Устройство для контроля положения рабочего органа механизма

О П И C А Н И Е )в96990

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЯЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 17.04.76(21) 2350710i24 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 05.03.78. Бюллетень № 9 (45) Дата опубликования описания _#_, %. 78 (51) М. Кл.

G- 08 В 21/00

Государственный комитет

Совета Министров СССР по репам изобретений и открытий (53) УДК654.94 (088.8) (72) Авторы изобретения

Я. К. Балагула, М. H. Браун и А. E. Бондарь

Специальное конструкторское бюро по проектированию агрегатных станков и автоматических линий (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ПОЛОЖЕНИЯ РАБОЧЕГО

ОРГАНА МЕХАНИЗМА

Изобретение относится к области станкостроения и может быть использовано для контроля положения рабочих органов механизмов в станках с числовым и цикловым программным управлением.

Известны устройства контроля местоположения рабочих органов механизма. Такие устройства, как правило, содержат бесконтактные датчики, расположенные в позициях контроля и соединенные со схемой управления, и якорь, связанный с обьектом контроля, т. е. с рабочим органом механизма, положение которого контролируется (1).

Наиболее близким к предложенному является устройство для контроля положения рабочего органа механизма, содержащее два индуктивных датчика, которые подключены к релейным усилителям, соединенным с блоком управления (21.

При движении якоря в прямом и обратном направлениях в различных точках пути происходит изменение уровня сигнала на выходе усилителя. Это объясняется гистерезисными явлениями в датчике. Расстояние между точками включения и выключения датчика носит название дифференциала хода. Величина дифференциала хода непостоянна. Она зависит от внешних, например, температурных условий и у различных образцов однотипных датчиков как правило, имеет различную величину. В пределах дифференциала хода информация с датчика о местонахождении якоря недостоверна.

Точность контроля положения во многом определяется дифференциалом хода.

Це.пь изобретения — повышение точности устройства. Для этого в устройство введены два ключевы.х элемента, элемент задержки и дополнительный усилитель, причем выходы каждого

io ключевого элемента подсоединены параллельно одной из вторичных обмоток соответствующего индуктивного датчика, а входы ключевых элементов подключены к выходу дополнительного усилителя, вход которого через элемент задержки соединен с выходом одного из релейных усилителей.

На чертеже приведен пример реализации устройства.

Устройство содержит два индуктивных датчика 1 и 2, лары вторичных обмоток которых (3, 2п 4 и 5, 6) через выпрямители 7, 8 и 9, 10 связаны с релейными усилителями 11 и 12. Последние соединены с блоком управления 13. Паралле.чьно вторичным обмоткам 4 и 6 датчиков подсоединены ключевые элементы 14 и 15, входы которых подключены к связанному с блоком > -, 13 управления выходу дополнительного усили596990 теля 16. Вход последнего через элемент задержки 17 соединен с выходом релейного )силителя

12.

Датчики 111 2 устанавливают и настраива1от так, чтобы расстояние меж.цу точками их вкл1очения соответствовало необходимой точности контроля.

Работает устройство следующим образом.

Пусть в процессе позиционирования рабочий орган механизма находится в таком по,10женин, что датчик 2 включен, а датчик 1 — — 10 выключен. При этом на вход усилителя 12 с вторичных обмоток 5, 6 датчика 2 через выпрямители 9, 10 поступает сигнал, вызывающий появление на его выходе сигнала логической единицы («1»). На вход усилителя 11 с вторичных обмоток 3, 4 датчика 1 через выпрямители

7, 8 поступает сигнал противоположного уровня, вызыв"þùèé снятие с вы,хода этого усилителя сигнала логического нуля («О»). Сигнал

«1», передаваемый с усилителя 12 через элемент задержки 17 и дополнительный усилитель 20

16 на входы к«ночевых элементов 14 и 15 вызывает закорачивание этими ключевыми элементами вторичных обмоток 4 и 6 датчиков 1 и 2.

Состояние датчика 1 при этом не изменяется.

