Устройство для градуировки шкал генераторов сигналов

Авторы патента:

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ГРАДУИРОВКИ ШКАЛ ГЕНЕРАТОРОВ СИГНАЛОВ, содержащее последовательно соединенные автооператрр , частотомер, процессор, блок управления автооператором, установленные на станине автооператора верньерный механизм перемещения .указателя частоты с шаговым электроприводом .и горизонтальная каретка с шаговом электроприводом, на которой установлена вертикальная каретка, и граверный узел с электроприводом Эращения резца и электромагнитным приводом его линейного перемещения. причем все электроприводы соединены с выходом блока управления автооператором , отличающееся тем, что,.с целью повышения точности и производительности градуировки , в автооператор введены дополнительная горизонтальная каретка с шаговым электродвигателем, подвижная платформа для генератора сигналов , датчик положения основной горизонтальной каретки и оптоэлектронный блок с фотоприемником, закрепленный на вертикальной каретке, снабженной электроприводом, соединенным свыходом блока управления автооператором , при этом дополнительная каретка выполнена в виде столика для градуируемой шкалы, установленного (Л на закрепленных на станине направлякщих и кинематически связанного с шаговым электродвигателем, соединенным с выходом блока управления автооператором, входы которого соединены с фотоприемником и датчиком положения, причем граверный узел закреплен на основной горизонтальной каретке, а подвижна я платформа сх установлена на станине с воз.можностьй перемещения параллельно перемещению основной гокизонтальной каретки.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

3(5П Ц 01 D 13/12

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTGPCHOIVIY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21 ) 3496474/18-10 (22)10.10.82 (46)15.03.84. Бюл. Р 10 (72)A.A. Кузнецов, N.Г. Соловьев и A. В. Голубев (53)53.087.6(088.8) (56)1. Авторское свидетельство СССР

В 244654, кл. g 01 D 13/12, 1965.

2. Соловьев N.Г. Автоматизированная система градуировки шкал (АСГШ ). Иежотраслевой реферативный сборник "Передовой производственнотехнический опыт. Изделия радиоэлектронной промышленности, конструирование и технология", 9 2, сер. Т9, И., 1981 (прототип). (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ГРАДУИРОВКИ

ШКАЛ ГЕНЕРАТОРОВ СИГНАЛОВ, содержащее последовательно соединенные автооператор, частотомер, процессор, блок управления автооператором, установленные на станине автооператора верньерный механизм перемещения, указателя частоты с шаговым электроприводом .и горизонтальная каретка с шаговым электроприводом, на которой установлена вертикальная каретка, и граверный узел с электроприводом вращения резца и электромагнитным приводом его линейного перемещения, „„SU„„1080016 A причем все электроприводы соединены с выходом блока управления автооператором, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности и производительности градуировки, в автооператор введены дополнительная горизонтальная каретка с шаговым электродвигателем, подвижная платформа для генератора сигналов, датчик положения основной горизонтальной каретки и оптоэлектронный блок с фотоприемником, закрепленный на вертикальной каретке, снабженной электроприводом, соеднненныи с выходом блока управления автооператором, при этом дополнительная каретка выполнена в виде столика для градуируемой шкалы, установленного на закрепленных на станине направляющих и кинематически связанного с иаговим электродвигателем, соединенным с выходом блока управления автооператором, входы которого сое- Я динены с. фотоприемником и датчиком положения, причем граверный узел закреплен на основной горизонталь- (" ной каретке, а подвижная платформа установлена на станине с возможность| перемещения параллельно перемещенйю основной горизонтальной каретки.

1080016

Изобретение относится к приборостроению и может быть использовано для градуировки шкал приборов.

