Преобразователь перемещения в код

 

Изобретение относится к радиоэлектрони1 е и может быть использовано в системах управления металлорежзтцими станками и измерения размеров деталей машиностроения. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей устройства. Преобразователь перемещения в код работает следующим образом. Генератор 9

СОЮЗ СОВЕТСКИХ соцИАлистичесних

РЕСПУБЛИК..,BU„„ А1

1 54

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3781935/24-24 (22) 15.08.84 (46) 07.05.86. Бюл. В 17 (72) С.Е. Токовенко, В.И. Вдовиченко, А.В. Выговский, Н.П. Жабицкий и В.Г. Оснач (53) 681 ° 325(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

0 920802, кл. G 08 С 9/00, 1980.

Авторское свидетельство СССР

Р 903928, кл. G 08 С 9/00, 1982. c

"- / (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕЯЕЩЕНЩ1

В. КОД (57) Изобретение относится к радиоэлектронике и может быть использовано в системах управления металлорежущи- . ми станками и измерения размеров деталей машиностроения. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей устройства. Преобразователь перемещения в код работает следующим образом. Генератор 9

1229957 опорных сигналов формирует задающие сигналы для управляемого делителя 10 частоты и формирователя 8 питающих напряжений, который обеспечивает питание измерительного преобразователя

1 и подает сигналы опорной частоты на дополнительный фазовый дискриминатор 6. Фазовый дискриминатор 11 выделяет разность фаэ между опорным сигналом с выхода делителя 10 частоты и с выхода измерительного преобразователя 1. Сигнал, соответствующий разности фаз, управляет делителем

10 частоты и работой элементов И 16 и 17, которые пропускают тактовые

I I

Изобретение относится к радиоэлектронике и может быть использовано в системах числового управления металлорежущими станками и измерения размеров деталей машиностроения,. 5

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей преобра зователя за счет обеспечения возможности точной установки начального, 10 отсчета в опорной точке, т.е. привязки состояния счетчика к системе координат станка с учетом размера инструмента.

На фиг. 1 представлена функциональ 15 ная схема .преобразователя; на фиг. 2 и 3 — временные диаграммы, поясняющие его работу; на фиг. 4 — схемы дополнительного фазового дискриминатора и триггеров; на фиг. 5 — схема управ" 2О ляемого делителя частоты.

Преобразователь перемещения в код содержит измерительный преобразователь 1, в качестве которого может быть использован синусно-косинусный 25 вращающийся 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, до- зо полнительный фазовый дискриминатор б, блок 7 задания начального состояния счетчика, формирователь S питающих напряжений, генератор 9 опорных сигналов, управляемый делитель 10 частоты, фазовый дискриминатор 1.1 с сигналы на реверсивный счетчик 18, который формирует код перемещения с помощью датчика 5 зоны опорной частоты дополнительного фазового дискриминатора 6, триггеров 3 и 4. 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 записываются из блока 7 в реверсивный счетчик 18, и отсчет координат перемещения начинается с координат опорной точки контролируемого объекта. 5 ил. входами 12 и 13 и выходами 14 и 15, элементы И 16 и 17, реверсивный счетчик 18, вход 19 для запоминания координаты опорной точки, вход 20 для восстановления координаты опорной точки

Дополнительный фазовый дискриминатор 6 выполнен в виде триггеров 21 и 22 и элементов И 23-25.

