PL224894B1 - Skanująca głowica pomiarowa - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest skanująca głowica pomiarowa oparta na pomiarze zmian ciśnienia, mająca zastosowanie we współrzędnościowej maszynie pomiarowej.

Dotychczas zawieszenie głowic skanujących realizuje się w prostych rozwiązaniach za pomocą sprężyn (głowice pasywne) lub w skomplikowanych rozwiązaniach za pomocą zespołów sprężyn połączonych z elektrycznymi napędami korygującymi ich położenie (głowice aktywne).

Publikacja Ratajczyk E. Współrzędnościowa technika pomiarowa. Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, 2005. przedstawia opis będących obecnie na rynku głowic skanujących oraz ich wady i zalety. Wszystkie te konstrukcje są bardzo skomplikowane. Odpowiednikiem zgłaszanego rozwiązania jest pasywna głowica skanująca SP-25M firmy Renishaw. Jest to głowica w której końcówka pomiarowa jest zamocowana do korpusu głowicy za pomocą sprężyny płaskiej. Wielkość przemieszczenia odczytywana jest za pomocą zespołu złożonego z diody laserowej, lustra i matrycy CCD.

Istotą wynalazku jest skanująca głowica pomiarowa, charakteryzująca się tym, że składa się z korpusu górnego z czujnikiem ciśnienia i korpusu dolnego połączonych ze sobą śrubami, pomiędzy którymi usytuowana jest w osi symetrii głowicy elastomerowa membrana z trzpieniem pomiarowym oraz zamocowanymi na stałe na obwodzie co 45° lustra, ponadto korpus połączony jest śrubami z podstawą, na której zamocowane są co 45° poprzez podstawki diody laserowe oraz rozmieszczone na obwodzie co 45° cztery matryce.

Dzięki zastosowaniu rozwiązania według wynalazku uzyskano następujące efekty technicznoużytkowe:

• prosta konstrukcja zapewniająca powtarzalność ustawień (zawsze dąży do pierwotnego stanu równowagi), • możliwość przeprowadzenia pomiaru skanującego w trybie pasywnym. Prosta regulacja parametrów na drodze elektronicznej. Brak ruchomych części.

Wynalazek w przykładowym wykonaniu został zilustrowany na rysunkach, gdzie fig. 1 przedstawia w przekroju głowicę, fig. 2 przedstawia umiejscowienie czterech luster przyklejonych do membrany, a fig. 3 przedstawia umiejscowienie czterech diod laserowych wraz z podstawkami oraz czterech matryc CCD zamocowanych na podstawie.

Głowica składa się z korpusu górnego (1) i korpusu dolnego (2) połączonego ośmioma śrubami (5) rozłożonymi na kołnierzu korpusów (1) i (2) co 45°. Miedzy korpusem górnym (1) a korpusem dolnym (2) umieszczona jest elastomerowa membrana (4). Wewnątrz komory pomiarowej ograniczonej od góry korpusem górnym (1) i elektronicznym układem pomiarowym (3) oraz od dołu membraną (4) panuje nadciśnienie, co powoduje wstępne naprężenie membrany (4). W osi symetrii głowicy do membrany (4) przyklejono podkładkę (11) do której mocowana jest końcówka pomiarowa (12) zakończona kulką. Rozpoznawanie kierunku wychylenia końcówki pomiarowej (12) jest realizowana za pomocą czterech identycznych zespołów. Każdy z nich składa się z diody laserowej (7), podstawki (8), lustra (9) i matrycy CCD (10) zamontowanej na podstawie (6). Właściwy kierunek padania wiązki z diody laserowej (7) poprzez lustro (9) na matrycę CCD (10) zrealizowano za pomocą podstawki (8). Na rysunku 1 widoczne są tylko dwa zespoły pomiarowe składające się z podstawek (8), diod laserowych (7), luster (9) oraz matryc CCD (10). Podstawa (6) jest mocowana do korpusu dolnego (2) za pomocą ośmiu śrub (13). Diody laserowe (7), lustra (9) oraz matryce CCD (10) są przeznaczone do kontroli wychylenia końcówki pomiarowej (12). Wszystkie lustra (9) są mocowane do membrany (4).

W położeniu neutralnym wewnątrz komory pomiarowej ograniczonej korpusem górnym (2) i membraną (4) jest stałe ciśnienie, które jest na bieżąco rejestrowane w układzie pomiarowym (3). W położeniu neutralnym diody laserowe (7) i emitują cztery wiązki, które po odbiciu od luster (9) padają na matryce CCD (10). Wartość na bieżąco rejestrowanego ciśnienia w układzie pomiarowym (3) i położenie czterech plamek laserowych na matrycach CCD (10) są przesyłane do komputera i są to dane odniesienia. Kontakt końcówki pomiarowej zakończonej kulką (12) z mierzonym przedmiotem przekłada się deformację membrany (4) i zmianę ciśnienia mierzonego za pomocą układu pomiarowego (3) oraz zmianę położenia luster (9). Zmienia się wtedy kierunek odbicia wiązki laserowej od luster (9), kierowanych następnie na matryce CCD (10). Informacja pochodząca z układu pomiarowego (3) oraz z czterech matryc CCD (10) są na bieżąco przesyłane do komputera. Po zakończeniu pomiaru następuje cofnięcie się pinoli współrzędnościowej maszyny pomiarowej, co powoduje powrót głowicy pomiarowej do położenia neutralnego.

Claims (1)

1. Skanująca głowica pomiarowa, znamienna tym, że składa się z korpusu górnego (1) z czujnikiem ciśnienia (3) i korpusu dolnego (2) połączonych ze sobą śrubami (5), pomiędzy którymi usytuowana jest w osi symetrii głowicy elastomerowa membrana (4) z trzpieniem pomiarowym (12) oraz zamocowanymi na stałe na obwodzie co 45° lustra (9), ponadto korpus (2) połączony jest śrubami (13) z podstawą (6), na której zamocowane są co 45° poprzez podstawki (8) diody laserowe (7) oraz rozmieszczone na obwodzie co 45° cztery matryce (10).