SU784745A3 - Шпиндельный щуп - Google Patents

Description

Изобретение относится к машиностроению, в частности к станкостроению для использования щупов в станках с программным управлением.

Известны щупы, применяемые в сило- 5 вых электромеханических следящих системах копировально-фрезерных станков и содержащие механическую и электрическую части fl] .

Недостатком указанных щупов яв- 10 ляется их слабая помехозащищенность за счет того, что механическая л электрическая части расположены в р'аэных узлах станка и это влияет как при передаче сигнала на окружающие . 15 устройства, так и при приеме на приемный сигнал щупа.

Целью изобретения является повышение помехозащищенности.

Поставленная цель достигается тем,20 что схема формирования управляющего сигнала установлена в резцедержателе, а блок-схема управляющего сигнала выполнена в виде двух катушек, одна из которых - первичная, установив- 25 на на кронштейне резцедержателя, а вторичная выполнена в виде кольца, и установлена соосно с шпинделем.

Генератор выполнен в виде трех инвертирующих усилителей, соединенных 30 в кольцевую схему посредством резисторов и конденсаторов.

На фиг. 1 изображен щуп продольный разрез; на фиг. 2 - электрическая схема щупа.

Резцедержатель 1 своим внутрен- ним концом зажат в патроне бабки 2 (средства крепления не показаны). Резцедержатель 1 имеет корпус 3 с центральной полостью 4 в которой расположена батарея 5.Внутренний конец 6 резцедержателя 1 прикреплен к корпусу 3 при помощи болтов 7 и имеет пружину 8, упирающуюся в отрицательный вывод батареи 5 и являющуюся для нее заземлением. К положительному выводу батареи 5 прижат электрический контакт 9.

К внешнему концу корпуса 3 крепеж'ными винтами 10, один из которых показан на фиг. 1, прикреплен наконечник 11. К наконечнику 11 прикреплен элемент 12 щупа, выступающий из него. С элементом 12 щупа связан блок переключателей (не показан), расположенный в наконечнике 11, который замыкает контакты переключателя, когда элемент 12 щупа легко смещается по осям X, у или Е станка. Эта часть ^осуществления конструкции является 'традиционной и здесь подробно не описывается. Электрические провода (не показаны) от блока переключателей связаны через электрическую штепсельную вилку 13 и штепсельную розетку 14 со схемой 15 на печатной плате, содержащей схему генератора, сигнал: с выхода которого поступает на пер- , вичную обмотку 16 по проводам 17. Первичная обмотка 16 установлена на ···: кронштейне 18, который выступает в сторону от наконечника 11 и также содержит переключатель 19, имеющий плунжер 20, который срабатывает при контактировании с наконечником 21 шпинделя 22, когда в шпинделе зажат резцедержатель 1. Переключатель 19 соединяет батарею 5 с печатной схемой 15, когда резцедержатель 1 вставлен в шпиндель 22, и отсоединяет батарею 5, когда резцедержатель 1 вынут из шпинделя 22. С этой целью пружина переключателя 19 сжата при нормально разомкнутом положении и: размыкается сразу, как плунжер 20 переключателя теряет контакт с наконечником 21 шпинделя.

Источник питания генератора включает батарею 5, связанную с проводом 23 источника питания через нормально разомкнутые контакты переключателя 19,и диод 24,защищающий схему от обратного напряжения в случае, если батарея 5 будет вставлена обратной полярностью. Между проводом 23 и землей стоит фильтровый конденсатор 25 для отфильтровывания шумов и колебаний, идущих от источника питания. (Подробности соединения между проводом 23, источником питания и активными элементами не показаны). ι

Х’енератор построен на трех инвер-. тирующих усилителях 26, 27, 28, соединенных кольцом через резисторы 29, 30 и 31 и конденсатор 32. Частота генерации определяется задержкой в распространении по кольцу, которая частично определяется постоянной времени RC в цепи обратной связи. Постоянная времени RC изменяется при помощи переключателей 33, 34 и 35, которые размыкаются элементом 12 щупа, когда он слегка касается заготовки при перемещении по осям X, У, и I станка. Переключатель 33 соответствует $о си X, переключатель 34 соответствует оси У, а переключатель 35 соответствует оси Ζ. Когда любой из переключателей 33, 34 или 35 размыкается, резистор 30 отсоединяется от схемы, вследствие чего изменяется постоянная времени RC цепи обратной связи, а значит, частота генератора. Следовательно, изменение частоты генератора является указанием того, что элемент 12 щупа соприкоснулся с заготовкой.

