CS238226B1 - Measuring probe sensing system with inductive pick-up - Google Patents

Abstract

Vynález se týká snímacího systému měřicí sondy s induktivním snímačem určeného pro provádění kontroly na obráběcím nebo měřicím stroji. Jeho podstata spočívá v tom, že dotykové čidlo je SDOjeno se základním tělesem měřicí sondy prostřednictvím pružné části a jeho čelní plocha dosedá v klidové poloze na opěrnou plochu vytvořenou na základním tělese. V dotykovém čidle nebo v základním tělese měřicí sondy je upevněn dejméně jeden induktivní snímač, jehož dotek se opírá bu3 o protiplochu vytvořenou na základním tělese, nebo o protiplochu vytvořenou na dotykovém čidle měřicí sondyThe invention relates to a sensing system measuring probe with inductive sensor to perform inspection on the machining tool or a measuring machine. Its essence is that touch the sensor is SDOn connected to the base body measuring probe by means of a flexible part and its front face is resting position on the support surface formed on the basic body. In the touch sensor or it is fixed in the probe body at least one inductive sensor, of which the touch rests either on the counter surface created on the base body or the counter surface created on the touch sensor measuring probe

Description

Vynález se týká snímacího systému měřici sondy s induktivním snímačem, určeného zejména pro automatické prováděni mezioperační kontroly v průběhu programovaného cyklu Čističově řízeného obráběcího stroje.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a sensor system of a measuring probe with an inductive sensor, intended in particular for automatically performing an in-process inspection during a programmed cycle of a cleaner machine tool.

Na měřicích a čističově řízených obráběcích strojích je prováděna kontrola obrobků prostřednictvím jejich řídicích a odměřovacích systémů a měřicích sond, vybavených kontaktním, případně induktivním snímacím systémem.Workpieces are checked on measuring and cleaning machine tools by means of their control and measuring systems and measuring probes equipped with contact or inductive probing systems.

Oba tyto systémy pak vyžaduji specifické postupy jak při vlastním měřeni, tak při zpracováni naměřených dat.Both of these systems then require specific procedures both for the actual measurement and for processing the measured data.

Kontaktní měřici sondy se při měřeni pohybuji po stanovené dráze a signalizuji do řidiciho systému stroje okamžik najeti doteku na obrobek.During the measurement, the contact probes move along a defined path and signal the point of contact with the workpiece in the machine control system.

Induktivní měřicí sondy zaujmou při měřeni jmenovitou polohu a signalizuji do řídicího systému stroje hodnotu vychýleni do teků od jmenovité polohy.Inductive measuring probes assume the nominal position during measurement and signal to the machine control system the value of the deviation into the flow from the nominal position.

