RU2552391C2

RU2552391C2 - Rod vibrogenerating converter

Info

Publication number: RU2552391C2
Application number: RU2013137298/28A
Authority: RU
Inventors: Герман Михайлович Тромпет; Виктор Алексеевич Александров; Юрий Александрович Кирсанов
Priority date: 2013-08-08
Filing date: 2013-08-08
Publication date: 2015-06-10
Also published as: RU2013137298A

Abstract

FIELD: measurement equipment.

SUBSTANCE: invention relates to vibrocontact converter-based measuring equipment. The essence of the invention consists in that the elastic elements of the rod vibrogenerating converter are designed as S-shaped in two or four directions in two fastening zones, and axes of the oscillation activator, the vibration generator and the measuring core are superimposed.

EFFECT: design improvement.

2 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к измерительной технике в технологии металлов и используется в качестве первичного преобразователя для контроля размерных параметров деталей в технологических процессах обработки заготовок на металлорежущих станках.The invention relates to measuring equipment in the technology of metals and is used as a primary transducer to control the dimensional parameters of parts in technological processes of processing workpieces on metal cutting machines.

Известно виброконтактное измерительное устройство по а.с. №446742, кл. G01B 7/12, в котором измерительные рычаги упруго связаны с корпусом посредством витых пружин. Использование витых пружин не обеспечивает необходимых метрологических характеристик вследствие наличия люфта на оси, посаженной на подшипник качения, и перемещения одного конца витой пружины относительно другого в направлении, перпендикулярном рабочему движению измерительного рычага.Known vibrocontact measuring device according to.with. No. 446742, class G01B 7/12, in which the measuring arms are elastically connected to the housing by means of coil springs. The use of coil springs does not provide the necessary metrological characteristics due to the presence of play on the axis mounted on the rolling bearing and the movement of one end of the coil spring relative to the other in the direction perpendicular to the working movement of the measuring arm.

Известен виброгенераторный преобразователь по патенту на изобретение №2270415 от 20.02.2006 г. Недостатком данной конструкции является установка датчика в определенное положение относительно технологического перемещения деталей при их контроле и невыполнение принципа Аббе, то есть нерасположения на одной прямой линий измерения и передачи измерительного импульса. В нашем случае электромагнитное усилие, направленное не по оси штока, создает момент, отклоняющий шток в зависимости от плеча между штоком и электромагнитным усилием.Known vibration generator according to the patent for the invention No. 2270415 of 02.20.2006, the disadvantage of this design is the installation of the sensor in a certain position relative to the technological movement of the parts during their control and the failure of the Abbe principle, that is, the non-location on one straight line of measurement and transmission of the measuring pulse. In our case, the electromagnetic force directed not along the axis of the rod creates a moment deflecting the rod depending on the shoulder between the rod and the electromagnetic force.

Задачей изобретения является повышение надежности и долговечности виброгенераторного преобразователя за счет снижения усталостной нагрузки, воспринимаемой упругими элементами подвески измерительного стержня, придания универсальности расположения преобразователя относительно технологического перемещения контролируемой поверхности.The objective of the invention is to increase the reliability and durability of the vibratory transducer by reducing the fatigue load perceived by the elastic suspension elements of the measuring rod, giving the versatility of the location of the transducer relative to the technological movement of the controlled surface.

Задача решается тем, что виброгенераторный преобразователь содержит корпус, установленные в нем аксиально оси измерительного стержня каркас и катушку, возбудитель колебаний, состоящий из якоря, каркаса и катушки, основание, измерительный стержень с наконечником, прикрепленный к корпусу четырьмя (или восемью) упругими элементами. Упругие элементы выполнены S-образной формы, что позволяет максимально рассредоточить нагрузку по поверхности упругих элементов.The problem is solved in that the vibration generator transducer comprises a housing, a frame and a coil mounted axially therein to the axis of the measuring rod, a vibration exciter consisting of an armature, a frame and a coil, a base, a measuring rod with a tip attached to the housing by four (or eight) elastic elements. The elastic elements are made in an S-shape, which allows you to disperse the load as much as possible on the surface of the elastic elements.

На фиг.1 изображена предложенная конструкция стержневого виброгенераторного преобразователя в разрезе.Figure 1 shows the proposed design of a rod vibratory transducer in the context.

Стержневой виброгенераторный преобразователь (фиг.1) содержит корпус 1, прикрепленное к корпусу основание 2, виброгенератор 3, возбудитель колебаний 4, упругие элементы верхний 5 и нижний 6, измерительный стержень 7 с наконечником 8.The rod vibration generator (Fig. 1) comprises a housing 1, a base 2 attached to the housing, a vibration generator 3, a vibration exciter 4, elastic elements upper 5 and lower 6, a measuring rod 7 with a tip 8.

