Делительное устройство Советский патент 1987 года по МПК B23Q16/02 

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в особо точных делительных и измерительных устройствах.

Целью изобретения является обеспечение возможности адаптивного управления и повышение надежности работы.

На фиг. 1 представлена механическая схема устройства; на фиг. 2 - электрическая схема подключения делительного устройства к общей шине управляющей вычислительной мащины; на фиг. 3 - вариант схемы дешифратора управляющих сигналов; на фиг. 4 - временные диаграммы сигналов.

Устройство содержит ось 1, на которой жестко установлена планшайба 2, на торце которой имеется зубчатый венец 3, который сопряжен с зубчатым венцом 4, выполненным на торцовой поверхности основания 5, в котором установлена втулка 6. На нижнем конце оси 1 жестко закреплена верхняя полумуфта 7 с зубчатым венцом на ее торцовой поверхности, сопряженным с аналогичным зубчатым венцом на нижней полумуфте 8, установленной на валу 9, на котором также закреплено зубчатое колесо 10, сопряженное с червяком 11, установленным на оси шагового электродвигателя 12. Электродвигатель 12 закреплен в держателе 13, установленном в направляющих 14. Вал 9 посредством подшипников установлен в держателе 13 и своим концом опирается на один конец коромысла 15, установленного на опоре 16, и другим концом взаимодействует с эксцентриком 17, установленным на оси 18 с червячным колесом 19, сопряженным с червяком 20, установленным на оси электродвигателя 21 постоянного тока. Устройство также содержит ключи 22-24, D-триггеры 25-27 общую шину 28 управляющей вычислительной машины (УВМ) 29, дешифратор управляющих сигналов 30, D-триггер 31, ключ 32, второй блок 33 питания, ключ 34, элементы И-НЕ 35-37, датчик 38 неисправного опускания планшайбы, датчики 39 и 40 опущенного и поднятого положений планшайбы, ограничительные резисторы 41-43, первый блок 44 питания.

Ключ 32 содержит транзисторы 45 и 46 и резисторы 47. Ключ 34 содержит транзисторы 48-50, диод 51 и резисторы 52. Дешифратор управляющих сигналов 30 содержит элементы И-НЕ 53-57, элемент ИЛИ-НЕ 58, элемент И-НЕ 59, элемент И-НЕ 60, D-триггер 61, элементы ИЛИ-НЕ 62 и 63. В качестве управляющей вычислительной машины 29 (УВМ) используется, например, микроэвм «Электроника 60М, в качестве общей шины - магистраль типа Q-ВИЗ.

Делительное устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии планшайба 2, закрепленная на оси 1, находится в опущен- нном состоянии, при этом ее угловое положение зафиксировано посредством зубчатых венцов 3 и 4.

В начале цикла То УВМ 29 выдает на общую шину адрес КДА и через некоторое время сигнал синхронизации К.СИА.Н перехо- дит в активный уровень. Отрицательный перепад К.СИА.Н означает, что на общей шине находится адрес. На выходе элемента ИЛИ-НЕ 58 высокий уровень лишь тогда, когда адрес равен 1600408. Данный уровень

фиксируется триггером 61. В момент Т2 УВМ 29 выставляет на общую шину 28 данные и переводит в активный уровень сигнал К.ВЫВ.Н. По данному сигналу дешифратор фиксирует данные и отвечает сигналом К.СИП.Н. При установке триггера 61 в еди5 ничное состояние с его инверсного выхода на входы элементов 62 и 63 поступает разрешающий сигнал низкого уровня. Сигнал с общей шины К.ВНВ.Н инвертируется в элементе ИЛИ-НЕ 63 и используется для синхронизации записи в триггеры 25, 26, 27 и 31. Одновременно этот сигнал через элемент И-НЕ 60 с некоторой задержкой формирует ответный сигнал К.СИП.Н. Сигнал, выработанный элементом ИЛИ-НЕ 63, поступает на выход записи дешифратора ун5 равляющих сигналов 30 и подается на вход синхронизации D-триггера, который переключает его соответственно уровню сигнала, поступающего с общей шины УВМ 29, соответствующего команде «поднять планшайбу 2. Низкий уровень сигнала с выхода Триг0 гера 31 через транзистор 45 открывает транзистор 46 ключа 32, к электродвигателю 21 постоянного тока поступает напряжение питания с блока 33. Якорь электродвигателя, на котором жестко установлен червяк 20, начинает вращаться, тем самым вращая