Известен универсальный полуавтомат для нанесения рисок на шкалах, содержащий поворотное устройство с 5 делительиым механизмом, суппорт с с резцедержателем, механизмы автома-1 тическаго установа длины и глубины нарезания рисок и пневмоэлектрическую схему с узлами возвратно-поступатель- 10 ного и. вращательного движений f13

Недостатком указанного устройства является невысокая точность гравировки, обусловленная наличием люфтов 5 в сложных механических узлах и элементах кииематической цепи.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является устройство для градуировки шкал генераторов сигналов, содержащее последовательно соединенные автооператор, частотомер, процессор, блок управления автооператором, установленные на станине автооператора верньерный механизм перемещения указателя частоты с шаговым электроприводом и горизонтальная каретка с шаговым электроприводом, на которой установлена вертикальная каретка, и граверный ЗО узел с электроприводом вращения резца и электромагнитным приводом его линейного перемещения, при этом все электроприводы соединены с выходом блока управления автоопера- 35 тором 21.

Указанное устройство осуществляет автоматическую разметку частотных точек на градуируемой шкале, но не позволяет гравировать штрихи по раз- 4р меченным точкам.

Применение же копировально-фрезерного станка для целей гравировки приводит к ручным операциям совмещения резца станка с размеченными 45 точками, Использование станков с программным управлением практически невозможно, поскольку для каждой шкалы необходимо было бы составлять индивидуально программу гравировки, измеряя для этого расстояние между всеми размеченными точками. Таким образом, известные ,устройства не позволяют автоматизировать процесс градуировки и полностью исключить ручные операции, которые из-эа утомляемости оператора и вносимой им субъективной погрешности ведут к снижению производительности градуировки шкал генераторов и ее точности.

Целью изобретения является повышение точности и производительности градуировки шкал генераторов.

Цель достигается тем, что s уст .ройстве, содержащем последовательно 65 соединенные автооператор, частотомер, процессор, блок управления автооператором, установленные на станине автооператора верньерный механизм перемещения указателя частоты с шаговым электроприводом и горизонтальная каретка с шаговым электроприво;. дом, на которой установлена вертикальная каретка, и граверный узел с элек". троприводом вращения резца и электромагнитным приводом его линейного перемещения, причем все электроприводы соединены с выходом блока управления автооператором, в автооператор введены дополнительная горизонтальная каретка с шаговым электродвигателем, подвижная платформа для генератора сигналов, датчик положения основной горизонтальной каретки и оптоэлектронный блок с фотоприемником, закрепленный на вертикальной каретке, снабженной электроприводом, соединенным с выходом блока управления автооператором, при этом дополнительная каретка выполнена в виде столика для градуируемой шкалы, установленного на закрепленных на станине направляющих и кинематически связанного с шаговым электродвигателем, соединенным с выходом блока управления автооператором, входы которого соединены с фотоприемником и датчиком положения, причем граверный узел закреплен на основной горизонтальной каретке, а подвижная платформа установлена на станине с возможностью перемещения параллельно;.перемещению основной горизонтальной каретки °

На фиг. 1 изображена схема устройства; на фиг. 2 - дополнительная горизонтальная каретка; на фиг. 3граверный узел, разрез., Устройство (фиг. 1} содержит авто-. оператор 1, на станине 2 которого жестко закреплены неподвижная платформа 3, направляющая 4 горизонтальной каретки 5 и цилиндрическая направляющая б для дополнительной горизонтanüíîé каретки в виде столика 7. На неподвижной платформе 3 с возможностью продольного перемещения ус танавливается подвижная платформа

8, к которой жестко с возможностью съема крепится градуируемый генератор 9, причем перемещение платформы 8 обеспечивается вращением ручки 10.

Ось настройки 11 генератора 9 через редуктор 12 связана с шаговым электодвигателем 13. Указатель частоты 14 генератора 9 может перемещаться вдоль генератора с помощью верньерного механизма (не показан)g связанного с осью 11. Градуируемая шкала 15 жестко с возможностью съема закрепляется на каретке 7, ког торая слева имеет роликовую опору

1080016

16 фиг. 2 ), закрепленную на эксцентрике 17, а справа вЂ” роликовые опоры 18, обеспечивающие передвижение каретки по цилиндрической направляющей 6. Эксцентрик 17 роликовой опоры 16 и цилиндрическая направляющая 6 кре тся к общей станине

