SU937982A2 - Измерительна модульна головка - Google Patents

Description

(54) ИЗМЕРИТЕЛЬНАЯ МОДУЛЬНАЯ ГОЛОВКА

1

Изобретение относитс  к измерительной технике и может .быть использовано, например в координатно-измерительных машинах.

По основному авт. св. № 460426 известна измерительна  головка, содержаща  корпус с фланцем, измерительный щул с измерительным kaкoнeчниkoм и фланцем, измеритель линейжштх перемещений , вьшолнение которого не оговорено через передаточный узел, взаимодействующий с измерительным стержнем, расположенным в центре фланца измерительного стержн , элементы базировани  измерительного щупа с измерительным наконечником, вьшопненные в биде соосного с измерительным стержнем конического борта, примыкающего к рабочей плоскости фланца корпуса Под тупым уг лом, и тороидальной поверхности фланца измерительного стержн , вписанной в тупой угол, образованный рабочей поверх- .

ностью и коническим бортом фланца корпуса l

Цель изобретени  - повышение т очности измерений и уменьшение габаритов устройства.

Эта цель достигаетс  тем, что в  эмерительной головке, содержащей корпус с фланцем, измерительный щуп с измерительным наконечником и фланцем, изto меритель линейных перемещений, через передаточный узел взаимодействующий с измерительным стержнем, расположенным в центре фланца измерительного стернш , элементы базировани  измериts тельного щупа с измерительным наконечником , вьшолненные в виде соосного с измерительным стержнем конического борта, примыкающего к рабочей плоскости фланца корпуса под тупым углом, и

