PL121674B1

PL121674B1 - Spindle pick-up for a machine tool

Info

Publication number: PL121674B1
Application number: PL1978211082A
Authority: PL
Original assignee: Kearney & Trecker Corp
Priority date: 1977-11-21
Filing date: 1978-11-20
Publication date: 1982-05-31
Also published as: SU784745A3; PL211082A1; IT1108695B; BR7807577A; EP0002023A1; IL55896A0; KR820000477B1; CS207726B2; IT7869649A0; IL55896A; EP0002023B1; US4145816A; DE2861883D1; NO783808L

Description

Przedmiotem wynalazku jest czujnik wrzecio¬ nowy do obrabiarki, zwlaszcza sterowanej nume¬ rycznie.Znane sa czujniki mocowane w uchwytach na¬ rzedziowych, dopasowanych do wrzecion obrabia¬ rek sterowanych numerycznie. W uchwycie takim jest zazwyczaj umieszczony nadajnik radiowy wraz z obwodem zmieniania czestotliwosci nadajnika w chwili zetkniecia koncówki pomiarowej czujnika z przedmiotem obrabianym. Koncówka pomiarowa sluzy jednoczesnie jako antena nadajnika i wy¬ syla sygnal wyjsciowy nadajnika do odbiornika, który jest sprzezony z rozwiernymi obwodami obrabiarki. Czujnik jest uzywany wraz z obwo¬ dami rozwiernymi do dokonywania dokladnych pomiarów przedmiotu obrabianego.¦ W jednym ze znanych rodzajów czujników wy¬ stepuje niedogodnosc polegajaca na tym, ze fale wielkiej czestotliwosci wysylane przez czujnik roz¬ chodza sie poza najblizsza przestrzen, w której znajduje sie obrabiarka, sa zatem przedmiotem naruszania obowiazujacych przepisów, które za¬ braniaja wykorzystywania wielu dogodnych pasm czestotliwosci, zastrzezonych do innych zastosowan.Stosowanie nadajników wielkiej czestotliwosci wy¬ maga uzyskania zezwolenia odnosnych wladz, przy czym dotyczy to zarówno wytwórcy jak i uzytko¬ wników czujnika. Poza tym wykorzystywanie na¬ dajnika wielkiej czestotliwosci oznacza mozliwosc wystapienia zaklócen w obwodzie odbiornika wy- 10 15 20 29 39 wolanych niepozadana emisja innych nadajników dzialajacych na tej samej .czestotliwosci.Celem wynalazku jest skonstruowanie udoskona¬ lonego czujnika wrzecionowego, pozbawionego wy¬ mienionych niedogodnosci.Cel ten wedlug wynalazku zostal osiagniety przez to, ze czujnik wrzecionowy dc obrabiarki, zawie¬ rajacy glowice oraz wrzeciono osadzone na glo¬ wicy obrotowo wzgledem osi glowicy i przystoso¬ wane do przejmowania uchwytu narzedziowego i czujnika wrzecionowego, majacy ponadto uchwyt narzedziowy, przystosowany do osadzania go we wrzecionie, i czujnik umieszczony w uchwycie narzedziowym, charakteryzuje sie tym, ze ma os¬ cylator znajdujacy sie wewnatrz-uchwytu narze¬ dziowego, urzadzenie do zasilania oscylatora w e- nergie umieszczone wewnatrz uchwytu narzedzio¬ wego, urzadzenie do zmieniania sygnalu wyjscio¬ wego oscylatora w chwili zetkniecia koncówki po¬ miarowej czujnika z powierzchnia mierzona, umie¬ szczone wewnatrz uchwytu narzedziowego, zwojni¬ ce pierwotna, umieszczona na uchwycie narzedzio¬ wym i sprzezona z wejsciem oscylatora, oraz zwoj¬ nice wtórna, umieszczona na glowicy wrzeciona, przylegle wzgledem uchwytu narzedziowego, aby umozliwic jej przejmowanie sygnalów ze zwojnicy pierwotnej.Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przy¬ kladzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia wybrany przyklad wykonania wyna- 121 674121674 lazku w przekroju podluznym, a fig. 2 uklad po¬ laczen elektrycznych elementów przykladu wyko¬ nania wedlug fig. 1.Na fig. 1 jest przedstawione wrzeciono 10 obra¬ biarki sterowanej numerycznie oraz glowica 12, 5" w której jest osadzone obrotowo wrzeciono 10." Standardowy uchwyt narzedziowa 14 jest zacis¬ niety w gniezdzie wrzeciona 10 za pomoca znanych srodków technicznych nie przedstawionych na ry¬ sunku. Uchwyt 14 ma korpus 16 z wneka srodko- 10 wa 18, w której jest umieszczona bateria 20. We¬ wnetrzna, koncowa czesc 22 jest przylaczona do korpusu 16 za pomoca gwintu 24,. przy tym jest wypbj&zona w*"5Hliyne 26 zetknieta z ujemnym nabiegunnikienr baterii 20 i dzialajaca jako jej i5 jlacznik uziomowy. ptyk elektryczny 27 jest zwar- jty- ^r&Mtetaim a^aliegunnikiem baterii 20. Czesc jdziobowa 28 •jesi^fzylaczona do zewnetrznej kon¬ cówkiTcorpusuTC^za pomoca srub 30, z których jedna jest przedstawiona na fig. 1. Koncówka po- 20 miarowa 32 jest przylaczona do czesci dziobowej 28 i wystaje na zewnatrz niej.Znany stycznik, nie przedstawiony na rysunku, jest polaczony z koncówka pomiarowa 32 wewnatrz czesci dziobowej 28 d zwiera zestyki, gdy konców- 25 ka pomiarowa 32 wykona nieznaczny ruch w kie¬ runku osi x, y, z obrabiarki. Konstrukcja tej czesci przykladu wykonania wynalazku jest zna¬ na i nie wymaga szczególowego przedstawienia.Przewody elektryczne, wychodzace z tego styczni- so ka, nie przedstawione na rysunku sa, za pomoca wtyczki elektrycznej 34 i gniazdka 36, polaczone z plytka obwodu drukowanego 38, zawierajacego oscylator, którego wyjscie jest przylozone do zwoj¬ nicy pierwotnej 40 za pomoca przewodów 42. 35 Zwojnica pierwotna 40 jest umieszczona na ramie¬ niu 44, które wystaje w bok wzgledem czesci dzio¬ bowej 28 i zawiera stycznik 16 wyposazony w nur¬ nik 47, uruchamiany przez zetkniecie z czolowa czescia 48 wrzeciona, gdy uchwyt narzedziowy 14 40 jest zacisniety na wrzecionie 10. Stycznik 46 zwiera baterie 20 z obwodem drukowanym 38 w przypadku osadzania uchwytu narzedziowego 14 we wrzecionie 10 i odlacza baterie 20 w przypa¬ dku wyjmowania uchwytu narzedziowego 14 45 z wrzeciona 10. W tym celu stycznik 46 jest ob¬ ciazony sprezyna w polozeniu otwarcia, a otwiera sie skoro tylko nurnik 46 stycznika przestanie sty¬ kac sie z czolowe czescia 48 wrzeciona.Obwód elektryczny, zawierajacy oscylator jest 50 przedstawiony na fig. 2. W ukladzie zasilania oscy¬ latora znajduje sie bateria 20, która jest -polaczona z przewodem zasilajacym 50 za pomoca stycznika 46 i ddody 52, która chroni obwód przed napieciem wstecznym na wypadek odwrotnego wlozenia ba- 55 terii 20. Kondensator 54, wlaczony pomiedzy prze¬ wód 50 a ziemie, sluzy do filtracji szumów