Преобразователь перемещения в код Советский патент 1986 года по МПК H03M1/54 

1

опорных сигналов формирует задающие сигналы для управляемого делителя 10 частоты и формирователя 8 питакядих напряжений, который обеспечивает питание измерительного преобразователя 1 и подает сигналы опорной частоты н дополнительный фазовый дискриминатор 6 Фазовый дискриминатор 11 выделяет разность фаз между опорным сигналом с выхода делителя 10 частот и с выхода измерительного преобразователя 1 . Сигнал, соответствзпощий разности фаз, з райляет делителем 10 частоты и работой элементов И 16 и 17, которые пропускают тактовые I

Изобретение относится к радио- злектройике и может быть использовано в системах числового управления металлорежущими станками и измерения размеров деталей машиностроения.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей преобразователя за счет обеспечения возможности точной установки начального отсчета в опорной точке, т.е. привязки состояния счетчика к системе координат станка с учетом размера инструмента.

На фиг. 1 представлена функциональ ная схема преобразователя; на фиг. 2 и 3 - временные диаграммы, пояснякидие его работу; на фиг. 4 - схемы дополнительного фазового дискриминатора и триггеров; на фиг. 5 - схема управ- ляамого делителя частоты.

Преобразователь перемещения в код содержит измерительный преобразователь 1, в качестве которого может быть использован синусно-косинусный вращакмцийся трансформатор, вал которого соединен с винтом, на котором расположен контролируемый объект (не показаны), элемент И 2, триггеры 3 и 4, датчик 5 зоны опорной точки, дополнительный фазовый дискриминатор 6 блок 7 задания начального состояния счетчика, формирователь 8 питающих напряжений, генератор 9 опорных сигналов, управляемый делитель 10 час- тоты, фазовый дискриминатор 11с

сигналы на реверсивный счетчик 18, который формирует код перемещения с помощью датчика 5 зоны опорной.частоты дополнительного фазового дискриминатора 6, триггеров 3 и А. По сигналу на входе 19 определяются координаты опорной точки, которые затем записываются в блок 7 задания начального состояния счетчика. По сигналу на входе 20 элемента И 2 координаты опорной точки записьшаются из блока 7 в реверсивный счетчик 18, и отсчет координат перемещения начинается с координат опорной точки контролируемого объекта. 5 ил.

5 0

5

входами 12 и 13 и выходами 14 и 15 элементы И 16 и 17, реверсивньШ счетчик 18, вход 19 для запоминания координаты опорной точки, вход 20 для восстановления координаты опорной .

Дополнительный фазовый дискриминатор 6 вьтолнен в виде триггеров 21 и 22 и элементов И 23-25. - Триггер 3 вьшолнен в виде RS-триг- геров 26 и 27 и элемента И 28. Уп- равляемьА делитель 10 частоты вьтолнен в виде делителя 29 частоты, триггера 30, элементов И 31 и 32, элемента НЕ 33 и элемента ИЛИ 34.

Преобразователь работает следующим образом.

Измерение перемещения с помощью преобразователя перемещения в код производится путем измерения изменения фазы сигналов на выходе преобразователя 1 по отношению к опорньм сигналам многократно большей частоты на выходе генератора 9. При неподвижном преобразователе 1 его вызсод- ные сигналы совпадают во времени с сигналами f, на выходе делителя 10 (фиг. 2а,Ь, t,), что обеспечивается выбором соответствующего коэффициента деления делителя 10 частоты f, опорных сигналов и кратности частот f, и f-. Для этого формирователь 8 питающих напряжений синхронизируется сигналами f. Сигналы f, и т.д. представлены в виде импульсов.

3,

временное положение, например, пе- редных фронтов. Преобразователи сигналов из одной формы в другую, в частности из синусоидальной формы в импульсную, входят в состав соответствующих узлов.

При изменении положения преобразо вателя 1 сигналы f смещаются во вре мени по отношению к сигналам f, поэтому фазовым дискриминатором 11 на шинах 14 и 15 формируются сигналы рассогласования +utf или - 4(f (фиг,2е ,{.,{), длительность которых измеряется с помощью элементов И 16 и 17 и счетчика 18 путем квантования их опорными сигналами. С помощью сиг налов 1щ изменяется временное положение сигналов fо в сторону компенсации сигналов 1 bt.

В преобразователе перемещения в код привязка отсчета счетчика 18 к системе координат измерительного йреобразователя .1 производится путем высокоточного формирования опорно- реперного сигнала, однозначно связанного с некоторым положением измерительного преобразователя 1 - опорной точкой и принудительной установки реверсивного счетчика 18 в необходимое состояние, характеризующее координату опорной точки, в момент формирования указанного сигнала опорной точки.

