ОДНОКООРДИНАТНОЕ ПОЗИЦИОНИРУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО

Полезная модель относится к области приборостроения и может быть применена в устройствах, обеспечивающих точное взаимное позиционирование объекта и измерительного или обрабатывающего инструмента. К таким устройствам относятся, например, одно-, двух- и трехкоординатные машины, в которых полезная модель может быть использована в элементе, обеспечивающем позиционирование объекта или инструмента по одной координате.
Из уровня техники известна координатная измерительная машина, содержащая подвижную часть, которой в данном случае является портал, установленный на двух пневматических опорах (SU1151060A, F16C 32/06, 23.11.1985). Точная работа устройства обеспечивается при строго горизонтальном положении перекладины портала, для чего рабочие поверхности танкеток пневматических опор должны располагаться в одной горизонтальной плоскости. Поскольку танкетка опоры крепится к опорной поверхности портала, то критичным является расположение в одной горизонтальной плоскости и опорных поверхностей портала. Указанное требование сложно выполнить в технологическом плане. Для упрощения технологии производства портал устройства, раскрытого в приведенном источнике, соединен с танкеткой, по меньшей мере, одной пневматической опоры посредством сферического шарнира, причем тело шарнира имеет винтовую пару для соединения с порталом. Применение сферического шарнира позволяет обеспечить параллельность рабочих поверхностей танкеток пневматических опор, а винтовая пара - нахождение перекладины портала в горизонтальной плоскости.
Данное решение выбрано в качестве прототипа полезной модели. Его недостатком является отсутствие фиксации танкетки пневматической опоры на портале. Конструкция допускает такую фиксацию, осуществляемую, однако, в стороне от оси шарнира и приводящую к изгибающим нагрузкам, способным изменить положение рабочей поверхности танкетки пневматической опоры.
Задачей полезной модели является разработка решения, позволяющего жестко соединить подвижную часть устройства и танкетку пневматической опоры после обеспечения требуемого взаимного расположения рабочих поверхностей всех танкеток, и тем самым повысить точность работы однокоординатного позиционирующего устройства.
Для решения этой задачи предложено однокоординатное позиционирующее устройство, содержащее подвижную часть, установленную на пневматических опорах и соединенную с танкеткой, по меньшей мере, одной пневматической опоры при помощи сферического шарнира. Танкетка пневматической опоры прикреплена к подвижной части при помощи винта, проходящего через тело шарнира, при этом между внутренней поверхностью тела шарнира и винтом имеется зазор.
Подвижная часть устройства может быть связана с телом сферического шарнира, в таком случае охватывающая часть сферического шарнира связана с танкеткой пневматической опоры.
Тело сферического шарнира может быть соединено с гайкой, на которой установлена подвижная часть.
В частном случае изобретения охватывающая часть шарнира связана с верхним опорным элементом, который опирается на связанный с танкеткой нижний опорный элемент, причем верхний и нижний опорные элементы имеют плоские опорные поверхности, расположенные под углом к горизонтальной плоскости.
Предпочтительным при этом является вариант, при котором верхний опорный элемент имеет вертикальную направляющую поверхность, расположенную под углом с вертикальной направляющей поверхностью направляющего элемента, неподвижного относительно танкетки, причем между указанными направляющими поверхностями расположен клиновой элемент.
Технический результат полезной модели заключается в жесткой фиксации подвижной части устройства и танкетки пневматической опоры после обеспечения их требуемого взаимного расположения.
Осуществление полезной модели будет пояснено ссылками на фигуры:
фиг.1 - изображение однокоординатного позиционирующего устройства;
фиг.2 - изображение разреза А-А;
фиг.3 - изображение вида Б;
фиг.4 - изображение разреза В (винт не показан).
Однокоординатное позиционирующее устройство, изображенное на фиг.1, выполнено в виде однокоординатного стола. Подвижная часть устройства, имеющая возможность перемещения в направлении, перпендикулярном изображению на фигуре, содержит платформу 1, а неподвижная - основание 2. Платформа установлена на основании на пневматических опорах, создающих усилие в вертикальном направлении и образованных при помощи закрепленных на основании направляющих 3 и закрепленных на платформе танкеток 4.
Для удержания платформы в поперечном направлении устройство снабжено дополнительной пневматической опорой, создающей усилие в горизонтальном направлении и выполненной при помощи направляющей 5 и танкетки 6, которые закреплены соответственно на основании и платформе.
Точность работы устройства достигается при условии нахождения в одной горизонтальной плоскости рабочих поверхностей 7 танкеток, что необходимо для обеспечения постоянного и равномерного зазора в пневматических опорах. Данное условие выполняется в случае, если посадочные поверхности 8 платформы лежат в одной горизонтальной плоскости. Выполнение данного требования для поверхностей, расположенных на значительном удалении связано с серьезными технологическими сложностями.
Согласно полезной модели соединение платформы и танкетки осуществлено посредством сферического шарнира, показанного на фиг.2.
Шарнир содержит тело шарнира 9, имеющее сферическую внешнюю поверхность 10, и охватывающую часть 11 с соответствующей сферической поверхностью 12. Тело шарнира посредством втулки 13, вставленной в тело шарнира или выполненной с ним заодно, жестко соединено с посадочной поверхностью 8 платформы через имеющую резьбовое соединение с втулкой гайку 14. Охватывающая часть вставлена в верхний опорный элемент 15, который опирается на нижний опорный элемент 16, закрепленный на танкетке 4. Винт 17 проходит сквозь тело шарнира, при этом между винтом и внутренней поверхностью втулки имеется зазор. Отверстие 18 в платформе, предназначенное под винт, также выполнено с диаметром, превышающим диаметр винта.
Таким образом, даже в случае несоблюдения требования о принадлежности поверхностей 8 одной горизонтальной плоскости, за счет поворота шарнира возможно обеспечить параллельность поверхностей 7, а путем вращения гайки 14 - строго горизонтальное положение верхней поверхности платформы. При этом создаваемое винтом 17 усилие не приводит к возникновению изгибающей нагрузки на танкетку 4. Для того чтобы тело шарнира не проворачивалось при повороте гайки 14, втулка 13 соединена с верхним опорным элементом 15 штифтами 19.
В частном случае полезной модели при помощи гайки осуществляется только грубая вертикальная регулировка. Для более точной вертикальной регулировки верхний и нижний опорные элементы снабжены наклонными к горизонтали плоскими опорными поверхностями 20 и 21. К нижнему опорному элементу 16 прикреплен направляющий элемент 22. Верхний опорный элемент 15 имеет плоскую вертикальную направляющую поверхность 23, расположенную под углом с плоской направляющей поверхностью 24 направляющего элемента 22. Предпочтительно, чтобы прямая, образованная пересечением опорной поверхности 21 и горизонтальной плоскостью, была параллельна направляющей поверхности 24. Между указанными направляющими поверхностями установлен клиновой элемент 25, перемещение которого осуществляется регулировочным винтом 26.
При повороте винта 26 клиновой элемент 25 подается в сторону вершины угла между направляющими поверхностям 23 и 24, тем самым отодвигая верхний опорный элемент 15 от направляющего элемента 22. Верхний опорный элемент 15 при этом поднимается по опорным поверхностям 21 нижнего опорного элемента 16. Отверстие 18 в данном частном случае полезной модели выполнено овальной формы с удлинением в направлении перемещения верхнего опорного элемента.
Следует отметить, что выполнение однокоординатного позиционирующего устройства в виде однокоординатного стола является частным случаем полезной модели, которая может быть использована и в иных устройствах или их элементах, обеспечивающих линейное перемещение, например, в порталах координатных машин.