfel mellan cylinderytan och axeltappen.

Vid dessa små radier och toleranser räcker det exempelvis med vibratio- ner från lager och styrskenor vilka är av storleksordningen 0,5 um för att introdu- cera fel i systemet.

Uppﬁnningens syfte Syftet med föreliggande uppﬁnning är att åstadkomma en metod för att öka noggrannheten och stabiliteten vid bestämning av gyroringamas vinkellägen vid en maskin av ovan angivna typ.

Syftet är vidare att åstadkomma en styvare gyroring med bättre toleranser.

Ett ytterligare syfte med uppﬁnningen är att åstadkomma en anordning till- verkad enligt den angivna metoden.

Dessutom är syftet att erhålla en s.k. verktygsupplösning av maskinen som är 5 gånger bättre än med konventionell teknologi.

Sammanfattning av uppﬁnningen Genom föreliggande uppﬁnning såsom denna framstår i de oberoende pa- tentkraven, uppfylls ovan angivna syfte. Lämpliga utföringsformer av uppﬁnningen anges i de beroende patentkraven.

Uppﬁnningen avser en metod för att framställa ett underlag till en skala el- ler direkt en skala med högre upplösning än vad som tidigare varit möjligt i sam- band med en parallellkinematisk maskin. Metoden bygger på att gyroringen len gyroupphängning uppspännes i en bearbetningsmaskin för bearbetning av gyro- ringens lagringstappar samt dess underlag och/eller skala i en och samma upp- spänning. Även en etsning av skalan direkt på underlaget är tänkbar inom ramen för uppﬁnningen.

För att erhålla den upplösning som åsyftas skall radien på underlagets krökta skala ligga i intervallet 100-300 mm, företrädesvis 200 mm.

Vid en gyroupphängning bearbetas gyroringamas axeltappar samt underlaget till skalan och eventuellt även skalan i en och samma uppspånning.

OO O DO OQO OOII I I O I I I O II I. Û I! IIIO o! 0000 to o I c 0 I n c I o..ø 0-0 C O I O O lo 0 20 527 697 3 Uppfinningen avser vidare en anordning tillverkad enligt den angivna metoden.

Kort beskrivning av ritningarna Uppﬁnningen kommer nu att beskrivas närmare med hjälp av utföringsexempel med hänvisning till de bifogade ritningarna, där ﬁgur 1 visar en vy i perspektiv av en gyroanordning enligt en första utföringsform av uppﬁnningen, ﬁgur 2 visar en schematisk vy av en alternativ första utföringsform av ett underlag med en skala enligt uppﬁnningen, ﬁgur 3 visar ett snitt genom axeltappama enligt ﬁgur 1 tillsammans med delar av ett fundament, ﬁgur 4 visar en schematisk vy av en andra utföringsform av ett underlag med en skala enligt uppﬁnningen.

Beskrivning av uppﬁnningen Figur 1 visar en gyroupphängning 1 innefattande en inre gyroring 3 lagrad i inre axeltappar 5 i en yttre gyroring 7. Den yttre gyroringen 7 är försedd med yttre axeltappar 9 vilka är lagrade i ett fundament vilket bär upp hela gyroupphäng- ningen. Figuren visar även att den inre gyroringen är försedd med ett genomgå- ende hål 11 i vilket en axiellt förskjutbar arm är anordnad att glida. Armen är styrd i hålet 11 med hjälp av styrskenor 13. Koncentriskt med den ena yttre axeltappen 9 är anordnat ett underlag 15 pà den yttre gyroringen 7 försett med en cylindersektoryta för bildande av en skala. Cylindersektorytan är bearbetad genom svarvning av den yttre gyroringen 7 till radien R, där R är 200 mm.

Figur 2 visar den yttre gyroringens 7 underlag 15 på vilket cylindersektorytan 21 är anordnad. Pâ cylindersektorytan 21 är skalmarkeringar 23 ﬁxerade, företrädesvis genom etsning, direkt pà ytan 21 för bildande av en cylindersektorformad skala 24. Skalmarkeringama är utförda för att kunna avläsas med en läsare som enligt denna utföringsforrn uppvisar en läsriktning som äri huvudsak vinkelrät mot axeltappamas 9 rotationsaxel i förhållande till skalan.