i drgan w ukladzie zasilania. Szczególy polaczenia prze¬ wodu zasilajacego 50 z czynnymi elementami ob¬ wodu nie sa przedstawione na rysunku, lecz sa 60 ogólnie znane.Oscylator jest utworzony z trzech wzmacniaczy 56, 58 i 60, polaczonych w pierscien za pomoca rezystorów 62, 64 i 66 oraz kondensatora 68. Cze- ffotllwott drggn obwodu jest okreslona przesu- 6I nieciem fazowym, które jest okreslone po czesci przez stala czasowa pojemnosciowa petli sprzezenia zwrotnego. Stala czasowa pojemnosciowa jest zmie¬ niana za pomoca zestyków 70, 72 i 74, które sa "otwierane przez koncówke pomiarowa 32, gdy ta wykona nieznaczny ruch wzdluz osi x, y, z obra¬ biarki na skutek zetkniecia z przedmiotem obra¬ bianym. Zesityk 70 odpowiada osi x, zestyk 72 odpowiada osi y, a zestyk 74 odpowiada osi z.W przypadku gdy którykolwiek z zestyków 70, 72 lub 74 jest otwarty, rezystor 64 zostaje odlaczony od obwodu, który zmienia stala' czasowa pojemno¬ sciowa petli sprzezenia zwrotnego i tym samym . zmienia czestotliwosc drgan oscylatora. A zatem zmiana czestotliwosci drgan oscylatora oznacza, ze koncówka pomiarowa 32 zostala zetknieta z przed¬ miotem obrabianym.Sygnal wyjsciowy z oscylatora jest wzmocniony za pomoca wzmacniacza przeciwsobnego, który jest utworzony z trzech wzmacniaczy 76, 78 i 80, po- ^ laczonych szeregowo ze zwojnica pierwotna 40 wielkiej czestotliwosci i rezystorem obciazeniowym 82, jak to przedstawia fig. 2, na której wzmacniacz 76 znajduje sie po jednej stronie zwojnicy 40 a wzmacniacze 78 i 80 po drugiej.Wyjscie zwojnicy pierwotnej 40 jest sprzezone przez indukcje elektromagnetyczna z pierscienio- wata zwojnica wtórna 84, która jest przylaczona do glowicy 12, wedlug fig. 1, wspólosiowo wzgle¬ dem osi 86 wrzeciona 10, przylegle wzgledem zwoj¬ nicy piierwotnej 40. Poniewaz zwojnica wtórna 84 jest usytuowana wspólosiowo wzgledem osi wrze¬ ciona 10, to zwojnica pierwotna 40 bedzie usytu¬ owana przylegle wzgledem zwojnicy wtórnej 84 niezaleznie od katowego polozenia uchwytu narze¬ dziowego 16. Zwojnice 40 i 84 sa umieszczone tak blisko siebie, jak to tylko jest mozliwe, aby uzys¬ kac jak najwyzszy wspólczynnik sprzezenia. Zwoj¬ nica pierwotna 40 korzystnie jest ekranowana za pomoca ekranu wykonanego z metalu przewodza¬ cego prad elektryczny na jej powierzchniach, lecz nie w poblizu zwojnicy wtórnej 84 w celu zmniej¬ szenia promieniowania elektromagnetycznego do minimum. Pomiedzy zwojnicami 40 i 84 trans¬ formatora istnieje sprzezenie przez indukcje ele¬ ktromagnetyczna, zbedne jest wiec promieniowanie elektromagnetyczne.Zwojnica wtórna 84 jest sprzezona z znanym obwodem detekcyjnym 88, który wedlug fig, 1 jest sprzezony z obwodem rozwiernym obrabiarki, nie przedstawionym na rysunku. Dosc wysoki wspólczynnik sprzezenia zwojnic 40 i 84 transfor¬ matora umozliwia ustalenie na tyle wysokiej war¬ tosci progowej obwodu detekcyjnego 88, aby eli¬ minowala mozliwosc zaklócen dzialania istniejaca w zwiazku z niepozadanym