Устройство для измерения перемещений в системах программного управления

 

и и c:a-J

Союз Советских

Социалистических

Республик

И Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ (i i i 736050

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6! ) Дополнительное к лвт. свил-ву— (22) Заявлено 23.02.78 (2 ) 2583435/18-24 (51}.М. К;1. с присоединением заявки ¹

G 05 В 19/26 аасуднрстнннный NONHTBT (23) Приоритет

Опубликовано 25.05.80. Бюллетень № 19

Дата опубликования описания 25.05.80

Ia @алаи наобретеннй н открытий (5Ç) У,Д,К 621.503.. 55 (088. 8) Е. В. Горохов, B. А. Арманд, В. И. Грызенков, В. И. Устинов и Л. П. Прохоров (72) Авторы изобретелия (7!) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПЕРЕМЕШЕНИЙ

В СИСТЕМАХ ПРОГРАММНОГО УПРАВЛЕНИЯ

Изобретение относится к измерительному оборудованию, в частности к устройствам для измерения линейных и угловых перемещений, имеющих цифровую индикацию, и может найтн применение в

5 системах программного управления мвталлорежушнми станками.

Известно устройство для измерения перемещений в системах программного

1О управления содержащее датчики перемещения, подключенные к схеме преобразования, в которое для повышение точности позиционирования введены датчики коррекции (1).

Наиболее близким техническим решением к данному изобретению является устройство для измерения перемещений, содержащее два идентичных канала управления, состоящие из блока ввода программы, бло- ка управления, координатного исполнительнот о двигателя, датчика перемещения, преобр азова геля, формирователя импульсов, фазовращателя, реверсивного счетчика, датчика коррекции и фазового цетектора (2.! °

Недостаток устройства - применение датчиков системЖ коррекции механичес ки или информационно 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 н необходимости дополнительной юстировки.

Цель изобретений — упрощение и расширение области применения устройств дня измерения перемещения в системах программного управления при сохранении заранее заданной точности.

Поставленная цель достигается техт, что в устройство программного управления, содержащее датчик перемещения, подключенный информационными выходами ко входам формирователя сигналов велиrg "P) г 1) чины и знака перемещения, и:1оследо-вательно соединенные основной реверсив.=ный счетчик, первый дешифратор H блох индикации второй вход котор то соединен с первым выходом логического блока, введены последовательно соедин,HHI IB фОрмирователь импульсов, дополнительный реверсивный счетчик, второй дешифратор, блок коммутации и блок коррекции под.— ключенный вторыми входами к выходам формирователя сигналов величины и 3НВка перемеецения и ко входам дополнительного реверсивного счетчика, информационными входами — ко входам оснозного

10 счетчика, а знаковым выходом - ко второму входу блока коммутации, Входы формирователя импульсов соединены с установочными выходами датчика переме щения, а выходы — с установочными входами основного и дополнительного реверсивных счетчиков и с третьим входом блока индикации.

На фиг. 1 представле11а функциональная схема устройства; на фиг. 2 зависимость величины систематической ошибки от перемещения по координате Х.

Устройство для измерения перемещений содержит датчик 1 перемещения, формирователь 2 сигналов велпчи-:ы и знака перемещения, логический блок .3 формирователь 4 импульсов, блок 5 кор=: рекции, блок 6 коммутации .:Второй дешифратор7, дополнительный реворсивпый счетчик 8, основной реверсивный счетчик

9, первый дешифратор О, блок 1 t инди-- =" кации.

Устройство работает следуюеиим об= разом.

При перемещении датчика 1 фсрмирую.- 10 щие узлы, вход.пцие в его состав, Вьграба-" тывают две последовательности периодических сигналов Ф1 и Ф2, имеющие фазовый сдвиг Т/4, сигнал Ф.5, имеющий

% фазОВый сдвиг 5/ 8Т Относительно Э 1 и сигнал R 1, не синхронизирован1еый, 5 в общем случае, с остальными сигналами. Сигналы ее.е1 и Ф 2 преобрастются формирователем 2 сигналов величины и знака перемещения в счетные 11мпульсье ее и сигнал управления направлением

50 счета Чl счетчика. 8. Из сигналов фЗ и К 1 формирователем 4 автоматически формируются импульсы установки нуля

R 2 и R 3 счетчиков 8 и 9. Формирователь 4 импульсов может:устанавливать

55 начало отсчета основного реверсивно о счетчика 9 В произвольной точке коор- динаты.

Систематическая оп1ибка датчика 1 автоматически компенсируется с помощ1.-ю соответству1оп1ей коррекции счетчика 9, Есл11 на некотором отрезке коорпе1наты систематическая ошибка постоянна ь(Ю = = сопв1, то сдвинув начало стсчета счетчика 9

В точку -Rs1go а,, уменьшаем ошибку

HB отрезке до Величины) :-8 ) .