20 . тороидальной поверхности фланца измерительного стержн , вписанной в тупой угол, образованный рабочей поверхностью и коническим бортом фланца корпуса. 393 измеритель линейных перемещений выполиен в виде фотоэлектрической измерительной растровой систецы, содержащий соосно расположенные и оптически св занные источник коллимированного излучени , кольцевую диафрагму, пару конических зеркал, одно из которых св зано с фланцем измерительного щупа, а другое - с корпусом, растровое сопр жение, образованное парой цилиндрических коль- to цевых растров, один из которых св зан с фла1щем измерительного щупа, а друхЧзй - с корпусом, фотоприемник, а также систему зеркал, расположенных между растровым сопр жением и фотоприемни-15 Кроме того, первое из зеркал, распо ложенных между растровым сопр жением и фотоприемником вьшолнено параболическим , а остальные - коническими. На фиг. 1 представлена головка в осевом сечении, общий вид; на фиг. 2 вид на измерительные цилиндрические кольцевые растры в направлении, перпен дикул рном юс оси; на фиг, 3 - схема распространени  световых лучей при многократном отражении между подвижным и неподвижным коническими зеркалами; на фиг. 4 - схема распространени световых лучей в растровом сопр жении В корпусе 1 с фланцем 2 установлен фланец 3, к которому прикреплен измери тельный щуп 4 со сферическим измерительным наконечником 5. Базирование измерительного стержн  осуществл етс  при помощи конического бурта 6, примыкающего под тупым углом к рабочей плоскости на фланце 2 корпуса 1, и тороидальной поверхности, 7, выполненной на фпанце 3 измерительного щупа 4. Соосно с измерительным щупом 4 на ег фланце 3 установлены коническое наруж ное зеркало 8 и полый прозрачный цилиндр с нанесенным на нем кольцевым растром 10, с которым сопр жен кольцевой растр 11, нанесенный на шотиндричес&ой поверхности, св занной с корпусом пластины 12 с коническим внутренним зеркалом 13. В корпусе 1 неподвижно установлены коллимационна  осветительна  система, состо ща  из источника 14 света и коллимационного объектива 15, и фотоприемник 16. Неподвижно внутри корпуса 1 смонт.ирюван кольцо 17 с параболическим зеркалом 18. В козтъце 17 установлена пластина 19с коническим зеркалом 2О, На плас тине 19 со стороны осветительной сис24 темы прикреплена кольцева  даафрагма 21, а с противоположной стороны пласттш 12, направл ющие цилиндрический пучок параллельных лучей на растровое сопр жение, и модулированный в нем световой поток - на фотоприемник 16. Прижатие фланца 3 измерительного стержн  4 к фланцу 2 корпуса 1 осуществл етс  пружинами 22 сжати , установленными в выемках фланца корпуса, и кольцом 23, прикрепленным к фланцу 3 измерительного щупа 4. Коллимационна  осветительна  система и фотоприемник могут быть установлены за пределами корпуса головки. Источник 14 света, коллимационный объектив 15, кольцева  диафрагма 21, конические зеркала 8 и 13, кольцевые растры 10 и 11, зеркала 18, 20 й- фотоприемник 16 образуют измеритель линейнык перемещений. Измерительна  -головка работает следующим образом. В процессе измерени  на кoopдинaтнof измерительной машине головка вьтодит- с  на расчетные координаты и, контактиру  с измер емой поверхностью, измерительный наконечник 5 смещаетс  по нормали к измер емой поверхности на величину, равную модулю измер емого отклонени . При измерении вдоль оси .щупа подвижный измерительный растр 10 смещаетс  в этом направлена. Вследствие этого мен етс  пропускание растрового сопр жени , определ ющее изменение лучистого потока, прощедщего растровое сопр жение, и величину выходного электрического сигнала фотоприемника 16. Световые лучи, направл емые на растровое сопр жение, при этом не мен ют первоначального направлени , остаютс  перпендйкул рньшси оси измерительного щупа 4. На выходе головки получаетс  электрический сигнал, наход щийс  в пр мой зависзамост  от смещени  измерительного наконечника. При измерении перпендикул рно оси измерительного щупа фланец 3 с установленными на нем зеркалом 8 и измерительным растром 10 поворачиваетс  перпендикул рно оси /измерительного .щупа 4 на небольщой угол cL , опира сь периферийной точкой о фланец 2. Светопропускание по окружности мен етс  пропорционально рассто нию до точки опоры между фланцами корпуса 1 и измерительного щупа 4. Вследствие этого, а также из-за того, что в реальной головке длина измерительно щупа 4, как правило, больше диаметра измерительных растров 10 и 11, обшее раскрытие растрового сопр жени  npi одной и той же величине смешени  измеритель ного наконечника 5 меньше при измерен в направлени х, перпендикул рных оси измерительного щупа 4, чем при измерении вдоль оси щупа 4. Однако при этом светопропускание увеличиваетс  за счет значительного изменени  направлени  на угол (5 световых лучей при нх многократном отражени  между коническими зеркалами 8 и 13. Вследствие изменеьга  направлени  световых лучей на угол f световое пропускание Д/2., опре дел емое рассто нием между крайними лучами а 2. и Ьа, значительно больше, чем раскрытие растрового сопр жени , определ емое рассто нием Д между крайними лучами Q к Ьн, перпендикул рными оси растров. Сочитанием числа отражений между коническими зеркалами шага растров и зазора в растровом сопр жении обеспечиваетс  одинакова  чувствительность головки при измерении вдоль и перпендикул рно оси измерительного щупа. Дл  этс го плошади пучка лучей Д 5 , проход щие через растровое сопр жение и попадающие на фотоприемник 16, должны быть равны при измерени х как вдоль, так и перпендикул рно оси шупа.

Обеспечение одинаковой высокой чувствительности головки вдоль И перпендикул рно оси измерительного щупа, а также отсутствие передаточных звеньев и подвижных кинематических св зей между измерительным шупом и чувствительным элементом измерител  перемещений измерительного наконечника, на которые

действуют силы трени  и другие отринательные , с метрологической точки зрени , факторы, обеспечение изменени  светового пропускани  по всему шшиндрическому растровому сопр жению значительно увеличивают точность и чувствительность измерительной головки.

Claims (2)

1.Измерительна  модульна  головка по авт. св. № 460426, отличающа с  тем, что, с целью повышени  точности измерений и уменьшени  габаритов устройства, измеритель линейных перемещений вьшолнен в виде фотоэлектрической измерительной растровой системы , содержащей соосно расположенны и оптически св занные источник коплимированного излучени , кольцевую диафрагму , пару конических зеркал, одно

из которых св зано с фланцем измерительного щупа, а другое - с корпусом, растровое сопр жение, образованное парой цюшндрических кольцевых растров, один из которых св зан с фланцами измерительного щупа, а другой - с корпусом , фотоприемник и систему зеркал, расположенных между растровым сопр жением и фотоприемником.

2.Головка по п. 1, о т л и ч а ю щ а   с   тем, что первое из зеркал, раслопоже Шых между растровым сопр жением и фотоприемником, вьшолнено параболическим, а остальные - коническими .

Источники инфорлации, прин тые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 460426. кл. GOI В 5/20, 1979.

Фи&.1

Фие.3

Фu&.Z

Фиг.