Kontaktní systémy máji nosné plochy čidla tvořeny zpravidla třemi válečky rozmístěnými po 120° souměrně k ose čidla tak, že jejich osy přetínají osu čidta a současně tvoři rovinu k ose čidla kolmou. Tyto válečky jsou přitlačovány pružinou do tři párů válečků, případně kuliček, upevněných v tělese hlavice, čimž je dána základní poloha Čidla. Všechny válečky nebo kuličky jsou elektricky propojeny tak, že vychýlením čidla ze základní polohy dojde k přerušeni elektrického obvodu, a tím je signalizován kontakt s měřenou plochou. Nevýhodou tohefořešeni je, že polární cha rakteristika v rovině x, y vykazuje tři výrazné vrcholy, což je zapříčiněno různou silou potřebnou pro vychýleni čidla v různých směrech v rovině x, y a tedy různou deformací tělesa měřicího doteku čidla. Při vodorovné poloze měřici sondy se projevuje nepříznivě vliv hmotnosti a délky vyloženi čidla, zejména nerovno238 226 měrným zatížením v jednotlivých úložných plochách,e to nežádoucí změny polohy polárního diagramu vůči ose sondy a zhoršenou polár n1 charakteristikou v rovině x, y, Další nevýhodou tohoto systém je bodový styk nosných válečků čidle s opěrnými válečky nebo kuličkami v tělese hlavice, který snadno přenáší chvěni stroje a neumožňuje účinná tlumeni, což v běžných provozních podmínkách na číslicově řízených obráběcích strojích nepříznivě ovlivňuje přesnost měřeni. Snímací systémy s Induktivními nebo jinými snímači jsou zpravidla řešeny jako třlsložkové s rozkladu úchylky dotyku do jednotlivých os x, y, z. Uloženi umožňuje buď posuvný pohyb dotyku vůči základnímu tělesu,nebo kyvný pohyb v osách x, y a posuvný v ose z. Pro každou osu je v systému situován jeden snímač, který snímá polohu dotyku vůči základnímu tělesu v příslušném směru. Uloženi jsou konstrukčně řešena jako přímočará va lívá nebo jako planžetové paralelog rámy. Pro kyvná uloženi se užívá kulových ploch nebo kerdenových závěsů. Takovéto snímací systémy jsou určeny zpravidla pro měřici stroje e jedná se tedy o zařízeni rozměrná, nákladná e choulostivá, která jsou určena pro přesně stanovenou orientaci v prostoru /svislou/ e použiti s jinou orientaci je spojeno s potížemi. Pro potřeby aktivní kon troly na obráběcích strojích jsou nutné snímací systémy jednoduché, schopné pracovat nejen v laboratorních, ale 1 v běžných výrobních podmínkách s které lze bez problémů používat $ různou prostorovou orientaci tak, aby nebylo nutno rozkládat úchylky do teku do směrů jednotlivých os, neboť velikosti úchylky Indikované snímacím systémem se přisuzuje směr až v řídicím systému až na základě definovaného postupu při měřeni.The contact systems have the sensor support surfaces typically formed by three rollers spaced 120 ° symmetrically to the sensor axis so that their axes intersect the sensor axis and at the same time form a plane perpendicular to the sensor axis. These rollers are spring-pressed into three pairs of rollers, or balls, fixed in the head body, giving the basic position of the sensor. All rollers or balls are electrically connected in such a way that by deflecting the sensor from the basic position, the electric circuit is interrupted, thus signaling contact with the measured surface. A disadvantage of this solution is that the polar characteristics in the x, y plane exhibit three distinct peaks, which is due to the different force required to deflect the sensor in different directions in the x, y plane and hence to a different deformation of the probe body. In the horizontal position of the measuring probe there is an unfavorable influence of the weight and length of the sensor overhang, especially uneven load of the individual bearing surfaces, namely undesirable changes in the polar diagram position relative to the probe axis and impaired polar n1 characteristic in x, y plane. is the point contact of the sensor support rollers with the support rollers or balls in the head body, which easily transmits machine vibration and does not allow effective damping, which adversely affects measurement accuracy under normal operating conditions on numerically controlled machine tools. Sensing systems with inductive or other sensors are usually designed as ternary components with the deviation of contact deviation into individual axes x, y, z. In the system, one sensor is located in the system, which senses the position of the contact with respect to the base body in the respective direction. The bearings are designed as rectilinear castings or as parallel-frame planks. Spherical bearings or shackles are used for pivot bearings. Such sensing systems are generally intended for measuring machines and are therefore large, costly and delicate devices that are intended for a well-defined orientation in space (vertical) and use with other orientations is associated with difficulties. For the needs of active control on machine tools is necessary sensor systems simple, able to work not only in laboratory but 1 in normal production conditions with which it is possible to use different spatial orientation so that it is not necessary to decompose deviations into flow into directions of individual axes, because the magnitude of the deviation indicated by the sensing system is only ascribed to the direction in the control system based on the defined measurement procedure.