Utförandet enligt ﬁgur 2 avseende underlaget, cylindersektorytan, skalmarkeringarna, skalan och läsaren gäller även den inre gyroringen 3. 20 30 527 697 4 Figur 3 visar ett snitt i ett plan genom de yttre axeltapparna 9 på den yttre gyroringen 7 och genom de inre axeltapparna 5 på den inre gyroringen 3. Som tydligt framgår av ﬁguren korsar de inre axeltappamas vridningsaxel 31 de yttre axeltapparnas vridningsaxel 33 under rät vinkel. Den inre gyroringen 3 är, som tidigare nämnts, på motsvarande sätt som den yttre gyroringen 7 försedd med ett underlag 35 med en motsvarande cylindersektoryta även den försedd med skaimarkeringar för bildande av en cylindersektorformad skala, exv. framställda på samma sätt som ovan angivits för det yttre underlaget. Radien r av denna inre cylindersektoryta är 150 mm. Mitt för det inre underlagets 35 cylindersektoryta är en inre läsare 37 monterad i den yttre gyroringen 7 ifast anslutning till en första referensyta 34. Vidare är en yttre läsare 38 monterad ifundamentet 39 mitt för det yttre underlagets 15 cylindersektoryta 21 i fast anslutning till en andra referensyta 36 i fundamentet. De båda läsarna 37, 38 är anordnade att avläsa skalmarkeringarna som är applicerade pà underlagen 15, 35 och är båda monterade med en spalt till underlagenlskalmarkeringama. Som även framgår av ﬁguren är de bàda underlagen till skalorna bearbetade direkt i godset för respektive gyroring och bearbetningen är vidare utförd i en och samma uppspänning. varvid radialkastet mellan axeltapparna och cylindersektorytoma kommer att vara minimalt.

Genom en samverkan mellan dessa bada läsare samt en (ej visad) längdsensor bestämmer värdena från dessa tre avkänningsorgan arrnens rörelse och därmed positioneringshuvudets läge i rymden.

Figur 4 visar en alternativ utföringsform till underlaget 15 på den yttre gyroringen visad iﬁgur 2 varvid underlaget 15 är anordnat som en plan skivfonnad cirkelsektoryta 41. På ytan 41 är skaimarkeringar 43 ﬁxerade exempelvis genom etsning direkt pä ytan 41 för bildande av en cirkelsektorforrnad skala 44.

Skalmarkeringarna är pá motsvarande sätt utförda för att kunna avläsas med en läsare, som enligt denna utföringsfonn uppvisar en läsriktning som äri huvudsak parallell med axeltapparnas 9 rotationsaxel iförhàllande till skalan.

Den i figur 4 visade och ovan beskrivna alternativa utföringsformen av underlaget för den cirkelsektorfonnade skalan gäller även för den inre gyroringen 3.

Claims

20 30 527 697 PATENTKRAV

1. Metod för tillverkning av ett underlag (15, 35) till en skala (24, 44) på en gyroring (3, 7) i en gyroupphängning till en arm i en parallellkinematisk maskin vilken gyroring (3, 7) är försedd med lagringstappar (5, 9) vilka bearbetas i en uppspänning, kännetecknad av att underlaget (15, 35) till skalan (24, 44) bearbetas i en och samma uppspänning utan ändring av uppspänningens läge mellan bearbetning av lagringstapparna (5, 9) och bearbetning av underlaget (15, 35) till skalan (24, 44).

2. Metod enligt kravet 1, kännetecknad av att bearbetningen av underlaget (15, 35) och lagringstapparna (5, 9) sker som en svarvnings- och/eller slipningsoperation.

3. Metod enligt något av kraven 1-2, kännetecknad av att bearbetningen av underlaget (15, 35) och bearbetningen av lagringstappama (5, 9) sker samtidigt.

4. Metod enligt något av kraven 1-3, kännetecknad av att skalmarkering- arna (23, 43) för skalan (24, 44) bearbetas i underlaget (15, 35) i en och samma uppspänning utan ändring av uppspänningens läge.

5. Skalanordning tillverkad med en metod enligt något av kraven 1-4 vilken anordning är försedd med skalmarkeringar (23, 43) för bildande av en skala (24, 44) pà en gyroring (3, 7) för en gyroupphängning till en arm i en parallellkinematisk maskin vilken gyroring (3, 7) är försedd med cylindriska lagringstappar (5, 9), kännetecknad av att ett underlag (15, 35) till skalmarkeringarna (23, 43) är utformat i gyroringen (3, 7) endera som en cylindersektoryta (21) eller som en plan cirkelsektoryta (41) på vilken skalmarkeringarna (23, 43) är anordnade.

6. Anordning enligt kravet 5, kännetecknad av att underlagets (15, 35) skalmarkeringar (23, 43) bildar endera en cylindersektorformad skala (24) eller en cirkelsektorformad skala (44) vilken skala (24, 44) är placerad koncentriskt med lagringstapparna (9). 00 0 00 IQ On I n o u g g lo ut in n! OI 0 I cl OI I: o; in 527 697

7. Anordning enligt kravet 6, kännetecknad av att skalan (24) är anordnad utvändigt på cylinderytan (21).

8. Anordning enligt kravet 6, kännetecknad av att skalan (44) är anordnad på den plana cirkelsektorytan (41).

9. Anordning enligt något av kraven 5-8, kännetecknad av att underlaget (15, 35) utgörs av en del av gyroringen (3, 7).

10. Anordning enligt något av kraven 5-9, kännetecknad av att en läsare (37, 38) är monterad med en spalt till skalan (24, 44) för att läsaren (37, 38) skall registrera gyroringens (3, 7) vinkelläge i förhållande till en referensyta (34, 36).

11. Anordning enligt kravet 10, kännetecknad av att referensytan (34, 36) är 15 placerad på ett fundament (39) och/eller pà den yttre gyroringen (7).