2 ° В теле каретки 7 закреплена зубчатая рейка 19, связанная через редуктор 20 с шаговым электродвигателем 21, крепящимся к станине 2 °

На горизонтальной каретке 5 жестко закреплен граверный узел 22 (фиг.3) в состав которого входят резец 23, внутренняя гильза 24 с пазами сцепной муфты 25 и шарикоподшипником 26, внешняя гильза 27 с зубчатым колесом 28 и выступами сцепной муфты 25, устанавливаемая в шарикоподшипниках

29, зубчатое колесо 30 повышающего редуктора, сцепная муфта 31, закрепленная на оси электродвиrателя 32, рычаг 33 со штифтами 34, соленоид 35.

На горизонтальной каретке 5 жестко закреплена направляющая 36 вертикальной каретки 37 (фиг. 1), выполненная в виде зубчатой рейки. Перещение вверх и вниз каретки 37 обеспечивается электродвигателем 38. На каретке 37 жестко укреплен оптоэлектронный блок с фотоприемником 39, выполненным, например, на фотоматрице и имеющим оптический прицеп 40 и объектив 41. С горизонтальной кареткой 5 жестко связана зубчатая рейка 42, которая с помощью редуктора 43 и шагового электродвигателя

44 осуществляет продольное движение. каретки. Для обеспечения точной начальной. установки граверного узла горизонтальная каретка 5 снабжена .4Q датчиком положения 45, выполненным, например, в виде оптронного датчика, световой поток которого взаимодействует с флажком 46, закрепленным на валу шагового электродвигателя 44. 45

Автооператор 1, частотомер 47, процессор 48 и блок управления автооператором 49 с пультом 50 электрически последовательно соединены. Процессор 48 соединен с устройством ввода программ 51.

Предлагаемое устройство градуировки шкал генераторов работает следующим образом.

В начальный момент оператор, вращая ручку 10, осуществляет продольное перемещение платформы 8 и вместе с ней генератора 9 таким образом, чтобы технологическое отверстие на генераторе 9 попало в перекрестие оптического прицела 40 фотоприемни- 0 ка 39, обеспечивая тем самым совмещение оптической оси фотоприемника . 39 .с технологическим отверстием.

Расстояния между оптической осью фотоприемника 39 и резцом 23 гра- 65

I верного узла 22 выбраны такими, что при установке технологического отверстия в перекрестке оптического прицепа острие резца 23 устанавливается по оси технологического отверстия в шкале 15. Такая подстройка необходима для компенсации технологического разброса линейных размеров генератора 9. Однако неточность начальной установки горизонтальной каретки 5 может привести к дополнительной погрешности начальной установки острия резца 23, что в свок " очередь может привести к недопустимой систематической погрешности градуировки.

Для устранения неточности начальной установки горизонтальной каретки

5 используется оптронный датчик положения 45, световой поток в KQTQpoM перекрывается флажком 46. При поступлении импульсов на шаговый электродвигатель 44 флажок 46 периодически перекрывает световой поток датчика и сигналы с него поступают в блок управления автооператором 49. Зубчатая рейка 42 посредством редуктора

j43 приводится в движение, каретка 5, движется справа налево и замыкает левый концевой выключатель (не показан ). Замыкание левого концевого выключателя приводит к тому, что блок управления автооператором 49 реагирует на очередной после этого замыкания импульс с оптронного датчика.45 и шаговый электродвигатель

44 останавливается. Подобная организация датчика положения обеспечивает точность остановки горизонтальной каретки 5. в левом положении, равную ее линейному перемещению при по даче на электродвигатель 44 одного импульса (например, 0,2 мм ).

