SU1705021A1 - Device for measuring linear displacements of machine-tool movable member - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к позиционным системам числового программного управлени  станками. Целью изобретени   вл етс  повышение точности. Устройство содержит роторный датчик, св занный цилиндрической зубчатой передачей с подвижным органом станка. Реечна  цилиндрическа  зубчата  передача снабжена люфтовыбнрающим механизмом, при этом рейка передачи выполнена ко- созубой и введена в зацепление с кромками боковых поверхностей цилиндрического пр мозубого зубчатого колеса. Обеспечиваетс  точечный контакт зубьев рейки и колеса, что приводит к повышению точности. Люфтовыбнрающий механизм выполнен в виде рычага, установленного с возможностью поворота в плоскости, перпендикул рной направлению перемещени  подвижного органа станка, причем роторный датчик и цилиндрическое пр мозубое колесо расположены на рычаге. 1 з.п. ф-лы, 3 ил. С/ сThe invention relates to positioning systems for numerical control of machine tools. The aim of the invention is to improve the accuracy. The device comprises a rotor sensor associated with a cylindrical gear with a movable body of the machine. The cylindrical gear train is equipped with a play-and-play mechanism, while the gear rail is made anti-skid and engages with the edges of the side surfaces of the cylindrical spur gear. Point contact of the rack and wheel teeth is ensured, resulting in increased accuracy. The luffing mechanism is made in the form of a lever mounted rotatably in a plane perpendicular to the direction of movement of the rolling member of the machine, with the rotor sensor and the cylindrical impeller located on the lever. 1 hp f-ly, 3 ill. C / s

Description

Изобретение относитс  к позиционным системам числового программного управлени  (ЧМУ) станками, в частности , к устройствам дл  измерени  линем- ных перемещений подвижного органа станка.The invention relates to positioning systems of numerical control (PMU) of machine tools, in particular, to devices for measuring linear movements of a moving member of a machine tool.

Ивестно устройство, которое  вл етс  одним из основных узлов измерительном обратной св зи станков с ЦПУ.A device that is one of the main nodes of the measuring feedback of machine tools to a CPU is known.

Известно vcTpo.icTBo дл  измерени  линейных перемещении подвижного органа станка, солер отее роторный датчик, св занный реечной инпн .чричегкоч зубчатой передачей с подвижным органом станка при помоп(и упругой св зи н направл ющей , контактирующей с установленным на эксцентрике роликом дл  выборки зазоров в зубчатом зацеплении.It is known vcTpo.icTBo for measuring the linear displacement of a movable body of a machine, soler rotor sensor, associated rack and pinion gear with a movable body of a machine with a help (and an elastic connection on a guide that contacts a roller mounted on an eccentric to select gaps gearing.

tt

Недостатками известных устройств  вл етс  то, что из-за неизбежных Технологических ошибок, возникаю.-тих при изготовлении и установке элементов устройства, не обеспечиваетс  высока  точность измерени  станка. Устройства сложны в изготовлении, наладке и трудСThe disadvantages of the known devices are that, due to the inevitable Technological errors, they arise. It is quiet in the manufacture and installation of the elements of the device that the measurement accuracy of the machine is not high. The devices are difficult to manufacture, commission and labor.

оabout

сwith

NN

мо обеспечить надежную за1чнту от строки.I can provide reliable feedback from the line.

Известно устройство, выбранное Л качестве прототипа, содержащее ро- ор- нын датчик, св заннмн реечной цилиндрической зубчатой передачей с подвнж- ным орг аном станка.It is known a device selected as the prototype for L, containing a p-or-rd sensor connected with a rack and pinion spur gear with a high-level machine tool.

Однако это устройство ввиду зазора п зубчато - зацепле .;1Н и погрешности выставки зубчатой реГпш также не сбес печивает высокую точность. При возникновении смешений подписного орг нл на величину больше, чем зазор в зубчатой реечной передача, происходит не - допустима  деформаци  ш,и поломка элементов устройства .However, this device, in view of the gap of the toothed - hook.; 1H and the accuracy of the exhibition of the toothed gear, also fails to fail to produce high accuracy. In case of occurrence of a mix of subscription org by an amount larger than the gap in the rack and pinion gear, deformation of the device is allowed, and the elements of the device break.

