ИЗМЕРИТЕЛЬНАЯ ГОЛОВКА

Полезная модель относится к общему машиностроению и может быть использована для контроля положения детали на станках с числовым программным управлением.
Известен оптический способ передачи сигнала от измерительных щупов в систему ЧПУ станка (см. Справочник технолога машиностроителя: В 2 т. - 4-е изд., перераб. и доп./ Под ред. А.Г.Косиловой и Р.К.Мещерякова. - М.: Машиностроение, 1985. T.1. стр.593), при этом принцип работы самих щупов основан на контактном или индуктивном способе передачи сигнала. Недостатками этих щупов являются сложность конструкции и требование высокой проводимости.
Известен измерительный щуп (см. Справочник технолога машиностроителя: В 2 т. - 4-е изд., перераб. и доп./ Под ред. А.Г.Косиловой и Р.К.Мещерякова. - М.: Машиностроение, 1985. T.1. стр.593), который имеет хвостовик для установки в шпинделе станка и в инструментальном магазине. В полости хвостовика установлена батарея. К внутреннему торцу хвостовика прикреплен сменный элемент с пружиной, упирающейся в отрицательный вывод батареи и являющейся для него заземлением. К внешнему торцу хвостовика прикреплен корпус, в котором смонтирован щуп, связанный с блоком переключателей, расположенным в корпусе (последний замыкает контакты при смещении щупа по осям X, Y, Z станка). Блок переключателей через штепсельную вилку и розетку электрически связан со схемой на печатной плате, содержащей схему генератора, с выхода которого сигнал поступает на первичную обмотку. Первичная обмотка установлена на кронштейне, в котором смонтирован переключатель с плунжером. Плунжер срабатывает при контакте со шпонкой при зажиме хвостовика в шпинделе. Переключатель соединяет батарею с печатной схемой при установке хвостовика в шпиндель и отсоединяет батарею, когда хвостовик извлечен из него. Для этого пружина
переключателя сжимается при нормально разомкнутом его положении и разжимается сразу после выхода плунжера из контакта со шпонкой шпинделя.
Недостатком указанного щупа является сложность конструкции, а также требование высокой проводимости контактов и стабильности переходного сопротивления.
Технической задачей, на решение которой направлено устройство, является упрощение конструкции, повышение быстродействия и надежности.
Поставленная техническая задача решается тем, что в измерительной головке, содержащей установленные на корпусе хвостовик для закрепления в шпинделе станка, плату с питанием от батарей, размещенных в хвостовике, щуп со сменным элементом, согласно полезной модели плата выполнена в виде оптической системы, включающей микроЭВМ, светодиод подсветки и микрокамеру, а щуп жестко установлен на закрепленной в корпусе металлической мембране, при этом плата установлена так, что микрокамера направлена на торец щупа, расположенный в корпусе.
Сравнение заявленной измерительной головки с известными конструкциями позволяет сделать вывод о достижении нового положительного эффекта, выразившегося в возможности передачи сигнала при отклонении щупа бесконтактным оптическим способом.
Полезная модель иллюстрируется чертежами, где на фиг.1 показан главный вид измерительной головки в разрезе, на фиг.2 - разрез А-А фиг.1, на фиг.3 изображен разрез Б-Б фиг.2, на фиг.4 представлена схема работы измерительной головки.
Измерительная головка (фиг.1) состоит из хвостовика 1, который установлен на корпусе 2 и закреплен посредством болтов 3. В хвостовике 1 расположены батареи 4, которые предназначены для осуществления питания платы 5, которая представляет собой оптическую систему, включающую микроЭВМ, микрокамеру 6 и светодиод подсветки (фиг.2). На корпусе 2 посредством гайки 7 неподвижно установлена металлическая мембрана 8, в центре которой заневолен щуп 9. Щуп 9 снабжен сменным элементом 10. На
корпусе 2 установлены выключатель 11, предназначенный для активации платы 5 и светодиод 12 (фиг.3). На хвостовике 1 посредством резьбового соединения установлена отжимная гайка 13.
Измерительная головка работает следующим образом.
Хвостовик 1 устанавливают в шпиндель станка с ЧПУ (фиг.4). Переводят выключатель 11, расположенный на корпусе 2, в рабочее положение, тем самым подается напряжение от батарей 4 к плате 5, и микрокамера 6 начинает сканировать торец щупа 9, который подсвечен светодиодом оптической системы. Изображение с микрокамеры 6 передается на микроЭВМ оптической системы платы 5, которая может представлять собой стандартную плату от оптической компьютерной мыши. Система ЧПУ подает сигнал приводу подач шпинделя станка с измерительной головкой на движение. При соприкосновении поверхности детали, закрепленной на столе станка, и сменного элемента 10 щупа 9, торец щупа 9 отклоняется от своего первоначального положения. При изменении положения щупа 9 изображение его торца перед микрокамерой изменяется и микроЭВМ оптической системы, зафиксировав разницу между предыдущим и полученным изображением, подает сигнал на светодиод 12, излучение которого принимает инфракрасный приемник. Инфракрасный приемник формирует управляющий импульс нужной формы для обработки системой ЧПУ станка. Система ЧПУ станка фиксирует координату и останавливает привод подачи, при этом изображение торца щупа 9 перед микрокамерой 6 оптической системой платы 5 перестает изменяться. МикроЭВМ не подает сигнал на светодиод 12 и его излучение прекращается. Система ЧПУ станка через привод подач отводит шпиндель с измерительной головкой в исходное положение. При завершении контакта детали со сменным элементом 10 щуп 9 возвращается в первоначальное положение под действием металлической мембраны 8, при этом излучается импульс возврата, так как изображение торца щупа 9 перед микрокамерой 6 изменяется, но система ЧПУ станка его не обрабатывает, ввиду того, что внутренний цикл работы с измерительной головкой принимает только один сигнал
управления. По возвращению измерительной головки в исходное положение система ЧПУ станка подает сигнал на определение следующей координаты и цикл работы повторяется.
Для извлечения измерительной головки шпинделя служит отжимная гайка 13, при отвинчивании которой после ее упора в шпиндель будет осуществляться осевое перемещению измерительной головки.
Полезная модель может быть использована для определения положения деталей в системе координат станка с ЧПУ.