Сигнал с выхода схемы генератора усиливается схемой усилителя пуш-пульного типа, построенной на трех инвертирующих усилителях 36, 37, 38, соединенных последовательно с первичной высокочастотной обмоткой 16 и резистором 39 .нагрузки, как показано на фиг. 2, с усилителем 36 на одной стороне обмотки 16 и усилителями 37 и 38 на другой стороне этой обмотки.

Выходной сигнал первичной обмотки 16 передается магнитной индукцией на вторичную обмотку 40, выполненную в виде кольца и укрепленную на шпиндельной бабке 2 (см. фиг. 1) соосной с осью шпинделя 22 вблизи первичной обмотки 16. Поскольку вторичная обмотка 40 соосна с осью шпинделя 22, первичная обмотка 16 будет вблизи вторичной обмотки 40 вне зависимости от углового положения резцедержателя

3. Обмотки 16 и 40 расположены по возможности максимально близко одна к другой для обеспечения сравнительно большого коэффициента связи. Первичная обмотка 16 предпочтительно экранирована электропроводным материалом на поверхностях, не расположенных вблизи вторичной обмотки 40, с целью сведения до минимума электромагнитного излучения. Связь между обмотками трансформатора 16 и 40 осуществляется при помощи магнитной индукции, для которой не требуется электромагнитного излучения.

Вторичная обмотка 40 связана с традиционной схемой детектора 41 (см. фиг. 2), которая, в свою очередь, связана со схемами числового управления (не показаны) станка.. Сравнительно высокий коэффициент связи между обмотками 16 и 40 трансформатора позволяет поднять порог чувствительности схемы детектора 41 достаточно высоко, чтобы исключить возможность неправильного срабатывания вследствие случайного излучения от других передатчиков.

Claims (2)