promieniowaniem ele¬ ktromagnetycznym emitowanym przez inne na¬ dajniki.Zastrzezen i a patentowe 1. Czujnik wrzecionowy do obrabiarki, zawiera¬ jacy glowice oraz wrzeciono osadzone na glowicy obrotowo wzgledem osi glowicy i przystosowane do przejmowania uchwytu narzedziowego i czuj*mm nika wrzecionowego, majacy ponadto uchwyt na¬ rzedziowy, przystosowany do osadzania go we wrzecionie, i czujnik umieszczony w uchwycie na¬ rzedziowym, znamienny tym, ze ma oscylator znaj¬ dujacy sde wewnatrz uchwytu narzedziowego, urza¬ dzenie (20) do zasilania oscylatora w energie umie¬ szczone wewnatrz uchwytu narzedziowego, urza¬ dzenie (70, 72, 74) do zmieniania wyjsciowego syg¬ nalu oscylatora w chwili zetkniecia koncówki po¬ miarowej (32) czujnika z powierzchnia mderzona, umieszczone wewnatrz uchwytu narzedziowego, zwojnice pierwotna (40) umieszczona na uchwycie narzedziowym (14) i sprzezona z wyjsciem oscyla¬ tora, oraz zwojnice wtórna (84), umieszczona na glowicy (12) wrzeciona przylegle wzgledem uchwy¬ tu narzedziowego (14), aby umozliwic jej przejmo¬ wanie sygnalów ze zwojnicy pierwotnej (40). 2. Czujnik wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze zwojnica wtórna (84) ma ksztalt pierscieniowaty i jest umieszczona na glowicy <12) wrzeciona wspólosiowo wzgledem jego osi. 3. Czujnik wedlug zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, ze ma ramie (44) wystajace w kierunku bocz¬ nym z uchwytu narzedziowego (14), a w tym ramieniu jest umieszczona zwojmka -pierwotna (40). 4. Czujnik wedlug zastrz. 3, znamienny tym, ze urzadzenie do zasilania oscylatora zawiera ba- 10 15 ao terie (20), lacznik (46) uruchamiany pod naciskiem, znajdujacy sie na tym ramieniu (44) oraz urzadze¬ nie sprzegajace ten lacznik (46) w szereg z ba¬ teria (20) w celu umozliwienia laczenia baterii (20) z obwodem oscylatora w przypadku uruchomienia lacznika (46). 5. Czujnik wedlug zastrz. 1 albo 4, znamienny tym, ze oscylator jest utworzony z trzech wzmac¬ niaczy (56, 58, 60), które sa polaczone w pierscien za pomoca trzech rezystorów (62, 64, 66) i konden¬ satora (68). 6. Czujnik wedlug zastrz. 5, znamienny tym, ze ma trzy zestyki (70, 72, l\) odpowiadajace trzem osiom y, x, z obrabiarki, przy czym jeden lub wiecej z tych zestyków jest otwierany przez kon¬ cówke pomiarowa (32) czujndka, gdy tylko wykona ona niewielki ruch na skutek zetkniecia z przed¬ miotem obrabianym, przez co rezystor (64) zostaje rozlaczony wzgledem obwodu oscylatora w celu zmiany czestotliwosci oscylatora. 7. Czujnik wedlug zastrz. 1 albo 3, znamienny tym, ze wokól czesci zwojnicy pierwotnej (40) nie przylegajacych do zwojnicy wtórnej (84) jestt umie¬ szczony element przewodzacy prad elektryczny w celu zminimalizowania rozchodzenia sie promie¬ niowania elektromagnetycznego ze zwojnicy pier¬ wotnej.121674 yjg. C2 .JLii..- 7 'i 78 ¦AAAA- 32 -Jl? ^ P*" £ <£? \—\w—I L-A/CC <^ ?; I JfcTs. »—' 76 K"~^— ,3+ LZG Z-d Nr 2. Z. 620/63 — 105+20 egz. A4 Cena 100 il PL PL PL PL