Nevýhody výše uvedených systémů odstraňuje snímací systém měřici sondy podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že čelní ploché dotykového čidla dosedá ns opěrnou plochu základního tělesa, přičemž základní těleso je spojeno s dotykovým čidlem pomoci prvního pružného členu například membrány pro zajištěni vzájemné klidové polohy dotykového čidla vůči základnímu tělesu, kde buď v dotykovém čidle, nebo v základním tělesa je upevněn nej méně jeden Induktivní snímač, jehož dotyková plocha dosedá buď na protlplochu vytvořenou na základním tělese například prostřed nlctvlm příčníku,nebo ne protlplochu vytvořenou na dotykovém čidle měřici sondy.Disadvantages of the aforementioned systems are eliminated by the sensing system of the measuring probe according to the invention, characterized in that the front flat contact sensor abuts the abutment surface of the base body, the base body being connected to the touch sensor by a first resilient member e.g. a sensor with respect to the base body, wherein at least one inductive sensor is mounted in either the touch sensor or the base body, the contact surface of which touches either the counter surface formed on the base body, for example.

Přednosti tohoto uspořádáni je, že vychýleni doteku llbovolThe advantage of this arrangement is that the contact deflection 11b is arbitrary

238 226 ným směrem v rovině x, y je převáděno ne osový pohyb, a to s konstantním převodem. Charakteristika v rovině *, y je kruhová, což umožňuje použiti tohoto snímacího systému pro kontaktní 1 analogový způsob měřeni. Vzhledem k pevnému spojeni dotykového Čidla se základním tělesem lze i při měřeni ve vodorovné rovině použit měřici doteky větších rozměrů a vyvážit je protizávažím. Systém umožňuje vyklápěni dotykového čidla všemi směry 1 osový pohyb a současně zajišťuje jeho osovou polohu.238 226 in the x, y plane, non-axial motion is converted with a constant transmission. The characteristic in the *, y plane is circular, which allows the use of this sensing system for a contact 1 analog measurement method. Due to the rigid connection of the touch sensor to the base body, even measuring in the horizontal plane can be used measuring contacts of larger dimensions and balanced by counterweight. The system allows the touch sensor to be swiveled in all directions by 1 axial movement while ensuring its axial position.

Na výkrese je znázorněn přiklad snímacího systému měřici sondy s induktivním snímačem podle vynálezu.In the drawing an example of a probe system of a measuring probe with an inductive sensor according to the invention is shown.

Mezi základním tělesem £ s dotykovým čidlem £ je uspořádána pružina £. řelni plocha £ dotykového čidla 2 dosedá na opěrnou plochu £ základního tělesa £, přičemž základní, těleso £ je spojeno s dotykovým čidlem £ pomoci prvního pružného členu 3. např. membrány pro zajištěni vzájemné klidové polohy dotykového čidla £ vůči základnímu tělesu £, kde buň v dotykovém čidle £,nebo v základním tělese £ je upevněn nejméně jeden induktivní snímačA spring 6 is arranged between the base body 6 with the touch sensor 6. The face surface 4 of the touch sensor 2 abuts the abutment surface 4 of the base body 4, the base body 5 being connected to the touch sensor 4 by means of a first resilient member 3 of e.g. a diaphragm to ensure relative rest position of the touch sensor 4 relative to the base body 4 at least one inductive sensor is mounted in the touch sensor or in the base body

13. jehož dotyková plocha dosedá buň na protiplochu 15 vytvořenou na základním tělese £ například prostřednictvím příčníku 16_{ nebo na protiplochu vytvořenou na dotykovém čidle £ měřici sondy.13. whose contact surface abuts the cell on the counter surface 15 formed on the base body 6, for example by means of a cross-member 16 _{ or on the counter surface formed on the touch probe 6 of the measuring probe.

Snímací systém m*řici sondy s induktivním snímačem pracuje následujícím způsobem.The probe measuring system with an inductive sensor works as follows.

