PL235128B1

PL235128B1 - Magnetic metrological clamp for fastening cylindrical elements

Info

Publication number: PL235128B1
Application number: PL429413A
Authority: PL
Inventors: Damian Gogolewski; Paweł Zmarzły; Tomasz Kozior
Original assignee: Politechnika Swietokrzyska
Priority date: 2019-03-27
Filing date: 2019-03-27
Publication date: 2020-06-01
Also published as: PL429413A1

Description

Opis wynalazkuDescription of the invention

Przedmiotem wynalazku jest magnetyczny uchwyt metrologiczny wykorzystywany do szybkiego mocowania elementów o zarysie cylindrycznym, w szczególności wykonanych z tworzyw sztucznych. Uchwyt tego typu służy do mocowania elementów na stołach pomiarowych maszyn współrzędnościowych, projektorów pomiarowych oraz przyrządów do pomiaru zarysów kształtu.The subject of the invention is a magnetic metrological chuck used for quick fixing of cylindrical elements, in particular made of plastics. This type of holder is used to mount elements on the measuring tables of coordinate measuring machines, measuring projectors and devices for measuring shape contours.

Istnieją różne uchwyty do mocowania przedmiotów na stołach pomiarowych, jednakże posiadają one szereg wad które ograniczają ich zastosowanie. Stosowane są rozwiązania, w których elementy mocowane są na stole pomiarowym poprzez uchwyty wieloszczękowe. Docisk szczęk w takich uchwytach realizowany jest zazwyczaj mechanicznie.There are various holders for fixing objects on measuring tables, however, they suffer from a number of disadvantages that limit their use. There are solutions in which the elements are mounted on the measuring table through multi-jaw holders. The jaw pressure in such holders is usually performed mechanically.

Niedogodnością takiego rozwiązania jest czasochłonność mocowania przedmiotu w uchwycie, ograniczona ilość punktów mocujących, a także brak możliwości regulacji siły docisku. Brak regulacji siły nacisku, może spowodować uszkodzenia przedmiotu mierzonego, zwłaszcza cienkościennego, wykonanego na przykład z wykorzystaniem technologii przyrostowych. Uchwyty szczękowe mocując przedmiot poprzez wywarcie siły nacisku na jego zewnętrzną powierzchnie ograniczają przestrzeń pomiarową mierzonego detalu. W przypadku elementów o skomplikowanym kształcie istnieje wysokie prawdopodobieństwo, iż detal nie zostanie poprawnie zamocowany.The disadvantage of such a solution is the time-consuming fastening of the object in the holder, the limited number of fixing points, and the inability to adjust the clamping force. Failure to regulate the pressure force may damage the measured object, especially a thin-walled object, made, for example, with the use of incremental technologies. Jaw clamps, fixing the object by exerting a pressure force on its outer surface, limit the measuring space of the object being measured. In the case of elements with a complicated shape, there is a high probability that the detail will not be properly mounted.

Znany jest z opisu patentowego PL212741 uchwyt magnetyczny przeznaczony szczególnie do chwytania, podnoszenia i przemieszczania ciężkich przedmiotów wykonanych z materiałów ferromagnetycznych i magnetycznie miękkich. W rozwiązaniu tym konstrukcja uchwytu uniemożliwia mocowanie elementów cienkościennych.It is known from the patent description PL212741 a magnetic holder intended especially for grasping, lifting and moving heavy objects made of ferromagnetic and soft magnetic materials. In this solution, the structure of the handle prevents the mounting of thin-walled elements.

Znany jest z opisu wzoru użytkowego PL68043 uchwyt magnetyczny z polaryzacją radialną i stopniowym zwiększaniem siły mocowania, przeznaczony zwłaszcza do mocowania elementów ferromagnetycznych. Niekorzystną cechą tego rozwiązania jest to, iż kwestią problematyczną jest mocowanie elementów wykonanych z materiałów nieferromagnetycznych takich jak stopy aluminium, miedzi, tworzyw sztucznych stosowanych zwłaszcza w dynamicznie rozwijającej się branży techniki przyrostowej.It is known from the description of the utility model PL68043 a magnetic holder with radial polarization and a gradual increase in the clamping force, intended especially for fixing ferromagnetic elements. The disadvantage of this solution is that the problem is the fixing of elements made of non-ferromagnetic materials such as aluminum alloys, copper, plastics used especially in the dynamically developing industry of additive manufacturing.

Magnetyczny uchwyt metrologiczny przeznaczony do ustalania i mocowania przedmiotów podczas pomiarów, charakteryzuje się tym, że na końcach trzpieni mocujących zainstalowane są co najmniej trzy magnesy, które rozmieszczone są w kilku przekrojach, równolegle do płaszczyzny stołu pomiarowego. Na wałku zainstalowane są osiowo magnesy ustawione jednoimiennie w stosunku do magnesów trzpieni mocujących. Na skutek wkręcenia oraz przesuwu wałka, magnesy znajdują się w takiej pozycji względem magnesów trzpieni mocujących, że są skierowane do siebie jednoimiennie, odpychając się wzajemnie oraz mocując przedmiot mierzony.The magnetic metrological chuck for fixing and fixing objects during measurements is characterized by the fact that at the ends of the clamping pins there are at least three magnets installed in several sections, parallel to the plane of the measuring table. On the shaft, axial magnets are installed, aligned with the magnets of the mounting pins. As a result of screwing in and shifting the shaft, the magnets are in such a position with respect to the magnets of the clamping pins that they face each other unanimously, pushing each other away and securing the object to be measured.