червячное колесо 19, установленное на оси 18 вместе с эксцентриком 17. Поворачиваясь на 180°, эксцентрик 17 воздействует на датчик 40 поднятого положения планшайбы и при помощи коромысла 15, устаJJ новленного на опоре 16, поднимает вверх вал 9 вместе с установленным на нем держателем 13, червячным колесом 10, сопряженным с ним червяком 11, жестко установленным на роторе шагового электродвигателя 12, и нижней зубчатой полумуфтой 8.

5 Поднимаясь вверх, полумуфта 8 входит в зацепление с полумуфтой 7, жестко закрепленной на оси 1, и поднимает их вверх вместе с планшайбой 2. При подъеме вверх планшайбы 2 зубчатый венец 3 выходит из зацепления с зубчатым венцом 4.

0

Для обеспечения ввода данных в УВМ

29 от делительного устройства на общую шину выставляется адрес, который дешифратор 30 управляющих сигналов дешифрирует. После получения сигнала синхрониза- 5 ции К.СИА.Н, выдается сигнал К.ВВОД.Н., который инвертируется в элементе ИЛИ-НЕ 62 и поступает на выход считывания дешифратора 30 управляющих сигналов, и далее - на входы элементов И-НЕ 35-37, разрешая передачу состояния датчиков 38-40 на общую шину 28 УВМ 29. При переключении датчика 40 поднятого положения планшайбы через элемент И-НЕ 37 поступает сигнал на обш,ую шину 28 УВМ 29 и определяется поднятое состояние планшайбы 2. После этого через определенные промежутки времени в D-триггерах 25-27 записывается последовательность кодов, соответствующих двоичным кодам 0,11, 101, НО, обеспечивающих включение питания соответствующих фаз щагового электродвигателя 12 с соответствующей частотой повторения кодовых последовательностей, обеспечивающих заданную угловую скорость вращения планшайбы. При вращении ротора электродвигателя 12 и червяка 11 зубчатое колесо 10 через вал 9, и зубчатые муфты 7, 8 вращает ось 1 вместе с планшайбой 2 на определенный, заранее запрограммированный угол, записанный в программе УВМ 29.

Окончание поворота планшайбы 2 определяется подачей последнего кода шага, т.е. из необходимого количества ujaroB.

После завершения поворота планшайбы 2 УВМ 29 вырабатывает сигнал, который через дешифратор 30 и триггер 31 включает ключ 32 и электродвигателю 21 подается питающее напряжение. Электродвигатель 21 посредством червяка 20 и червячного колеса 19 вращает ось 18 вместе с эксцентриком 17 на 180°. Одновременно планшайба 2 опускается вниз и зубчатые венцы 3 и 4 входят в зацепление, тем самым фиксируя угловое положение планшайбы 2 с большой точностью. Далее рассоединяются зубчатые муфты 7 и 8 и эксцентрик 17 воздействует на датчик 39 опущенного положения планшайбы, сигнал с которого через элемент И-НЕ 36 поступает на общую шину 28. После чего с общей шины 28 поступает сигнал через триггер 31, закры- вающий ключ 32 и выключающий питание электродвигателя 21. В опущенном состоянии планшайба 2 находится до очередного программного обращения к устройству. Это время зависит от конкретного применения делительного устройства.

После считывания показаний датчиков, установленных на планщайбе 2 (не показаны), УВМ 29 вырабатывает сигнал, включающий электродвигатель 21 для выполнения следующего цикла подъема и поворота планшайбы 2.

Для повышения надежности устройства используется датчик 38 неисправного опускания планщайбы, который находится в выключенном состоянии все время, пока происходит подъем, поворот и нормальное опускание планшайбы 2. При этом транзистор 49 ключа 34 открыт и шаговый электродвигатель 12 получает номинальное напряжение питания с блока 33 питания. При

неисправном опускании планшайбы датчик 38 включается, транзистор 49 ключа 34 закрывается и шаговый электродвигатель 12 через диод 51 получает пониженное напряжение питания, достаточное лишь для

фиксации углового положения ротора. Сигнал о данном состоянии устройства подается на общую шину 28 через элемент И-НЕ 35. Это способствует повышению надежности устройства, так как исключается

возможность поворота планшайбы при неисправном опускании планшайбы и исключается возможность повреждения зубчатых венцов.