Claims

1. Zastrzezen i a patentowe 1. Czujnik wrzecionowy do obrabiarki, zawiera¬ jacy glowice oraz wrzeciono osadzone na glowicy obrotowo wzgledem osi glowicy i przystosowane do przejmowania uchwytu narzedziowego i czuj*mm nika wrzecionowego, majacy ponadto uchwyt na¬ rzedziowy, przystosowany do osadzania go we wrzecionie, i czujnik umieszczony w uchwycie na¬ rzedziowym, znamienny tym, ze ma oscylator znaj¬ dujacy sde wewnatrz uchwytu narzedziowego, urza¬ dzenie (20) do zasilania oscylatora w energie umie¬ szczone wewnatrz uchwytu narzedziowego, urza¬ dzenie (70, 72, 74) do zmieniania wyjsciowego syg¬ nalu oscylatora w chwili zetkniecia koncówki po¬ miarowej (32) czujnika z powierzchnia mderzona, umieszczone wewnatrz uchwytu narzedziowego, zwojnice pierwotna (40) umieszczona na uchwycie narzedziowym (14) i sprzezona z wyjsciem oscyla¬ tora, oraz zwojnice wtórna (84), umieszczona na glowicy (12) wrzeciona przylegle wzgledem uchwy¬ tu narzedziowego (14), aby umozliwic jej przejmo¬ wanie sygnalów ze zwojnicy pierwotnej (40).

2. Czujnik wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze zwojnica wtórna (84) ma ksztalt pierscieniowaty i jest umieszczona na glowicy <12) wrzeciona wspólosiowo wzgledem jego osi.

3. Czujnik wedlug zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, ze ma ramie (44) wystajace w kierunku bocz¬ nym z uchwytu narzedziowego (14), a w tym ramieniu jest umieszczona zwojmka -pierwotna (40).

4. Czujnik wedlug zastrz. 3, znamienny tym, ze urzadzenie do zasilania oscylatora zawiera ba- 10 15 ao terie (20), lacznik (46) uruchamiany pod naciskiem, znajdujacy sie na tym ramieniu (44) oraz urzadze¬ nie sprzegajace ten lacznik (46) w szereg z ba¬ teria (20) w celu umozliwienia laczenia baterii (20) z obwodem oscylatora w przypadku uruchomienia lacznika (46).

5. Czujnik wedlug zastrz. 1 albo 4, znamienny tym, ze oscylator jest utworzony z trzech wzmac¬ niaczy (56, 58, 60), które sa polaczone w pierscien za pomoca trzech rezystorów (62, 64, 66) i konden¬ satora (68).

6. Czujnik wedlug zastrz. 5, znamienny tym, ze ma trzy zestyki (70, 72, l\) odpowiadajace trzem osiom y, x, z obrabiarki, przy czym jeden lub wiecej z tych zestyków jest otwierany przez kon¬ cówke pomiarowa (32) czujndka, gdy tylko wykona ona niewielki ruch na skutek zetkniecia z przed¬ miotem obrabianym, przez co rezystor (64) zostaje rozlaczony wzgledem obwodu oscylatora w celu zmiany czestotliwosci oscylatora.

7. Czujnik wedlug zastrz. 1 albo 3, znamienny tym, ze wokól czesci zwojnicy pierwotnej (40) nie przylegajacych do zwojnicy wtórnej (84) jestt umie¬ szczony element przewodzacy prad elektryczny w celu zminimalizowania rozchodzenia sie promie¬ niowania elektromagnetycznego ze zwojnicy pier¬ wotnej.121674 yjg. C2 .JLii..- 7 'i 78 ¦AAAA- 32 -Jl? ^ P*" £ <£? \—\w—I L-A/CC <^ ?; I JfcTs. »—' 76 K"~^— ,3+ LZG Z-d Nr2. Z. 620/63 — 105+20 egz. A4 Cena 100 il PL PL PL PL