Rozwiązanie, według wynalazku, umożliwia szybkie oraz precyzyjne zamocowanie przedmiotu badanego do uchwytu przykręconego do stolika pomiarowego. Dzięki temu istnieje możliwość przeprowadzania pomiaru geometrii powierzchni zewnętrznych elementów na przykład typu tuleja. Zastosowanie wymiennych magnesów pozwala na regulacje siły nacisku. Rozwiązanie według przedstawionego wynalazku może być stosowane we wszystkich odmianach stołów pomiarowych maszyn współrzędnościowych, projektorów pomiarowych oraz przyrządów do pomiaru zarysów kształtu. Konstrukcja uchwytu dzięki zastosowaniu magnesów pozwala na przymocowanie przedmiotu z użyciem stosunkowo niewielkiej siły operatora co jest szczególnie korzystne w przypadku osób z niepełnosprawnością ruchową.The solution according to the invention enables quick and precise fixing of the test object to the holder screwed to the measuring table. Thanks to this, it is possible to measure the geometry of external surfaces of elements, for example of the sleeve type. The use of replaceable magnets allows you to adjust the pressure. The solution according to the present invention can be used in all types of measuring tables of coordinate measuring machines, measuring projectors and devices for measuring contours. The design of the handle, thanks to the use of magnets, allows the object to be attached with a relatively low operator force, which is particularly beneficial in the case of people with motor disabilities.

Wynalazek przedstawiony został w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia przekrój uchwytu metrologicznego z rozprężonymi sprężynami, fig. 2 - przekrój uchwytu ze ściśniętymi sprężynami w momencie mocowania badanego detalu, a fig. 3 - uchwyt w widoku z góry.The invention is illustrated in the drawing, in which Fig. 1 shows a cross-section of the metrological holder with expanded springs, Fig. 2 - a cross-section of the holder with compressed springs at the moment of fixing the tested detail, and Fig. 3 - the holder in a top view.

Magnetyczny uchwyt metrologiczny posiada korpus 9 przykręcony gwintem 11 do stołu pomiarowego 10. W korpusie 9 osadzony jest wałek 6 na którego powierzchni zainstalowane są magnesy 5. W korpusie 9 znajdują się trzpienie mocujące 2 zakończone magnesami 4, pomiędzy którymi osadzone są sprężyny 3. W górnej części korpusu 1 wykonany jest gwint 7, współpracujący z gwintem wałka 12. Magnesy 5 zainstalowane są na wałku 6 osiowo w taki sposób, aby ich pozycja podczas mocowania badanego detalu 1 odpowiadała pozycji magnesów 4 trzpieni mocujących 2. Obrót wałka 6 realizowany jest poprzez pokrętło zainstalowane na jego końcu, powyżej korpusu 9.The magnetic metrological chuck has a body 9 screwed with a thread 11 to the measuring table 10. The body 9 has a shaft 6 on the surface of which magnets are installed 5. The body 9 has mounting pins 2 terminated with magnets 4, between which springs 3 are mounted. part of the body 1, a thread 7 is made, cooperating with the shaft thread 12. Magnets 5 are installed on the shaft 6 axially in such a way that their position when fixing the tested detail 1 corresponds to the position of the magnets 4 fixing pins 2. The rotation of the shaft 6 is carried out by the knob installed at its end, above the body 9.

Zasada działania magnetycznego uchwytu metrologicznego, według wynalazku, polega na przyłożeniu siły do pokrętła 8 które poprzez obrót wałka 6 powoduje przesuniecie magnesu wałka 5, tak abyThe principle of operation of the magnetic metrological chuck, according to the invention, consists in applying a force to the knob 8, which, by rotating the shaft 6, causes the shaft magnet 5 to shift, so that

PL 235 128 B1 magnes trzpienia mocującego 4 oraz magnes wałka 5 znajdywały się w tej samej płaszczyźnie, równoległej do stołu pomiarowego 10 oraz ich płaszczyzny leżące naprzeciwko siebie były jednoimienne co powoduje ich wzajemne odpychanie. Na skutek działania siły magnetycznej następuje dosunięcie trzpieni mocujących 2 do powierzchni mocowanego detalu 1. Po zakończeniu pomiaru odmocowanie detalu mocowanego 1 jest realizowane poprzez odsunięcie trzpieni 75 mocujących 2 za pomocą sprężyn 3 po uprzednim odsunięciu wałka 6 oraz magnesu 5 wałka.The magnet of the clamping pin 4 and the magnet of the shaft 5 were in the same plane, parallel to the measuring table 10, and their opposing planes were identical, which causes them to repel each other. Due to the magnetic force, the clamping bolts 2 are moved to the surface of the workpiece 1. After the measurement is completed, the clamping workpiece 1 is unfastened by moving the clamping pins 75 away with springs 3 after moving the shaft 6 and the shaft magnet 5 away.

Claims

Patent claim

1. Magnetic metrological chuck - body screwed to the measuring table and spring-loaded pins in the body, with a shaft with a knob attached to the body, characterized in that at least three magnets (4) are installed at the ends of the mounting pins (2), which are arranged in several cross-sections, parallel to the plane of the measuring table (10), with axial magnets (5) installed on the shaft (6) aligned with the magnets (4) of the clamping pins (2).