Фотоэлектрический импульсный задатчик перемещений Советский патент 1985 года по МПК G01B21/00 

Изобретение относится к технике механических измерений, в частности к системам задания, управления и регулирования перемещений, и может быть использовано в устройствах ЧПУ металлорежущихстанков и машин. Целью изобретения является повышение точности к надежности, а такж увеличение долговечности задатчика. .На фиг. 1 изображена схема задат общий ввд; ;на фиг. 2 - схема механизма задаваемого перемещения; на фиг. 3 - совмещенная графическая иллюстрация элементов механизма фиксации; на фиг.4 - окна диска; на фиг. 5 - эпюры сигналов задатчика. Задатчик содержит осветитель 1, иеподвия ную индикаторную пластину 2 с окнами, имеющими шаг, .равный постоянному шагу окон подвижного измерительного диска 3, фотоприемники 4, формирователь 5 прямоугольных импульсов, ручку-выключатель б со срезом для поворота подпружиненного рычага 7, ось вращения которого уста иоплена в рукоятке-лимбе 8, фиксатор 9 (палец), закрепленный в рычаге 7 зубчатый диск 10 с пазами (зубчатое колесо), жестко закрепленный на неподвижной части 11 корпуса задатчика, причем фиксатор взаимодействует с пазами диска 10, упругую пластинку 12, соединяющую жесткой крутильной связью рукоятку-лимб 8 с валом 13, подвижную часть 14 корпуса задатчика прихваты 15, прулшну 16, штрихи 17 на рукоятке лимбе 8,штрих 18 неподвилшой части 11 корпуса задатчика. Диск 10 с пазами,равномерно расположеншлми по окружности,жестко закрепленный в корпусе соосно с измеритель ным .диском 3,и фиксатор 9,взаимодействуюш,ий с пазами диска 10,число пазов которого равно числу окон па измерительном диске 3, представля ют собой механизм фиксации задаваемо го перемещения. Фотоэлектрический импульсный задатчик перемещения работает следующим образом. Световой поток от осветителя 1 направляется в окна неподвижной инди каторной шайбы 2 и подвижного измери тельного диска 3. При непрерывном перемещении окон подвижного измерительного диска 3, связанного с рукояткой-лимбом 8 через вал 13 и упругую пластину 12, относительно неподвижной индикаторной пластины 2 оконное сопряжение образует модуляцию светового потока, кот.орый с помощью фотоприемников 4 и формирователя 5 электрических сигналов преобразовывается в электрические сигналы, пропорциональные sin q) и C.OS if , т.е. синусоидальный и косинусоидальный, где (f - параметр углового перемещения (фиг.З и 4). Генерация непрерывной последовательности двух ортогональных прямо- угольных симметричных импульсов (типа меандр) на выходе формирователя 5 (фиг. За, в) осуществляется в режиме, в котором с помощью ручки-выключателя 6 поднят подпружиненный рычаг 7 и выведен из зацепления с (зубчатым колесом) диском 10 фиксатор 9 (палец). При фиксации задаваемого перемещения поворотом рукоятки-лимба 8 на 21ГК интервал перемеп(ения - (Z -. количество окон на подвижном измерительном диске (количестве зубьев зубчатого колеса равно числу окон подвижного измерительного диска).. палец 9 вводится в зацепление с диском 10 (зубчатым колесом), при этом ось симметрии впадины зуба зубчатого колеса смещена относительно оси симметрии окна неподвижной индикаторной пластины на 1/8 шага окон. В фиксированных точках ось симметрии окна подвижного измерительного.диска 3 устанавливается относительно оси симметрии окна неподвижной индикаторной пластины 2 со смещением на 1/8 шага окон. Совпадение штрихов 17 рукояткилимба 8 со штрихом 18 неподвижной части 11 корпуса задатчика регулируется поворотом зубчатого колеса, а относительное положение неподвижной индикторной пластины 2 и подвиж-и ного диска 3 регулируется поворотом подвижной части 14 корпуса задатчика. Таким образом, в режиме фиксации задаваемой величины перемещения прямоугольные ортогональные импульсы могут генерироваться по одному при каждом смещении на зуб зубчатого колеса; причём, так как фиксация положения происходит в геометрических положениях,смещенных от геометрического положения выходных импульсов на 1/8 шага, то увеличивается точность и надежность задатчика - это обусловлено тем, что вибрации, люфты и другие возмущения, которые могут вызвать смещение от оси симметрии впадины зубу зубчатого колеса в диапазоне + 1/16 шага, не повлияют на. стабильность положения выходных импул сов, а следовательно, на точность отображаемой ими эквивалентной ин формации о перемещениях. Иными словами если бы ось симметрии впа дины зубчатого колеса совпадала, например, с осью симметрии окна индикаторной пластины, то фиксированные положения задаваемой величин перемещения были бы неустойчивыми поскольку любое возмущение-вызывал бы неопределенность величины (±1 выходной импульс), т.е. точность не могла бы быть детерминирована 27 „ по величине + -- . .Вместе с тем - j была бы снижена достоверность информации, т.е. эксплуатационная 454 надежность задатчика. Смещение же на 1/8 шага позволяет избежать этого и устранить неопределенность величины + -5-, установив при этом дополнительную зону допуска (нечувствительности к внешним помехам) величиной + 1/16 минимального интервала перемещения -,- . iНаличие механизма фиксации задаваемого перемещения исключает неоднозначность выходных сигналов, что обеспечивает точности задания управляющих импульсов исполнительным органом технологического оборудования. Введение в механизм фиксации задаваемого перемещения ручки-выключателя обеспечивает работу механизма двумя Режимами: с заданием непрерывной серии импульсов без фиксации, с заданием единичных импульсов с фиксацией, что увеличивает долговечность и эксплуатационную надежность из-за уменьшения трения в паре палецзубчатое колесо. I , .

Г7

9

1. ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ИМПУЛЬСНЫЙ ЗАДАТЧИК ПЕРЕМЕЩЕНИЙ, содержацргй корпус, фотоэлектрический преобразователь, вьтолненный в виде осветителя, подвижного измерительного диска с окнами, расположенными с постоянным шагом по кольцевой дорожке, жестко связанной с корпусом индикаторной пластины с двумя группами окон, расположенными с шагом-„ равным шагу окон на кольцевой дорожке, группы сдвинуты одна относительно другой на четверть шага расположения окон, двух фотоприемников и формирователя прямоугольных импульсов, подключенного к фотоприемникам, и рукоятку-лимб, связаннуй) с подвижным измерительным диском фотоэлектрического преобразователя, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и надежности, он снабжен механизмом фиксации задаваемого перемещения, выполненным в виде диска с пазами, равномерно расположенными по окружности, и жестко закрепленным в корпусе соосно с измерительньм диском, и фгассатора, взаимодействующего с пазами диска,причем число пазов равно числу окон на измерительном диске, (Л а оси симметрии окон индикаторной пластины смещены относительно осей симметрии пазов на 1/8 шага окон. с с 2. Задатчик по п.1, о т л и ч аю щ и и с я тем, что, с целью увеличения долговечности, механизм фиксации задаваемого перемещения снабжен ручкой-выключателем для взаимодействия фиксатора с пазами.

и.