1. (54) ШПИНДЕЛЬНЫЙ ЩУП Изобретение относитс  к машиностроению , в частности к станкостроению дл  использовани  щупов в станjcax с программным управлением. Известны щупй, примен емые в сило вых электромеханических след щих сис темах копировально-фрезерных станков и содержащие механическую и электрическую части |1 . Недостатком указанных щупов  вл етс  их слаба  помехозащищенность за счет того, что механическа  л электрическа  части расположены в разных узлс1Х станка и это вли ет как при передаче сигнала на окружающие устройства, так и при приеме на приемный сигнал щупа. Целью изобретени   вл етс  повышение помехозащищенности. Поставленна  цель достигаетс  тем что схема формировани  управл ющего сигнала установлена в резцедержателе а блок-схема управл ющего сигнала выполнена в виде двух катушек, одна из которых - первична , установлена на кронштейне резцедержател , а вторична  выполнена в виде кольца и установлена соосно с шпинделем. Генератор выполнен в виде трех и . вертирукздих усилителей, соединенных в кольцевую схему посредством резисторов и конденсаторов. На фиг. 1 изображен щуп продольный разрез на фиг. 2 - электрическа  схема щупа. Резцедержатель 1 своим внутрен- ним концом зажат в патроне бабки 2 (средства креплени  не показаны ). Резцедержатель 1 имеет корпус 3 с центргшьной полостью 4 в которой расположена батаре  5.Внутренний конец 6 резцедержател  1 прикреплен к корпусу 3 при помощи болтов 7 и имеет пружину 8, упирающуюс  в отрицательный вывод батареи 5 и  вл ющуюс  дл  нее заземлением. К положительному выводу батареи 5 прижат электрический контакт 9. К внешнему концу корпуса 3 крепежными винтами 10, один из которых показан на фиг. 1, прикреплен наконечник 11. К наконечнику 11 прикреплен элемент 12 щупа, выступающий из него. С элементом 12 щупа св зан блок переключателей (не показан), расположенный в наконечнике 11, который замыкает контакты переключател , когда элемент 12 щупа легко смещаетс  по ос м X, у или I станка. Эта часть . осуществлени  конструкции  вл етс  традиционной и здесь подробно не описываетс , Электрические провода (не показаны) от блока переключателе св заны через электрическую штепсет.1Ь ную вилку 13 и штепсельную розетку 14 со схемой 15 на печатной плате, содержащей схему генератора, сигнал: с выхода которого поступает на первичную обмотку 16 по проводам 17. Пе вична  рбмотка 16 установлена на : кронштейне 18, который выступает в сторону от наконечника 11 и также содержит переключатель 19, имеющий плунжер 20, который срабатывает при контактировании с наконечником 21 шпиндел  22, когда в шпинделе за-жат резцедержатель 1. Переключатешь 19 соедин ет батарею 5 с печатной схемой 15, когда резцедержатель 1 вбтавлен в шпиндель 22, и отсоедин ет батарею 5, когда резцедержател 1 вынут из шпиндел  22. С этой целью пружина переключател  19 сжата при нормсшьно разомкнутом положении и размыкаетс  сразу, как плунжер 20 переключател  тер ет контакт с нако:нечником 21 шпиндел . Источник питани  генератора вклю чает батарею 5, св занную с проводом 23 источника питани  через нормально разомкнутые контакты переключател  19,и диод 24,защищающий сх му от обратного напр жени  в случае если батаре  5 будет вставлена обра ной пол рностью. Между проводом 23 и землей стоит фильтровый конденсатор 25 дл  отфильтровывани  шумов и колебаний, идущих от источника питани . (Подробности соединени  проводом 23, источником питани  и активными элементами не показаны) . Генератор построен на трех инвер тирующих усилител х 26, 27, 28, сое диненных кольцом через резисторы 29 30 и 31 и конденсатор 32. Частота генерации определ етс  задержкой в распространении по кольцу, котора  частично определ етс  посто нной вр мени RC в цепи обратной св зи. Пост  нна  времени RC измен етс  при пом щи переключателей 33, 34 и 35, кото рые размыкаютс  элементом 12 щупа,, когда он слегка касаетс  заготовки при перемещении по ос м X, У, и Z . Переключатель 33 соответств ет рэ си X, переключатель 34 соответствует оси У, а переключатель 35 cooTBe:jcTByeT оси Z. Когда любой из переключателей 33, 34 или 35 размыкаетс , резистор 30 отсоедин етс  о схемы, вследствие чего измен етс  посто нна  времени RC цепи обратной св зи, а значит, частота генератора Следовательно, изменение частоты ге нератора  вл етс  указанием того, что элемент 12 щупа соприкоснулс  с заготовкой. Сигнал с выхода схемы генератора усиливаетс  схемой усилител  пуш-пульного типа, построенной на трех инвертирующих усилител х 36, 37, 38, соединенных последовательно с первичной высокочастотной обмоткой 16 и резистором 39 лагрузки, как показано на фиг. 2, с усилителем 36 на одной стороне обмотки 16 и усилител ми 37 и 38 на другой стороне этой обмотки. Выходной сигнал первичной обмотки 16 передаетс  магнитной индукцией на вторичную обмотку 40, выполненную в виде кольца и укрепленную на шпиндельной бабке 2 (см. фиг, 1) соосной с осью шпиндел  22 вблизи первичной обмотки 16. Поскольку вторична  обмотка 40 соосна с осью шпиндел  22, первична  обмотка 16 будет вблизи вторичной обмотки 40 вне зависимости от углового положени  резцедержател  3. Обмотки 16 и 40 расположены по возможности максимально близко одна к другой дл  обеспечени  сравнительно большого коэффициента св зи. Первична  обмотка 16 предпочтительно экранирована электропроводным материалом на поверхност х, не расположенных вблизи вторичной обмотки 40, с целью сведени  до минимума электромагнитного излучени . Св зь между обмотками трансформатора 16 и 40 осуществл етс  при помощи магнитной индукции, дл  которой не требуетс  электромагнитного излучени . Вторична  обмотка 40 св зана с традиционной схемой детектора 41 (см. фиг. 2), котора , в свою очередь , св зана со схемами числового управлени  (не показаны) станка,. Сравнительно высокий коэффициент св зи между обмотками 16 и 40 трансформатора позвол ет подн ть порог чувствительности схемы детектора 41 достаточно высоко, чтобы исключить возможность неправильного срабатывани  вследствие случайного излучени  от других передатчиков. Формула изобретени  1. Шпиндельный щуп дл  станка, содержащего шпиндельную бабку со шпинделем , предназначенным дл  креплени  резцедержател  с щупом, и схему формировани  управл ющего сигнала, содержащую генератор, блоки питани  и управлени  с блоком съема управл ющего сигнсша, отличающийс   тем, что, с целью повышени  помехозащищенности , схема формировани  управл ющего сигнала установлена в резцедержателе, а блок-схема управл ю ющего сигнала выполнена в виде двух катушек , одна из. которых - первична  установлена на кронштейне резцедержател , а вторична  выполнена в ви де кольца и установлена соосно со шпинделем.
2. 2. Щуп по п. 1, отличающий с   тем, что генератор выполнен в виде трех инвертирующих усилителей.

   соединенных в кольцевую схему посредством резисторов и конденсаторов.

   Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе

   1, Вавилов А. А. и др. Силовые электромеханические след щие систеNw копировально-фрезерных станков. Машиностроение, 1964, с. 43-47.