Триггер 3 выполнен в виде RS-триггеров 26 и 27 и элемента И 28. Управляемый делитель 10 частоты выполнен 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 опорным сигналам многократно большей частоты на выходе генератора 9. При неподвижном преобразователе f его вьасодные сигналы f совпадают во времени с сигналами f на выходе делителя 10 о (фиг. 2a,b, t,), что обеспечивается выбором соответствующего коэффициента деления делителя 10 частоты f опорных сигналов и кратности частот

f u f . Для этого формирователь 8

М питающих напряжений синхрониэируется сигналами f+ Сигналы f, f ° фф и т.д. представлены в виде импульсов, 3. 1229 временное положение, например, передных 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 вреМ

f мени по отношению к сигналам fz, поэтому фазовым дискриминатором 11 íà 10 шинах 14 и 15 формируются сигналы рассогласования +щ или — Ьу (фиг.2е, . J, 4 .,,), длительность котОРых измеряется с помощью элементов И 16 и

17 и счетчика 18 путем квантования 15 их опорными сигналами. С помощью сигналов 1Ы изменяется временное поло-! жение сигналов йр в сторону компенсации сигналов ТАЯ.

В преобразователе перемещения в

20 код привязка отсчета счетчика 18 к системе координат измерительного. преобразователя .1 производится путем высокоточного формирования опорно25 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 опор-. ной точки.

Датчик 5 зоны опорной точки, например путевой выключатель, обеспе- З5 чивает формирование сигнала таким образом, чтобы сигнал опорной точки формирователя примерно посредине зоны при разных направлениях перемещения измерительного преобразователя 1.40

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 45 опорной точки на выходе разблокированного фазового дискриминатора 6 начинают формироваться сигналы фазового рассогласования + Щ или — И в зависимости от направления переме- 50 щения преобразователя 1.

При дальнейшем перемещении. после смены взаимного временного положения сигналов f è f (фиг. ЗВ,с) прекращается формирование сигналов !

+ h.g (фиг. 33,e) и начинается формирование сигналов — А((или наоборот

i в зависимости от направления пере957 4 мещения) и в момент смены сигналов триггер 3 обеспечивает формирование короткого одиночного сигнала (фиг.3f), который несет информацию о положении опорной точки системы и формируется с точностью, определяемой разрешающей способностью фазового дискриминатора 6. Динамическая погрешность определяется значением перемещения sa 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 saранее 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

20 — нулевой. После перемещения в зоне опорной точки сигнал опорной точки с выхода триггера 3 поступает на триггер 4, устанавливая его в состояние блокирования входов счетчика 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 и отсчитывается оператором. Указанное. значение используется в дальнейшем

l в режиме восстановления координаты опорной точки.

В режиме восстановления координаты опорной точки на входе 19 устанавливается нулевой потенциал, а на входе 20 — единичный потенциал, а на блоке 7 задания начапьного состояния счетчика устанавливается число, 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 установит разряды счетчика 18 в состояние, соответствующее координате опорной точки. При этом исключается трудоемкая операция базирования инст29957

5 1г 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 измерительного 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 соединен с входом измерительного преобразователя, управляемый делитель частоты, первый и второй элементы И, выходы которых соединены с.информационными выходами реверсивного счетчика, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональйых 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 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

10 второго элементов И, второй выход формирователя питающих напряжений соединен с первым входом второго фазового дискриминатора, выход измерительного преобразователя соединен с

15 вторыми входами первого и второго фазовых дискриминаторов, выходы второго фазового дискриминатора соединены с первым и вторым входами первого триггера, выход датчика зоны опорной

20 точки соединен с третьими входами второго фазового дискриминатора и первого триггера, выход которого соединен с первыми входами второго триггера и третьего элемента И, выход второго триггера соединен с третьими входами первого и второго элементов И, выход блока задания начального состояния счетчика соединен с первым управляющим входом реверсивного

З0 счетчика, выход третьего элемента И соединен.с вторым управляющим входом реверсивного счетчика, вторые входы второго триггера и третьего элемента И являются управляющими входами преобразователя.

Ер

1229957 (Риг.

С6ставитель А. Сидоренко

Техоеп Л.Одейник Корректор:M. Шароши

Тиран 81б Ноднисное

ВНИИНИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открмтий

113035, Москва, Ж-35, Рауюская наб., д, 4/5 о

Редактор А. Шандор

Заказ 2460/59

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Уигород, ул. Проектная, 4