Устройство для измерения перемещений в системах программного управления Советский патент 1980 года по МПК G05B19/26 

Изобретение относится к измеритепьному оборудованию, в частности к устройствам для измерения линейных и угловых перемещений, имеющих индикацию, и мсжет найти применение в системах программного угфавления метаплорежуишми станками. Известно устройство для измерения перемещений в системах программного утфавления содержащее датчики перемещения, подкдюченные к схеме преобразования, в которое для повышение точности позиционирования введены датчики коррекции l. Наиболее близким техническим решением к данному изобретению является уст ройство для измерения перемещений, содер жащее два идентичных канала управления, состоящие из блока ввода программы, бло ка управления, координатного исполнительного двигателя, датчика перемещения, преобразователя, формирователя импульсрв фазовращателя, реверсивного счетчика. датчика коррекции и фазового детектора f 2 . Недостаток устройства - применение датчиков системЙ коррекции механически или информащшнно связанных с координатным столом, применимых только для конкретного типа оборудования, изготовление которых является индивидуальным для определенных датчиков перемещения. Кроме того, величина накопленной систематической ошибки в течение времени изменяется, что приводит к потере точности и необходимости дополнительной юстировки. Цель изобретений - упрощение и расширение области применения устройств для измерения перемещения в системах программного управления при сохранении заранее заданной точности. Поставленная цель достигается тем что в устройство программного управления, содержащее датчик перемещения, подключенный информационными выходами ко входам формирователя сигналов велиины и знака перемещения, и 1юсл.;дэательно соединенные основной peEiepcHB-ный счетчик, первый дешифргатор и блок индикации, второй вход-которхого соединен C первым выходом логического блока, введены доследовательно соеданениыа формирователь импульсов, допопнигельный реверсивный счетчик, второй дешифратор, блок коммутации и блок коррекции подключенный вторыми входами к вьиг.одам формирователя сигналов величины и знака перемещения и ко входам дополнительного реверсивного счетчика, информационными входами - ко входам оснозного счетчика, а знаковым выходом - ко второму входу блока ком лутации, входы формирователя имттульсов соеда1 ены с установочными выходами датчика перемещения, а выходы - с установочными входами основного и дополнительного ре версивных. счетчиков и с третьим входом блока индикации.

На фиг. 1 представлена функциональная схема устройства; на фиг. 2 зависимость величины систематичес: ой ошибки от перемещения по координате X. Устройство для измерения перемещений содержит датчик I перемещения, формирователь 2 сигналов величины и знака перемещения, логический блок -3 формирователь 4 имтгульсов, блок S коррекции, блок б KOMMyTamnij /второй дешифратор, дополнительный реверсивный счетчик 8, основной реверсивный счетчик 9, первый дешифратор 1О, блок 11 индикации.

Устройство работает сле.пую1цим образом.

При перемещении датчика 1 фop fиpyю™ щие узлы, входящие в его состав, вьфаба ть вают две последовательности периодических сигналов Ф1 и Ф2, имеющие фазовый сдвиг Т/4, сигнал ФЗ, имеющий фазовый сдвиг 5/8Т относительно Ф 1 и сигнал R 1, не синхронизированный, в общем случае, с остальными, сигналами. Сигналы ф н Ф2 преобразуются формирователем 2 сигналов величины и знака перемещения в счетные импульсы Н и сигнал упрашюния направлэнием счета У счетчика. 8. Из сигналов фЗ и R 1 формирователем 4 автоматически формируются импульсы установки щ-ля R2 и R3 счетчиков 8 и 9. Формирователь 4 импульсов может .устанаапивать начало отсчета основного реверсивного сяетчика 9 в произвольной точке коор динаты.

Систематическая ошибка датчика I автоматически компенсируется с помощью соответствующей коррекции счетчика 9. Если на некотором отрезке координаты систематическая ошибка постоянна

Ul-Ao const,

то сдвинув начало отсчета счетчяка 9 в точку -cVsign Лд, уменьшаем ошибку на отрезке до величины /л-8 / .

