Головка для контроля линейных размеров

Полезная модель относится к измерительной технике и может быть использована в машиностроении, оптико-механической промышленности. Полезная модель относится к измерительной технике, а именно к средствам индикаторного типа, и предназначена для прецизионных измерений длины и линейных перемещений в реальном масштабе времени, например, может быть использована в конструкции голографических длинномеров с интерфейсными дисплейными блоками.
Известна измерительная головка, представляющая собой механизм перемещения из специального легкого сплава с подвижным измерительным штоком из закаленной нержавеющей стали. На конце штока установлен контактный датчик с сапфировой сферой. На противоположном торце корпуса смонтирован тяговый механизм принудительного перемещения штока, обеспечивающий строго осевое воздействие на шток и исключающий теплопередачу к отчетной системе. Посадочное место измерительной головки выполнено из закаленной, нержавеющей стали (см. Голографические длинномеры. ДГ-30, ДГ-100, ДГ-200 Госреестр РФ, сертификат №10899, 2006).
Недостатком указанного решения является недостаточная точность измерения линейных размеров высокой точности.
Известна головка измерительная микрометрическая, содержащая корпус, размещенные в нем опоры, выполненные в виде разнесенных по длине измерительного цилиндрического стержня двух узлов. На одном конце измерительного стержня закреплен наконечник, на другом - привод его перемещения в виде гибкой нити и шарика, закрепленного на другом ее конце. Измерительный цилиндрический стержень выполнен с плоским продольным срезом, плоскость среза которого параллельна оси стержня, и сквозным продольным пазом, симметричным относительно оси измерительного стержня и перпендикулярным плоскости среза. Измерительный узел выполнен в виде жестко связанных с корпусом осветителя, фотоприемника и двух дифракционных решеток, одна из них измерительная, расположена в пазу измерительного стержня так, что плоскость ее решетки параллельна плоскости среза, а ее штрихи перпендикулярны оси измерительного стержня, вторая решетка индикаторная, жестко связана с корпусом и ее плоскость параллельна плоскости измерительной решетки (см. патент на ИЗ №2032142 по кл. МПК G01B 5/02, 1995).
Недостатком указанного решения также является недостаточная точность измерения линейных размеров высокой точности, в частности, из-за разнородности используемых для изготовления деталей головки (алюминий и сталь).
Наиболее близким по технической сущности к заявляемой полезной модели является измерительная головка, содержащая корпус, закрепленный в нем подпружиненный измерительный щуп и бесконтактный датчик, размещенный в корпусе с возможностью взаимодействия со щупом. Головка снабжена разрезным пружинным кольцом с лимбом, установленным в корпусе с натягом на микрометрической резьбе. Датчик выполнен аналоговым и снабжен измерительным штоком, установленным с возможностью соприкосновения с измерительным щупом (см. патент на ПМ №80229 по кл. МПК G01B 7/02, 2009).
При измерении размеров высокой точности не устраивает точность измерения, т.к. из-за наличия пружины отмечается непостоянство усилия при изменении размера контролируемых объектов.
Задачей заявляемой полезной модели является повышение точности при контроле и измерении размеров высокой точности.
Указанная задача решается тем, что головка для контроля линейных размеров содержит корпус, закрепленный в нем щуп и бесконтактный датчик, размещенный в корпусе с возможностью взаимодействия со щупом, датчик снабжен измерительным штоком. Измерительный шток с установленными на нем съемными калиброванными разновесами и щуп выполнены как одно целое.
Кроме того, все компоненты головки выполнены из материалов с одинаковым коэффициентом линейного расширения.
Технический результат заключается в совокупности всех существенных признаков. Отказ от пружины, давящей на шток, как в прототипе, и замена калибровочными разновесами, установленными на шток, и выполнение штока и щупа как одно целое уменьшают погрешность измерения и минимизируют усилия, действующие на контакт щупа с измеряемой поверхностью. Выполнение всех элементов головки из материалов с одинаковым коэффициентом линейного расширения позволит уменьшить отрицательное воздействие на точностные параметры температурных деформаций.
На чертеже показана головка для контроля линейных размеров.
Головка для контроля линейных размеров содержит корпус 1, внутри которого по скользящей посадке с возможностью осевого перемещения размещен измерительный шток 2 с наконечником 3. Бесконтактный датчик 4 размещен в корпусе 1 с возможностью взаимодействия с измерительным штоком 2.
Съемные разновесы 5, оси которых совпадают с осью измерительного штока 2, установлены на одном его конце и обеспечивают необходимое усилие на наконечник 3 измерительного штока 2. Съемные разновесы 5 подбираются в зависимости от физико-механических свойств измеряемых объектов.
Рекомендуется все компоненты головки выполнять из материалов с одинаковым коэффициентом линейного расширения.
Используемый бесконтактный датчик 4 (см. патент на ИЗ №2032142 по кл. МПК G01B 5/02, 1995) содержит осветитель, фотоприемник и две дифракционные решетки, одна из которых, индикаторная, жестко расположена в корпусе 1, а вторая, измерительная, расположена в пазу измерительного штока 2.
Устройство работает следующим образом.
Измерительный шток 2 поднимают и плавно опускают для контакта наконечника 3 на контролируемый объект. Информация о реальном линейном размере измеряемого объекта фиксируется бесконтактным датчиком 4 и передается на ПК.
Использование предложенной конструкции полезной модели позволяет повысить точность контроля и измерения линейных размеров высокой точности.