Při vychýleni dotykového čidla 2 snímacího systému z jeho základní polohy, která je definována dosednutím čelní plochy £ dotykového čidla 2. ^ne opěrnou plochu £ základního tělesa £ a pružným členem £ spojujícím dotykové čidlo £ ^se základním tělesem £ a zajištěna vlivem pružiny £, se dotykové čidlo £ buň opře jedním bodem své Čelní plochy £ a jeden bod opěrné plochy £ základního tělesa £ - v případ* vychytováni kolmo k ose čidla, nebo se čelní plocha £ vzdaluje od np*rné plochy £, v případě vychýlení v ose čidla. V obou případech se změní vzájemná poloha dotykové plochy induktivního snímače 13 a protiplochy 15. na kterou snímač dosedá. Velikost změny je indikována snímačem, jehož údaj se zpracovává buň jako informace o velikosti vychýleni čidla £ ze základní ροΙοΗγ_; nebo se převádí na dvoustavový logický signál, takže snímači systém se chová jako snímači systém kontaktního typu.When the touch sensor 2 of the sensing system is deflected from its initial position, which is defined by the contact surface 4 of the touch sensor 2 ^{not on the} abutment surface 4 of the base body 4 and the resilient member 4 connecting the touch sensor 4 ^{to the} base body 4 and secured by the spring 6, the sensor 6 supports the cell with one point of its face surface 6 and one point of the support surface 6 of the base body 6 in the case of being gripped perpendicular to the axis of the sensor, or In both cases, the relative position of the contact surface of the inductive sensor 13 and the counter face 15 on which the sensor abuts will change. The magnitude of the change is indicated by a sensor whose data is processed by the cell as information about the magnitude of the sensor deflection from the basic ροΙοΗγ _; or is converted to a two-state logic signal so that the sensor system acts as a contact type sensor system.

238 226238 226

Snímací systém je výhodný předevdm pro mařici sondy určené £ prováděni mezioperačni kontroly na obráběcích strojích, které spolu s odm⁸řovac1m systémem stroje vytvářejí podmínky pro provádění základních kontrolních operaci přímo na obrobku upnutém v pracovním prostoru stroje. Obráběcí centrum frézovacího a vyvrtávacího typu může po doplněni měřici sondou a sotwarovém vybaveni řídicího systému plnit základní funkce měřicího stroje. Svou rozliěovacl schopnosti je snímací systém vhodný také pro využiti na měřicích strojích.The sensing system is suitable for předevdm Mařica probes for £ performing process controls for machine tools, which together with the reward system of the machine ⁸ řovac1m create conditions for carrying out basic control operation directly on the workpiece clamped in the machine working area. The machining center of the milling and boring type can fulfill the basic functions of the measuring machine after completion of the measuring probe and software equipment of the control system. Due to its resolution, the sensor system is also suitable for use on measuring machines.

Claims (1)

Snímači systém měřici sondy s induktivním snímačem, který obsahuje dotykové čidlo a základni těleso, přičemž mezi základním tělesem a dotykovým čidlem je uspořádána pružina, vyznačený tim, že čelni plocha /4/ dotykového čidla /1/ dosedá na opěrnou plochu /6/ základního tělesa /2/, přičemž základni těleso /2/ je spojeno s dotykovým čidlem /1/ pomoci prvního pružného členu /3/ např. membrány pro zajižtěni vzájemné klidové polohy dotykového čidla /1/ vůči základnímu tělesu /2/, kde bucf v dotykovém čidle /1/, nebo v základnim tělese /2/ je upevněn nejméně jeden induktivní snímač /13/, jehož dotyková plocha dosedá buď na protiplochu /15/ vytvořenou na základnim tělese /2/ například prostřednictvím příčníku /16/, nebo na protiplochu vytvořenou na dotykovém čidle /1/ měřici sondy.A sensor probe system with an inductive sensor comprising a touch sensor and a base body, wherein a spring is disposed between the base body and the touch sensor, wherein the face (4) of the touch sensor (1) abuts the support surface (6) of the base body. (2), wherein the base body (2) is connected to the touch sensor (1) by means of a first resilient member (3) e.g. of a diaphragm to provide relative rest position of the touch sensor (1) relative to the base body (2), where bucf in the touch sensor (1), or at least one inductive sensor (13) is mounted in the base body (2), the contact surface of which touches either the counter surface (15) formed on the base body (2), for example by means of a cross-member (16), or touch probe (1) of the measuring probe.