Формула изобретения

5

0

5

0

5

0

Делительное устройство, содержащее планшайбу, и основание с центрирующим и фиксирующими зубчатыми венцами, установленную посредством подшипников скольжения в основании ось, один конец которой

0 жестко закреплен на планшайбе, а на другом конце жестко закреплена верхняя гюлу- муфта с выполненным на ее торцовой поверхности зубчатым венцом, которая сопряжена с нижней зубчатой полумуфтой, неподвижно установленной на валу, на котором

концентрично закреплено зубчатое колесо, взаимодействующее с червяком, укрепленным на оси привода поворота планшайбы, установленного в держателе и выполненного в виде щагового электродвигателя, привод подъема планшайбы, состоящий из электродвигателя постоянного тока, на оси которого установлен червяк, сопряженный с червячным колесом, отличаюи ееся тем, что, с целью обеспечения адаптивного управления i повышения надежности работы, устройство снабжено эксцентриком, закрепленным на оси червячного колеса привода подъема, и взаимодействующим с одним концом коромысла, второй конец которого сопряжен с вторым концом вала, на котором установлена нижняя зубчатая полумуфта, а также введены управляющая вычислительная машина, дешифратор управляющих сигналов, четыре D-триггера, пять ключей, три элемента И-НЕ, датчики поднятого и опущенного положений планшайбы, датчик неисправного опускания планшайбы два блока питания, три ограничительных резистора, причем дешифратор управляющих сигналов выходом записи соединен с входами синхронизации D-триггеров, а выходом считывания подключен к первым входам трех элеменгоЕ И-НЕ, вторые входы которых соединены с выходами датчиков поднятого и опуи;енного положений планшайбы и датчика неисправного опускания планшайбы соответственно и через ограничительные резисторы -- с выходом первого блока питания, дешифратор управляющих сигналов выходом ответмого сигнала и входами сопряжен с общей шкной управляющей вычислительной машины, к которой подключены выходы элементов ИП

и информационные входы D-триггеров, единичные выходы которых соединены с управляющими входами первого-четвертого ключей, выход первого ключа подключен к одному выводу якоря электродвигателя постоянного тока, второй вывод которого соединен с выходом второго блока питания и с первым входом питания пятого ключа, выход которого подключен к общему выводу обмоток шагового электродвигателя, фазные выводы обмоток шагового электродвигателя соединены с выходами второго- четвертого ключей, входы питания первого- четвертого ключей подключены к второму входу питания и к выходу первого блока питания, управляющий выход пятого ключа соединен с выходом датчика неисправного положения планшайбы.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в особо точных делительных и измерительных устройствах. Цель изобретения - обеспечение адаптивного управления и повышение надежности работы. В делительное устройство введен эксцентрик, закрепленный на оси червячного колеса привода подъема и взаимодействующий с одним концом коромысла, другой конец которого сопряжен с вторым концом вала, на котором установлена нижняя зубчатая полумуфта, а также введены дешифратор управляющих сигналов, четыре D-триггера, пять ключей, три элемента И-НЕ, датчики поднятого и опущенного положений планшайбы, датчик неисправного опускания планшайбы, два блока питания, три ограничительных резистора и управляющая вычислительная машина. 4 ил. 3 го 00 00 го О1

2040 77 S 15 cpue.l

К.СИА.Н

,5J

К.ВУ.Н

s

ood

OOi-1S5iA3 OOZ iSSTMZ 003-155/JA2 QOU-i SMZ 005 И5ЛЕ

006-тлмз

К. НА. 12

55

//. W. 09- 08- 07. 06

04 05. 02 Of

K.BSod.H

/Jf

ЩЗ|

KE.P(c читыбани L)

1

WR.P(3anuct)

Га т, Тг г, Tt TS Те 7

Sii/off

.J /tM /lfff,ec X .Х

Л г