Поскольку систематическая ошибка е в общем случае есть непостоянная функция координаты Х . = Л (х), то коррекец1я счетчика 9 также меняется в зависимости от Х: 8=- е (х). Ошибка при зто".": выражается разностью < =-.О,(x)

8 (x)., Необходимо отметить, что корпекц11я счета производится лишь HQ дис— кретную величину равную единице счета Е сч, (ля того, чтобы произвести коррекееию систематической ошибки датчика перемещения без применения дополнительного датчика коррекции, необходимо решить

;-.апачу аппроксимации функции Е (х) пр1. помо1ци кусочно-постоянной функции 8 (х ;, имеющей в точках разрыва скачки равные + А, ч.

Функция д (х) легко строится по задан-ному графику функции систематической ошибки Ь(х). На фиг. 2 изображен гра-фик функции ее (x) ДЛя функции ошибки ь (х) ., приближаюецей функцию

Хь (1.1, с погрешностью, не превыша1ошей

1/2 . . По построенной функции (x) определяются точки коррекции g, y, 2

7,„и паправление корректирующего воз- действия. ,Бля получения сигнала разрешения на коррекцию В точке Кквходы блока 5 корЪ кции через блок 6 коммутации программируютсл на соответствующие выходы дешифр атора 7. Сигнал разрешения на коррекцию формируется с точностью до единицы счета

Ас, Блок 5 коррекции вырабатывает сигналы знака корректирующего воздействия

Ъ и сигналы величины корректирующего ВОздейстВия К2 дпя управления Ос» новным реверсивным счетчиком 9. По тенциальные выходы счетчика 9 через дешифратор 1О связаны с блоком 11 индикации.

К аправление корректирующего воздействия в точке коррекции (положительное или отрицательное) выбирается с учетом характера изменения систематической

0111ибки 6 (x) . Причем, при прохожде11и11 ! датчиком 1 точки коррекции Х лева

f Формула изобретения,направо подается команда на сдвиг точк отсчета счетчика 9 на величину - e .Д,л сЧ, .,а при прохождении точки ) к справа налево подается команда на сдвиг точки отсчета на величину + Вк Л сч, где

+1, если ь(х) убывает в точке Хк — 1, если A. (õ) возрастает в точке X. ..

Таким образом, рассмотренная схема формирования корректирующего воздействия позволяет компенсировать прбиэвольную систематическую ошибку путем формирования сигнала разрешения в произвольной точке коррекции и произвольного

-.,задания направления корректирующего воз- 15 действия.

Во многих случаях, встречающихся на практике, при работе на цифровых отсчетных устройствах необходимо иметь произвольное начало отсчета, С этой

20 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 9 инвертирует ся., При работе для измерения перемепжния с.произвольной установкой начала от чета " точки коррекции ХЛ, ..., 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 координаты, имеет широкие возможности программирования корректирующих воздей40 ствий, что обеспечивает расширение технологических возмякностей юстировки и их применение.

Устройство для измерения перемещений в системах программного управления содержащее датчик перемещения, под- ключенный информационными выходами ко входам формирователя сигналов величины и знака перемещения, и последовательно соединенные основной реверсивный счетчик, первый дешифратор и блок индикации, второи вход которого соединен с первым выходом логического блока, отличающеесятем, что, с целью упрощения и расширения области применения устройства, в него вве-, дены последовательно соединенные формирователь импульсов, дополнительный реверсивный счетчик, второй дешифратор, блок коммутации и блок коррекции, подключенный вторыми входами к выходам формиро.вателя сигналов величины и знака переме щения и ко входам дополнительного реверсивного счетчика, информационными входами - ко входам основ ного реверсивного счетчика, а знаковым выходом — ко второму входу блока коммутации, входы формирователя импульсов соединены с установочными выходами датчика перемещения, а выходы — с установочными входами основного и дополнительного реверсивнык ! счетчиков и с третьям входом блока индикации.

И стсчнпки информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Киселев В. M. Фазовые системы, числового программного управления станками. М., Машиностроение, 1976, с. 61.

2. Авторское свидетельство СССР

No 470793, кл. G OG В 19/32, 1972 (прототип).

736050

« СЛЭ

Составитель Е. Иорсобина

Редактор А. Мотыль Техред М. Петко Корректор

10. Макаренко, Заказ 2265/5 Тираж 956 По,щчисное

БНИИПИ Государственного комитета СССР . 1 по делам изобретений н открытий

1 13035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная; 4

Ф д >, з

М х г ю С % Ь О сО н ф 5

Щ