После завершения начальной установки оператор нажимает кнопку "Пуск" на пульте управления 50. При этом с блока управления автооператора 49 на шаговые электродвигатели 13 и 44 начинают поступать импульсы. Указатель частоты 14 начинает перемещаться слева направо. координатная каретка 5 также начинает перемещаться в том же направлении. Так как перемещением указателя частоты 14 и горизонтальной каретки 5 управляЮт не связанные между собой электромеханические системы, то во время движения возможно их рассогласование по положению, что эквивалентно отклонению оптической оси фотоприемника 39 от визирной линии указателя частоты 14. С целью компенсации указанного рассогласования с фотоприемника 39 на блок управления автооператора 49 подают сигналы, которые обрабатываются специальными логическими схемами блока и в зави1080016 симости от знака рассогласования блокируют подачу импульсов на один иэ шаговых электродвигателей 13 или

14. В результате этого тормозится электродвигатель 13 или 44, что приводит к компенсации рассогласования, Применение в фотоприемнике 39 фото.матрицы позволяет получить высокую разрешакщую способность следящей системы. В данном конкретном примере разрешающая способность ограничена только. линейным перемещением указателя частоты 14 и горизонтальной каретки 5 эа один шаг и равна 0,2 ьза.

Измеряемая частота (Х„,) с генератора 9 поступает на электронносчет- 1> ный частотомер 47, где измеряется, а результат измерения в цифровом коде выдается в процессор 48, где к моменту вЫдачи вычисляются верхний и нижний допустимые пределы отклоне- 20 иия частоты и ее номинальное значение для точки, подлежащей градуировке. Если измеренная частота окажется меньше нижнего предела, то на волоке-управления автооператором 49 25 выдается разрешение на следующий шаг, если находится в пределах допуска, то вырабатывается команда градуировки. При наличии команды грацуировки блокируется подача импульсов . Щ на шаговые электродвигатели 13 и 44, движение указателя частоты 14 и гори бдительной каретки 5 прекращается и команда градуировки выполняется граверньэ4 узлом 22 и кареткой 7.

Эиполнение команды градуировки кареткой 7 происходит следующим образом. При наличии этой командц на шаговый электродвигатель 21 поступает определенное число иппуль- 4О сов (в зависимости от длины .гравируемого штриха ), зубчатая рейка 19 приводит каретку 7 в движение и углубленный в шкалу 15 резец 23 гравирует в ней штрих соответствующей длины. Наличие у каретки 7 справа цилин 45 дрической .направляющей б на роликовых опорах 18, а слева роликовой опоры 16 с эксцейтриком 17 -дает воэможность установки (регулировки ) путем поворота эксцентрика плоскости карет- 50 ки 7 относительно плоскости направляющей 4 каретки 5 с точностью до

0,01 мч, что необходимо для равно,мерности глубины резания при грави" ровке штрихов на всей площади шкалы 15.

По окончании гравировки штриха напряжение с соленоида 35 снимается, резец 23 отходит от шкалы 15, каретка 7 останавливается и продолжается дальнейшее движение горизонтальной каретки 5 и указателя частоты 14 слева направо до получения следующей команды на гравировку штриха.

После градуировки первого поддиапазона .генератора происходит возвратное движение горизонтальной каретки 5 и указателя, частоты 14 до срабатывания концевого выключателя.

Далее. вертикальная каретка 37 и вместе с ней фотоприемник 39 с помощью электродвигателя 38 опускаются до положения, соответствукщего следующему подциапазону генератора 9 (на шкале поддиапазоны идут сверху вниз прн увеличении частоты ). Это позволяет скомпенсировать систематическую погрешность градуировки, возникающую из-за наличия некоторого отклонения от вертикали визирной линии указателя частоты 14 при его установке на генератор. Особенно это отклонение может сказаться, если не проводить упомянутой операции при градуировке последнего поддиапазона генератора, так как относительное отклонение указателя частоты 14 от вертикали здесь наибольшей величины и погрешность градуировки может до-.. стигнуть более 16, что недопустимо.

После установки следующего поддиапазона работа устройства происходит аналогично описанному выше.

Таким образом, использование пред-. ложенного устройства обеспечивает автоматическую синхронизацию перемещений верньерного механизма указателя частоты генератора и граверного узла и совместит разметку с гравировкой шкалы, что позволяет повысить точность и производительность градуировки.

1080016

ВНИИПИ Заеаз1324/42 тираж610 Подписное .

Филиал ППП "Патент", r.Ужгород,ул.Проектная,4