Цель изобретени  - повышение точности .The purpose of the invention is to improve accuracy.

Сущность изобретени  заключаетс  в том, что в устройстве дл  измерени  линейных перемещений Подвижного органа станка, содержащем роторный датчик св занный реечной цилиндрической зубчатой передачей с подписным органом станка, реечна  цилиндрическа  зубчата  передача снабжена люфтовыбираю  нм механизмом. При этом рейка передачи выполнена косозубон н введена в зацеп10The essence of the invention lies in the fact that in a device for measuring linear displacements of a movable body of a machine containing a rotary sensor connected by a rack and pinion cylindrical gear with a subscriber body of the machine, the rack and pinion gear is equipped with a backlash selectable nm mechanism. In this case, the transfer rail is made costed and introduced into the hook 10

jj

п 25 50214p 25 50214

ной на платформе 3. Кронштейн 7 имеет возможность попорота л плоскости, перпендикул рной направлению перемещени  платформы 3; С рейкой 5 контактирует зубчатое колесо 10, расположённое на валу 11, который установлен на кронштейне 7 в подшипниках 12 и св зан с выходным валом 13 роторного датчика 6 муфтой 14.on the platform 3. The bracket 7 has the ability to rotate a plane perpendicular to the direction of movement of the platform 3; A gear wheel 10, which is located on the shaft 11, which is mounted on the bracket 7 in bearings 12 and is connected to the output shaft 13 of the rotary sensor 6 by the clutch 14, contacts the rack 5.

Устройство работает следующим образом .The device works as follows.

При перемещении платформы 3 по направл ющим 2 плиты 1 с помощью привода 4 вместе с платформой перемещаетс  кронштейн 7 с роторным датчиком 6   валом с зубчатым колесом 10. При этом зубчатое колесо 10 обкатываетс  по неподвижной зубчатой рейке 5, враща  вал 11 и св занный с ним муфтой 14 выходной вал 13 роторного датчика 6. Латчик в зависимости от величины перемещени  платформы выдает соответствующее количество электрических импульсов, которое и определ ет величину перемещени  платформы 3, Так как рейка выполнена косозубой и введена люфтовыбиракзилим механизмом в зацепление с кромками боковых поверхностейWhen the platform 3 moves along the guides 2 of the plate 1 by means of the actuator 4 together with the platform, the bracket 7 with the rotary sensor 6 is moved by the shaft with the gear wheel 10. The gear wheel 10 rolls on the stationary gear rail 5, rotating the shaft 11 and connected with it by the coupling 14, the output shaft 13 of the rotor sensor 6. The lattice, depending on the size of the movement of the platform, produces an appropriate number of electrical pulses, which determines the amount of movement of the platform 3, Since the batten is made helical and backlash Zilim mechanism in engagement with the edges of the side surfaces

ление с кромками боковых поверхностей ,Q пр мозубого колеса, то при перемещецилиндрического пр мозубого зубчатого колеса. Обеспечиваетс  точечный контакт зубьев рейки н колеса, что приводит к повышению точности, Люфтовыби- рающий механизм BUHOJVHC : виде рычага , установленного с возможностью поворота п плоскости, перпендикул рной направлению перемещени  подвижного органа станка. Причем роторный датчик и цилиндрическое пр мо уОое колесо расположены на рычаге.with the edges of the side surfaces, the Q spr of the ring gear, then when moving the cylindrical spur gear. A point contact of the teeth of the slats on the wheel is provided, which leads to an increase in the accuracy of the Luchovaya mechanism BUHOJVHC: a lever mounted with the possibility of rotating the n plane, perpendicular to the direction of movement of the rolling member of the machine. Moreover, the rotor sensor and the cylindrical right wheel are located on the lever.

Изобретение описываетс  на примере его применени  дл  измерени  перемещени  платформы силового стола.The invention is described by the example of its use for measuring the movement of a power table platform.