Виброгенераторный преобразователь работает следующим образом. При подаче питающего напряжения на катушку возбудителя колебаний 4 измерительный стержень 7 и жестко связанный с ним якорь возбудителя колебаний 4 через упругие элементы 5 и 6 приводятся в колебательное движение. В катушке виброгенератора 3 индуцируется ЭДС, пропорциональная изменению скорости магнитного потока, создаваемого постоянным магнитом виброгенератора.Vibration generator Converter operates as follows. When applying a supply voltage to the coil of the pathogen 4, the measuring rod 7 and the armature of the pathogen 4 rigidly connected to it through the elastic elements 5 and 6 are brought into oscillatory motion. An EMF is induced in the coil of the vibration generator 3, proportional to the change in the speed of the magnetic flux generated by the permanent magnet of the vibration generator.

При проведении измерений размеров обрабатываемых деталей измерительный стержень контактирует с измеряемой поверхностью, и в зависимости от изменения размеров деталей изменяется амплитуда колебаний измерительного стержня и якоря виброгенератора, при этом в катушке виброгенератора индуцируется ЭДС, пропорциональная амплитуде колебаний, что регистрируется любым отсчетным устройством (на чертеже не показан).When measuring the dimensions of the workpieces, the measuring rod is in contact with the measured surface, and depending on the change in the dimensions of the parts, the oscillation amplitude of the measuring rod and the armature of the oscillator changes, while an EMF is proportional to the oscillation amplitude in the coil of the oscillator, which is detected by any reading device (not shown shown).

При работе преобразователя, то есть при колебательном движении измерительного стержня, наиболее нагруженными деталями являются упругие элементы 5 и 6. Выполнение их S-образной формы позволяет перераспределить нагрузку равномерно по всей длине элемента. Такая форма подвески максимально демпфирует удары измерительного наконечника о кромки контролируемых деталей. Это снижает усталостную нагрузку, действующую на упругие элементы, что повышает надежность и долговечность работы виброгенераторного преобразователя.During operation of the transducer, that is, during the oscillatory movement of the measuring rod, the most loaded parts are elastic elements 5 and 6. Performing their S-shape allows you to redistribute the load evenly along the entire length of the element. This form of suspension dampens the impact of the measuring tip on the edges of the controlled parts. This reduces the fatigue load acting on the elastic elements, which increases the reliability and durability of the vibration generator.

Сопоставимый анализ с прототипом показывает, что заявляемый преобразователь отличается от прототипа тем, что упругие элементы выполнены S-образными. Притом в каждом из двух узлов упругих элементов может быть по два под углом 180° или по четыре под углом 90°. Расположение осей возбудителя колебаний, виброгенератора и измерительного стержня по одной оси к контролируемой поверхности позволяет выполнить классический принцип Аббе.A comparable analysis with the prototype shows that the inventive Converter differs from the prototype in that the elastic elements are made S-shaped. Moreover, in each of the two nodes of the elastic elements can be two at an angle of 180 ° or four at an angle of 90 °. The location of the axes of the exciter, vibration generator and measuring rod along one axis to the surface to be monitored allows us to fulfill the classic Abbe principle.

Таким образом, заявляемый стержневой виброгенераторный преобразователь соответствует критерию изобретения "НОВИЗНА". Сравнение заявляемого решения с другими техническими решениями в данной области техники не выявило в них признаков, отличающих заявляемое решение от прототипа, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию "СУЩЕСТВЕННЫЕ ОТЛИЧИЯ".Thus, the inventive rod vibration generator meets the criteria of the invention of "NOVELTY." Comparison of the proposed solutions with other technical solutions in this technical field did not reveal signs that distinguish the claimed solution from the prototype, which allows us to conclude that the criterion is "SIGNIFICANT DIFFERENCES".

Промышленная эксплуатация систем активного контроля с использованием разработанного стержневого виброгенераторного преобразователя показала высокую надежность и работоспособность датчика, а эксплуатация всей измерительной системы в комплексе (датчик + отсчетно-командный блок + система управления станком + изготовляемая деталь) обеспечила повышение точности обработки на 15-18% за счет демпфирования ударов кромок контролируемых деталей, проходящих под измерительным наконечником, разработанной и предложенной пружинной подвеской.The industrial operation of active control systems using the developed rod-type vibration generator transducer showed high reliability and operability of the sensor, and the operation of the entire measuring system in the complex (sensor + readout-command unit + machine control system + manufactured part) provided an increase in processing accuracy by 15-18% per due to the damping of the impacts of the edges of the controlled parts passing under the measuring tip developed and proposed by the spring suspension.

Claims

1. A rod vibration generator comprising a housing, a base, a vibration exciter, a vibration generator, a measuring rod attached to the housing by means of elastic elements and rigidly connected to the vibration generator armature, characterized in that the elastic elements are made S-shaped in two or four directions in two zones fastenings.

2. The Converter according to claim 1, characterized in that the axis of the pathogen, vibration generator and measuring rod are combined, thereby fulfilling the Abbe principle.