В датчике же 2 происходит переключение релей25 ного усилителя 12 и появление на его выходе сигнала «О». Последний производит выключение ключевого элемента 15, который размыкает вторичную обмотку 6, после чего, вследствие нахождения механизма в исходном положении, усилитель 12 вновь выдает сигнал «1» и процесс повторяется. Таким образом осушествляется периодическое замыкание обмотки 4 и обмотки

6. На вход блока 13 управления поступают сигнал «О» с датчика 1 и периодически изменявшийся («1» — «О») сигнал с датчика 2. Блок

13 управления выдает информацию о нахожде35 нии рабочего органа механизма в заданном положении, Если по какой-либо причине рабочий орган механизма выйдет из заданного положения так, что якорь датчика 2 удалится от точки включения датчика 2, то будет располагаться в пределах дифференциала хода последнего, включение датчика 2 в первый момент времени не произойдет, с релейного усилителя 12 снимается сигнал «1», ключевой элемент 15 зашунтирует выходнуют>бмотку 6 датчика. При этом с выхо45 да усилителя 2 снимется сигнал «О», ключевой элемент 15 разомкнет вторичную обмотку 6.

Однако, в связи с тем, что якорь не находится в точке включения датчика 2, после указанного переключения датчик не восстановит свое предыдушее состояние, дальнейшее периодическое шунтирование выходных обмоток датчиков 1 и

2 прекратится, и в блок 13 управления поступят с обоих датчиков сигналы «О» (датчик 1 на протяжении всего рассмотренного процесса был .выключен). Блок управления выдаст информа- 55 ц7;10 о том, что рабочий орган механизма НВхойится не в исходном положении.

Если рабочий орган механизма прошел излишний путь, будет включен помимо датчика 2 и датчик 1, за счет периодического шунтирования вторичных обмоток 4 и 6 в блок управления будут поступать с датчиков 1 и 2 периодические сигналы «1»- †«О», и блок 13 будет выдавать информацию оо отсутствии заданного положения механизма.

Если рабочий орган механизма будет перемешен в обратном направлении и займет положение, при котором датчик 1 будет включен только за счет нахождения его якоря в зоне дифференциала хода, то при первом же шунтировании вторичной обмотки 4 датчика 1 на выходе усилителя 11 появится сигнал «О», а при расшунтировании обмотки датчик не возвратится в первоначальное состояние (датчик

2 при этом все время будет включен). В блок управления 13 поступит сигнал «О» с датчика и периодически изменяющийся («1»-«0») сигнал с датчика 2. Устройство выдаст информацию о том, что механизм занял заданное положение.

Как видно, устройство обеспечивает высокую 1очность контроля, которая зависит от предварительной установки и настройки датчиков, а точнее — от расстояния между точками их включения. Проведенные испытания показали высокую эффективность устройства в контроле заданного положения механизма, которая в известных устройствах не достигалось. Так, с помошью бесконтактных конечных выключателей серии ВКВ 21 — 18, дифференциал хода которых, согласно паспортным данным, составляет 0,6 мм, обеспечивалась точность контроля в 0,1 мм. Расстояние между точками срабатывания датчиков для этой цели устанавливалось равным примерно 0,1 мм.

Предлагаемое устройство целесообразно применять в системах позиционирования станков с программным управлением.

Формула изобретения

Устройство для контроля положения рабочего органа механизма, содержашее два индуктивных датчика, пары вторичных обмоток которых подключены к релейным усилителям, соединенным с блоком управления, отличающееся тем, что, с целью повышения точности устройства, в него введены два ключевых элемента, элемент задержки и дополнительный усилитель, причем выходы каждого ключевого элемента подсоединены параллельно одной из вторичных обмоток соответствуюшего индуктивного датчика, а входы ключевых элементов подключены к выходу дополнительного усилителя, вход которого через элемент задержки соединен с выходом одного из релейных усилителей.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Авторское свидетельство СССР ¹ 289433, кл. G 08 В 21/00, 1965.

2. Марголин Ш. М. Точная остановка электроприводов. М., «Энергия», 1965, с. 33 — 35.

596990

ЫНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР

llo делам изобретений и агкрытий

I 13035, Москва, )К-35, Раушская наб., д. 4)5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Редактор Г Трусов

Заказ 1) 49/49

Составитель Г. Антонова

Техред О. Луговая Корректор A. Гриценко

Тираж 7бЗ Подписное