Координатная измерительная машина

Координатная измерительная машина

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Использование: изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано, в частности, для контроля изделий сложной формы поверхности. Сущность; устройство содержит основание, стол, вертикально расположенные колонны с горизонтальными направляющими, каретку с пинолыо, закрепленную на пиноли трехкоординатную измерительную головку, три лазерных интерферометра перемещений, электронный блок обработки информации с ЭВМ, три уголковых отражателя и три измерительных наконечника. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 6 01 В 5/20

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) К РВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4847930/28 (22) 05.07.90 (46) 15.02.93. Бюл. М 6 (71) Научно-исследовательский институт автоматизированных средств производства и контроля (72) E. Т. Вагнер, E. В. Шундиков и Г. Т. Шабунин (56) Авторское свидетельство СССР

N 227982, кп. С 01 В 5/02, 1984.

Гапшис А, А, и др. Координатные измерительные машины, M. Машиностроение, 1988, с, 22 — 25, фиг. 1. 8.

Иэобрегение относится к контрольноизмерительной технике и может быть исполЬзовано, в частности, для контроля геометрических размеров сложной формы в машиностроении

Известна координатная измерительная машина, содержащая основание, две группы направляющих и измерительных линеек, расположенных с противоположных сторон основания, перемещающуюся по направляющим основания измерительную стойку со считывающей головкой, перемещающуюся по направляющим стойки каретку, перемещающуюся по каретке пиноль с измерительной Головкой, измерительные линейки и головки считывания перемещений каретки и пинали, а также устройство для перестановки и мерительной стойки с одной группы направляющих на другую. Недостатками известной КИМ является низкая точность измерений вследствие возникновения погрешностей, образующихся при смене ус тановочных баз измерительной стойки.

„„. 0 „„1 795264А1

2 (54) КООРДИНАТНАЯ ИЗМЕРИТЕЛЬНАЯ

МАШИНА (57) Использование: изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано, в частности, для контроля изделий сложной формы поверхности. Сущность; устройство содержит основание, стол, вертикально расположенные колонны с горизонтальными направляющими, каретку с пинолью, закрепленную на пиноли трехкоординатную измерительную головку, три лазерных интерферометра перемещений, электронный блок обработки информации с

ЗВМ, три уголковых отражателя и три измерительных наконечника, 1 ил.

Наиболее близкой по технической сущ- C ности является координатная измеритель- ф ная машина портального типа модели

ИММ вЂ” 500.

КИМ содержит базовую часть, установ- ъ ленную на ней каретки с двигателями и со- 4 ответствующими датчиками координатных.,О перемещений, пинопь с измерительной го- у ловкой, перемещающейся по каретке с автономным. датчиком перемещения. Датчики связаны с 3ВМ через реле переключения

КИМ на заданную программу.

Известная КИМ не обеспечивает высокой точности измерений, так как процесс измерений осуществляется от нескольких автономных датчиков перемещений измерительной головки; расположенных по трем координатам, которые непосредственно не связаны с датчиками перемещения пинали.

Кроме того, наконечники измерительной головки КИМ при больших перемещениях не обеспечивают линейности ха ра ктеристик . датчиков перемещений.

1795264 тановлен с возможностью перемещений в пр двух взаимно пврпвндикувврннх координа- на

Целью изобретения является повышение точности процесса измерений.

Указанная цель достигается тем, что закрепленная на пиноли трехкоординатная измерительная головка снабжена тремя лазерными интерферометрами перемещений, два из которых установлены на горизонтальных направляющих, третий на каретке и оптически связан с измерительной головкой и электронным блоком обработки информации с ЭВМ, измерительная головка выполнена в виде оптически связанных между собой трех уголковых отражателей, один из которых ориентирован параллельно плоскости стола и установлен с возможностью перемещения в вертикальном направлении, два других ориентированы основаниями параллельно друг другу и перпендикулярно основанию первого и установлены с возможностью перемещения в 20. направлении, параллельном плоскости направляющей, и трех измерительных наконечников, каждый из которых связан с соответствующим уголковым отражателем.

На чертеже представлена принципиальная схема координатной измерительной машины, Координатная машина содер>кит базовую часть 1 в виде основания, стола для закрепления объекта и вертикально распо- 30 ложенных колонн с установленными на них направляющими координатных перемещений 2, каретку 3, выполненную с воэможностью перемещений.по оси Y u контролируемую интерферометром лйнейных перемещений 4 (интерферометр контроля перемещений по оси Х на чертеже не показан).

На каретке 3 установлена пиноль 5, выполненная с возможностью перемещения 40 по вертикальной оси Z;

Пиноль 5 подвижно соединена с трехкоординатной измерительной головкой 6, выполняющей одновременно функции датчика перемещений пиноли 4 по оси Z, На каретке 45

3 установлены лазерный излучатель 7 с коллиматором 8, интерферометр линейных перемещений 9, оптически связанный с измерительной головкой 6, состоящей из трех подвижных уголковых отражателей 10, 50

11, 12, например, выполненных в виде триппель-призм, соединенных с измерительными наконечниками 13, 14, 15, 16.