На Лиг. 1 изображен силовой стол, нид сбоку; на фиг. 2 - РИД Л на фнг.1 (в увеличенном масштабе); на фиг.З - вид В на фиг. 2.On league. 1 shows the power table, NID side; in fig. 2 - RID L on fnG.1 (on an enlarged scale); in FIG. 3, view B in FIG. 2

Силовой .:тол содержит направл ющую плиту 1, на которой г направл югцмх 2 установлена платформа 3, н привод 4 перемещени  платформы 3. На плите 1 жч-стко установлена параллельно перемещению платформы 3  убчага  рейка 5, а роторный датчик 6 скреплен на рычаге лзофтопыбмраюпего уохапизмд в виде кронштейна 7, устан ог чемном на оси 8.Power.: Tol contains a guide plate 1 on which platform 3 is mounted, platform 3 is set, platform 4 is moved 4 on platform 3. On plate 1, the platform is mounted parallel to platform 3 of the paddle rail 5, and rotor sensor 6 is fastened on the front end arm Uokhapizmd in the form of a bracket 7, installed on the axis 8.

Ось В ра .т.оложена .чрv.;:onbHi h.i- . п стойко , члкреплек35Axis B pa .plozh. Chvv.;: OnbHi h.i-. n bravely

4040

4545

5050

5555

ним колеса в плоскости, перпендикул р ной направлению перемещени  платформы происход т выборка бокового зазора и точечный контакт эубьев в зоне теоретического среднего диаметра зацеплени  .In this case, wheels in a plane perpendicular to the direction of movement of the platform, the side gap is sampled and the point contact of the eubes in the area of the theoretical average diameter of the engagement.

Нагрузки, возникающие в зацеплении определ емые собственным сопротивлением датчика, пренебрежимо малы. По- этому точечный контакт, ввиду отсутст ви  контактных деформаций от действи  внешних и внутренних сил, обеспечивает точное н стабильное положение зубчатого колеса с датчиком относительно рейки. Кроме того, выполнение рейки косозубой расшир ет ее технологически возможности.The loads that occur in the gearing, determined by the sensor's own resistance, are negligible. Therefore, the point contact, due to the absence of contact deformations from external and internal forces, ensures the exact and stable position of the gear with the sensor relative to the rail. In addition, the implementation of a helical rake expands its technological capabilities.

Датчик, расположенный вместе с зуб чатьгм колесом на поворотном кронштейне в виде рычага, под действием весо- ной составл ющей поворачивает его в плоскости, перпендикул рной напранле- нию перемещени  платформы, выбирал боковой эазор между колесом и ренкой При этом, в зависимости от могрогшг :- тн ныстлмкн рейки относительно перемещени  платформы, зубчат.ое колесо имеете с кронштейном н датчиком гюво- рачимлетги на оси при перемепи-нинThe sensor, located together with the tooth of the wheel on the swivel arm in the form of a lever, under the action of the weighing component turns it in a plane perpendicular to the movement of the platform, chose a side gap between the wheel and the wheel. - tons of rails relative to the movement of the platform, you have a gear wheel with a bracket and a huvorachimletg sensor on the axle when interleaved

5five

00

5five

00

5five

ним колеса в плоскости, перпендикул рной направлению перемещени  платформы, происход т выборка бокового зазора и точечный контакт эубьев в зоне теоретического среднего диаметра зацеплени  .In this case, the wheels in the plane perpendicular to the direction of movement of the platform, the side gap is sampled and the point contact of the eubes is in the area of the theoretical average diameter of the engagement.

Нагрузки, возникающие в зацеплении, определ емые собственным сопротивлением датчика, пренебрежимо малы. По- этому точечный контакт, ввиду отсутстви  контактных деформаций от действи  внешних и внутренних сил, обеспечивает точное н стабильное положение зубчатого колеса с датчиком относительно рейки. Кроме того, выполнение рейки косозубой расшир ет ее технологические возможности.The loads that occur in the mesh, determined by the sensor's own resistance, are negligible. Therefore, the point contact, due to the absence of contact deformations due to external and internal forces, ensures the exact and stable position of the gear with the sensor relative to the rail. In addition, the implementation of a helical rake expands its technological capabilities.