Поскольку систематическая ошибка д в общем случае есть непостоянная функция координаты X; А Л (х), то коррекШ1Я счетчика 9 также меняется в зави- симости от X.: (5 в{х). Ошибка при этоь зьфажается разностью А л(х) - и (х). Необходимо отметить, что коррекция счета производится лишь на дисKpeTHjT-o величину, равную единице счета Avc4

Для того, чтобы произвести коррекхшю систематической ошибки датчика перемещения без применения дополнительного датчика коррекции, необходимо решить задачу аппроксимации (ункции л (х) при помощи кусочно-постоянной функции с5(х), имеющей в точках разрыва скачки равные + АСЧФункция с (х) легко строится по задан-ном графику функции систематической д(х) На фиг. 2 изображен гра-фик функции С (х) для функции ошибки &(х), приближающей функцию ДЛ1.Х с погрешностью, не превышающей 1/2 , . По построенной функции (х) определяются точки коррекции )(-( X Х-, п направление корректирующего воэ-действия.

, Для получения сигнала разрешения на коррекцию в точкеКцвходы блока 5 вдррёТсдии через блок 6 коммутации программируются на соответствующие выходы дешифратора 7. Сигнал разрешения на коррекцию формируется с точностью до единицы счет а АСМ

Еэлок 5 коррекции вырабатывает сигналы знака корректирующего воздействия ХЧ/ и сигналы величины корректирующего воздействия Н для управления ооновным реверсивным счетчиком 9. По тенциальные выходы счетчика У через дешифратор 10 связаны с блоком 11 индикации.

Направление корректирующего воздей ствия в точке коррекции (положительное или отрицате.пъное) выбирается с учетом характера изменения систематической ошибки й.(х). Причем, при прохождении дат гиком 1 точки коррекции X. слева ,направо подается команда на сдвиг точки отсчета счетчика 9 на величину - ©(/-Дс .а при прохождении точки ) справа налево подается команда на сдвиг точки отсчета на величину +0кАсч,где vi, если А(Х) убывает в точке Х К--1, если А(Х) возрастает в точке Xi. Таким образом, рассмотренная схема формирования корректирующего воздействия позволяет компенсировать произвол ную систематическую ошибку путем формирования сигнала разрешения в произвольной точке коррекции и произвольного задания направления корректирующего воз действия. Во многих случаях, встречающихся на практике, при работе на цифровых отсчетных устройствах необходимо иметь произвольное начало отсчёта, С этой Целью в устройстве предусмотрена произвольная установка точки начала отсчета и введен логический блок 3. Принцип действия блока 3 заключается в том, что при переходе через точку, выбранную за начало отсчета справа налево сигнал знака перемещения 4V инвертирует ся. /При работе для измерения перземетяения с.произвольной установкой начала отгчёта точки коррекции Х, ... , -Х определяются также как и в случае рассмотренном на фиг. 2. Таким образом, данное устройство для измерения перемещений в системах программного управления позволяет произвести коррекцию в произвольных точках кoopдинaть, имеет широкие возможности программирования корректирующих воздействий, что обеспечивает расщирение технологических возможностей юстировки и их применение. 50 3 о б р Формула е т е н и я Устройство для измерения перемещений в системах программного управления содержащее датчик перемещения, подключенный информационными выходами ко входам формирователя сигналов величины и знака перемещения, и последовательно соединенные основной реверсивный счетчик, первый дешифратор и блок индикации, второй вход которого соединен с первым выходом логического блока, отличающееся тем, что, с целью упрощения и расширения области применения устройства, в него введены последовательно соеданенные формирователь импульсов, дополнительный реверсивный счетчик, второй дешифратор, блок коммутации и блок коррекции, подключенный вторыми входами к выходам формирователя сигналов величины и знака перемещения и ко входам дополнительного реверсивного счетчика, информационными входами - ко входам основного реверсивного счетчрша, а знаковым выходом- ко второму входу блока коммутации, входы фор мирователя импульсов соединены с установочными выходами датчика перемещения, а выходы - с установочньл и входами основного н дополнительного реверсивных счетчиков и с третьим входом блока индикации. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе I. Киселев В. М. Фазовые системы числового программного управления станками. М., Машиностроение, 1976, с. 61. 2. Авторское свидетельство СССР NO 47О793, кл. G OS В 19/32, 1972 (прототип).

}

о

«2 -5 } СО

N

/

/

CM j d

е