Угол ковые отражатели 10, 11, 12 оптически связаны между собой и с интерферомет- 55 ром 9. При этом уголковый отражатель 12 ориентирован своим основанием (выходной гранью) параллельно плоскости стола и усrax Х и Z. Два других уголковых отражателя

10. 11 ориентированы своими основаниями (выходными гранями) параллельно друг другу и перпендикулярно основанию уголкового отражателя 12 и установлены с возможностью перемещения по оси Y в направлении, параллельном плоскости направляющей 2.

Измерительные наконечники 13, 14, 15, 16 соединены с датчиками контактов 17, 18, 19 (четвертый датчик на схеме не показан), которые электрически связаны с блоком электроники обработки информации 20 интерферометра 9, последовательно соединенным с ЭВМ 21 и печатающим устройством 22.

На каретке 3 установлены рессиверы 23, оптически связанные с интерферометром 9 и служащие для преобразования оптических сигналов в электрические.

Интерферометр линейных перемещений 4, лазерный излучатель 24, лазерный интерферометр 25 и уголковый отражатель

26, закрепленный на каретке 3.

Координатная измерительная машина работает следую цим образом.

На базовую поверхность стола КИМ устанавливают контролируемое изделие 27.

Включают в электрическую сеть лазерные интерферометры перемещений 9, 25 по осям Х, Y, Z (по оси X на схеме не показан), ЭВМ 21 и электрические управляемые приводы, Вводят в ЭВМ 21 программу измерения изделия 27. При этом каретка 3 с пинолью 5 и измерительной головкой 6 перемещаются по программе в заданное исходное положение, в котором фиксируется нуль отсчета измерительной головки 6, которая по программе перемещается до контакта измерительного наконечника, например

16, с контролируемым изделием 27, В этот момент регистрируется координата Z точки на поверхности контролируемого объекта 27 путем срабатывания датчика контакта 19, снятия отсчета измеряемого параметра с интерферометра 9 блоком электроники 20 и ввода информации в память ЭВМ 21. При отклонении параметров контролируемого объекта 27 от номинальных значений измерительный наконечник 16 перемещается совместно с триппельпризмой 12 по оси Z, что вызывает изменение оптического пути в измерительном плече интерферометра 9 пропорционально перемещению триппельприэмы 12, Эти отклонения регистрируются блоком электроники 20 лазерно о ин1ерферометра перемещений 9, вводятся в ЭВМ 21, где оизводится обработка информации, сравнив с допускаемыми параметрами и ее

1795264 отображение печатающим устройством 22, Аналогичным образом работают элементы измерительной головки 6 в процессе измерений при контакте измерительных наконечников 13, 14, 15 с контролируемым обьектом 27.

В процессе измерений при переходе к контролю каждой последующей точки на контролируемом обьекте 27 измерительные наконечники 13, 14, 15, 16 после размыкания контакта с контролируемой поверхностью возвращаются в нуль отсчета.

Формула изобретения

Координатная измерительная машина, содержащая базовую часть в виде основания,стола, предназначенногодля закрепления объекта, и вертикально расположенных колонн с горизонтальными направляющими, каретку с пинолью, установленную с возможностью перемещения в вертикаль-! ном направлении, закрепленную на пинали трехкоординатную измерительную головку, отлича ющаяся тем,что,с целью повышения точности, она снабжена тремя лазврными интерферометрами перемещений, два из которых установлены на горизонтальных направляющих, третий — на карвтке и оптически связан с измерительПредложенное техническое решение позволяет повысить точность измерений

КИМ до величин порядка k! 2- Я / 64, где -- длина волны излучения лазера, а также

5 расширить функциональные возможности

КИМ за счет придания измерительной головке свойств трехкоординатной системы, работающей от единого датчика с пинолью, увеличения рабочего хода измерительных

10 наконечников, что позволяет расширить диапазон возможного применения КИМ. ной головкой, и электронным блоком обработки информации с ЭВМ. измерительная головка выполнена в виде оптически связанных между собой трех уголковых отражателей, один из которых ориентирован основанием параллельно плоскости стола и установлен с воэможностью перемещения в вертикальном направлении, два других ориентированы основаниями параллельно друг другу и перпендикулярно основанию первого и установлены с возможностью перемещения в направлении, параллельном плоскости направляющей, и трех измерительных наконечников, каждый из которых связан с соответствующим уголковым отражателем.

1795264

Составитель E,Âýãíåð

Техред М.Моргентал

Редактор

Корректор M.Ïåòðoâà

Производственно-иадателвский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Закаэ 421 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по иэобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5