Датчик 5 зоны опорной точки, например путевой выключатель, обеспечивает формирование сигнала таким образом, чтобы сигнал опорной точки формирователя примерно посредине зоны при разных направлениях перемещения измерительного преобразователя 1

С помощью сигнала зоны опорной точки производится блокирование работы фазового дискриминатора 6 и триггера 3 вне зоны опорной точки фиг. За, После перемещения в зону опорной точки на выходе разблокированного фазового дискриминатора 6 на чинают формироваться сигналы фазового рассогласования + Aq или -. u(j - в зависимости от направления перемещения преобразователя 1,

При дальнейшем перемещении после смены взаимного временного положения сигналов f,( и fp (фиг, Зй,с) прекращается формирование сигналов + (фиг, ,e) и начинается формирование сигналов - ACf (или наоборот в зависимости от направления пере 5

20

25

299574

мещения) и в момент смены сигналов триггер 3 обеспечивает формирование .короткого одиночного сигнала (фиг,3) который несет информацию о положении 5 опорной точки системы и формируется с точностью, определяемой разрешаю- - щей способностью фазового дискриминатора 6, Динамическая погрешность определяется значением перемещения за 10 один период следования измерительных сигналов,

В предлагаемом решении возможны два режима - определение координаты опорной точки в зависимости от положения инструмента и режим восстановления отсчета, например, после выключения и последующего включения питания,

Определение координаты опорной точки производится один раз после установки конкретного инструмента (не показан). Для этого устанавливают кромку инструмента в точку с заранее известными координатами, например нулевая точка детали или станка, и принудительно устанавливают необходимый начальный отсчет счетчика 18, Далее на входе 19 устанавливается единичный потенциал, на входе

36 20 - нулевой. После перемещения в зоне опорной ;гочки сигнал опорной точки с выхода триггера 3 поступает на триггер 4, устанавливая его в состояние блокирования входов счетчи35 ка 18 с помощью элементов И 16 и 17, при этом состояние реверсивного . счетчика 18, соответствующее выбранной системе отсчета с учетом разме- ,ра инструмента, остается неизменным

40 и отсчитывается оператором. Указанное, значение используется в дальнейшем в режиме восстановления координаты опорной точки.

В режиме восстановления координа5 ты опорной точки на входе 19 устанавливается нулевой потенциал, а на входе 20 - единичный потенциал, а на блоке 7 задания начального состояния счетчика устанавливается число,

0 равное координате опорной точки с учетом инструмента, найденной в режиме определения. После прохождения зоны опорной точки сигнал с триггера 3 через элемент И 2 принудительно

5 установит разряды счетчика 18 в состояние, соответствукицее координате опорной точки. При этом исключается Г Трудоемкая операция базирования инст-,

румента в нулевой точке станка после каждого выключения питания. Для.этого достаточно пройти зону опорной точки со скоростью, при которой перемещение за один период сигналов из- мерительного преобразователя 1 не превышает, например, единицы младшего разряда. Операции предварительного базирования и определения координаты опорной точки производится только при смене инструмента.

Формула изобретения

Преобразователь перемещения в код содержащий генератор опорных сигналов, первый выход которого соединен с входом формирователя питающих напряжений, первый выход которого сое- динен с входом измерительного преобразователя, управляемый делитель частоты, первый и второй элементы И, выходы которых соединены с информационными выходами реверсивного счет- чика, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональ- Аых возможностей за счет обеспечения возможности точной установки начального отсчета в опорной точке, в него введены первый и второй фазовые дискриминаторы, датчик зоны опорной точки, первый и второй триггеры, третий элемент И, блок задания начального состояния счетчика, соединенный с

5 0

5

0

информационным входом управляемого делителя частоты и первыми входами первого и второго элементов И,.выход управляемого делителя частоты соединен с первым входом первого фазового дискриминатора, выходы которого соединены с первым и вторым управляющими входами управляемого делителя частоты и вторыми входами первого и второго элементов И, второй выход формирователя питающих напряжений соединен с первым входом второго фазового дискриминатора, выход измерительного преобразователя соедийен с вторыми входами первого и второго фазовых дискриминаторов, выходы второго фазового дискриминатора соединены с первым и вторым входами первого триггера, выход датчика зоны опорной точки соединен с третьими входами второго фазового дискриминатора и первого триггера, выход которого соединен с первыми входами второго триггера и третьего элемента И, выход йторого триггера соединен с третьими входами первого и второго элементов И, выход блока задания начального состояния счетчика соединен с первым управляющим входом реверсивного счетчика, выход третьего элемента И соединен с вторым управляющим входом реверсивного счетчика, вторые входы второго триггера и третьего элемента И являются управляющими входами преобразователя.

Составитель A, Сидоренко

.y SSS2 IS25E2aJl J2i5S.52ffii-«

Заказ 2460/59 Тираж 816

.

Подписное ВНИИПИ Гос ударствеиного коюггеуа СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д, 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул. Проектная, U

.2EE iI2S JE;E2SL.

Изобретение относится к радио- электрони1 е и может быть использовано в системах управления металлорежзтци- ми станками и измерения размеров деталей машиностроения. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей устройства. Преобразователь перемещения в код работает следующим образом. Генератор 9