Датчик, расположенный вместе с зуб- чатьгм колесом на поворотном кронштейне в виде рычага, под действием весо- ной составл ющей поворачивает его в плоскости, перпендикул рной напранле- нию перемещени  платформы, выбирал боковой эазор между колесом и ренкой. При этом, в зависимости от могрогшг :- тн ныстлмкн рейки относительно перемещени  платформы, зубчат.ое колесо имеете с кронштейном н датчиком гюво- рачимлетги на оси при перемепи-нинThe sensor, located together with the gear wheel on the swivel arm in the form of a lever, under the action of the weighing component turns it in a plane perpendicular to the edge of the movement of the platform, chose a side gap between the wheel and the renka. At the same time, depending on the mogrig: • the slats of the slats relative to the movement of the platform, you have a cog wheel with a bracket and a houvorachimletg sensor on the axle when interleaved

платформы относительно рейки и, как бы отслежива , посто нно контактирует с мерительной зубчатой рейкой, тем самым обеспечива  посто нный нат г под действием весовой составл ющей датчика в зубчатом зацеплении.platform relative to the rail and, as if tracking, constantly in contact with the measuring gear rack, thereby providing a constant tension under the action of the weight component of the sensor in the gearing.

Таким образом, между датчиком, расположенным на платформе, и рейкой, закрепленной на плите, осуществл етс  посто нна  беэзазорна  кинематическа  св зь, обеспечива  высокую точность измерени  перемещени  платформы сило- ного стола. При возникновении аварийных перегрузок, когда платформа сило- вого стола, деформиру  в пределах упругих деформаций направл ющие элементы плиты, разворачиваетс  вместе с датчиком и зубчатым колесом относительно закрепленной на плите рейки, зубчатое колесо, взаимодейству  с рейкой , поворачивает кронштейн с датчиком в плоскости, перпендикул рной направлению перемещени  платформы, исключа  таким образом поломку измери- тельных элементов устройства.Thus, between the sensor located on the platform and the rail mounted on the plate, a constant beazoric kinematic connection is carried out, providing high accuracy of measurement of the movement of the platform of the power table. In case of emergency overloads, when the platform of the power table, deforming the plate guiding elements within the elastic deformations, unfolds together with the sensor and the gear wheel relative to the rail mounted on the plate, the gear wheel interacts with the rail and rotates the bracket with the sensor in the plane, perpendicular direction of movement of the platform, thus eliminating the breakdown of the measuring elements of the device.

Claims (2)

1. Устройство дл  измерени  линейных перемещений подвижного органа станка, содержащее роторный датчик, св занный реечной цилиндрической зубчатой передачей с подвижным органом станка, отличающеес  тем, что, с целью повышени  точности, реечна  цилиндрическа  зубчата  передача снабжена люфтовыбирающим механизмом, при этом рейка передачи выполнена ко- созубой и введена в зацепление с кромками боковых поверхностей цнлиндри- ческого пр мозубого зубчатого колеса,1. A device for measuring linear movements of a movable body of a machine tool, comprising a rotor sensor associated with a rack and pinion cylindrical gear with a moving body of the machine, characterized in that, in order to improve accuracy, the rack and pinion gear is equipped with a backlash picker mechanism, the gear rail being made - sozuboy and entered into engagement with the edges of the side surfaces of the cylindrical spur gear, 2. Устройство по п. 1, о т л и - чающеес  тем, что люфтовмби- рающий механизм выполнен в4 виде рычага , установленного с возможностью поворота в плоскости, перпендикул рной направлению перемещени  подвижного органа станка, причем роторный датчик и цилиндрическое пр мозубое колесо расположены на рычаге.2. The device according to claim 1, about tl and the fact that the backlash mechanism is made in the form of a lever mounted to be rotated in a plane perpendicular to the direction of movement of the machine body, the rotary sensor and the spur gear on the lever. фиг/fig / фие.2FI.2 Вид АType A ВидВVid W/ Б W / B П & P & фигЗfigs