Преобразователь относительного перемещения узлов станка

 

Союз Советскик

Социалистическик

Республик ((1)750260

Ж ,/ r (61) Дополнительное к авт. свид-ву (51 } М. Кл. (22) Заявлено 01.09.77 (21) 2519294/25-28 с присоединением заявки Ж

С 01 В 7/00

Геаударстввнный комитет (23) Ириоритет по делам изобретений и открытий

Опубликовано 23,07,80. Бюллетень Рй 27

Дата опубликования описания 23.07 80 (5З } УДК 531.71:

:531,14 (088.8) (72) Авторы изобретения

Ф. И. Коган, Е, А, Кузнецов, Я. Г. Гольдин и И, М. Скигин

Особое конструкторское бюро станкостроения (7l) Заявитель (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ОТНОСИТЕЛЬНОГО ПЕРЕМЕШЕНИЯ

УЗЛОВ СТАНКА

Изобретение относится к контрольноизмерительной технике и может быть использовано, в частности, в станкостроении для измерения относительных перемешеннй например, узлов станка.

Известны преобразователи относительного перемещения узлов станка, содержащие индуктосины, обладающие высокой точностью, потребляктцие небольшую мошность и легко сочетяюшиеся с системами числового программного управления стан о кими (1).

Однако они . имеют ограниченный диапазон измерения порядка нескольких метров вследствие значительного возрастания

15 внутреннего полного сопротивления обмоток индуктосина, размешаемых по длине измеряемого переметцения и соединяемых между собой последовательно.

Наиболее близким по технической сушности к изобретению является преобразователь относительного перемещения узлов станка, включаюший в себя линейный индуктосин, который содержит зякрепляемую

2 на одном из узлов станка "шкалу с нанесенными ня ее лицевой поверхности в .направлении перемещения в один ряд несколькими плоскими обмотками и закрепЗ г ляемую ня другом узле станка головку с двумя плоскими обмотками, сдвинутыми одна относительно другой на четверть шяга. Преобразователь содержит также трансформатор, размещенный на некотором расстоянии от "шкалы" индуктосиня и служащий для передачи выходного сигналя, снимаемого с последовательно соединенных между собой обмоток "шкалы в измерительную систему f2). Длина шкалы индуктосина с нанесенными ня ней, например, печатным способом плоскими обмотками, витки которых перпендикулярны к направлению измеряемого перемещения, ограничена, кяк и в вышеуказанном случае, сравнительно небольшими пределами порядка нескольких метров. Это обусловлено теми же, как и указано выше, обстоятельстами, а именно, ростом внутреннего полного сопротивления обмотки шка3 7502 лы", вследствие которого ослабляется снймаемый со "шкалы" полезный информативный сигнал и затрудняется его выделение на фоне "шумов, Йля расширения диапазона измерений. трансформатор снабжен несколькими иден» тичными вторичными обмотками по чйслу обмоток "IIIKBilbt размещаемыми в два ряда в шахматном порядке на том же узле станка, что и "шкала, каждая вторичная обмотка электрически присоединенная к одной иэ обмоток шкалы, расположена симметрично относительно середины этой обмотки и имеет витки, вытянутые в направлении перемещения на длину, не превышающую суммарную длину двух обмоток шкалы, а две идентичные первичные обмотки трансформатора, закрепляемые на том же узле станка, что и головка индуктосина, электрически и магнитно изолированные от обмоток головки, расположены параллельно одна другой, симметрично относительно середины головки и находятся над соответствующим рядом вторичных обмоток трансформатора, а витки первичных обмоток вытянуты в направлении перемещения на длину, равную длине головки.

На фиг. 1 изображен предлагаемый преобразователь относительного перемещения узлов станка, вид сверху; на фиг. 2 дано сечение А-А на фиг. 1.

На одном из узлов станка закреплена шкала" индуктосина,, имеющая на лицевой поверхности плоские обмотки 1, расположенные в один ряд вдоль направления измеряемого перемещения, На этом же узле станка закреплены расположенные в два ряда в шахматном порядке вдоль из- 40 меряемого перемещения вторичные обмотки 2 (в левом ряду) и 2 (в правом ряпу) трансформатора. Каждая из плоских обмоток 1 шкалы" индуктосина соединена с одной из вторичных обмоток трансформатора, причем плоские обмотки 1 индуктосина соединены с расположенными в разных рядах смежными обмотками 2 и 2 трансформатора.

t 50

Витки вторичных обмоток 2 и 2 трансформатора вытянуты вдоль направления измеряемого перемещения и имеют длину, практически равную длине двух плоских обмоток 1 шкалы . Каждая: а вторичных обмоток трансформатора pate . î ëeHë симметрично относительно середины той обмотки 1 индуктосиня, с которой она электрически связана, 60 4

На другом узле станка закреплена "го. ловка 3 индуктосина, имеющая две плос

Кие обмотки, которые смещены одна относительно другой на четверть шага "шкалы и расположены на обращенной к «шкале стороне «головки", На этом же узле станка закреплены две первичные обмотI ки 4 и 4 трансформатора, каждая из которых расположена .над соответствующим рядом вторичных обмоток 2 и 2 трансI форматора. Витки обеих первичных обмоток 4 и 4 трансформатора вытянуты вдоль

f направления измеряемого перемещения, I имеют длину, практически равную длине

"головки" 3 индуктосина, и рясполбжены симметрично относительно средней линии головки ° Первичные обмотки трансформатора электрически и магнитно изолированы от обмоток головки".

Преобразователь работает следующим образом.

Однофазное входное напряжение питания переменного тока, подводимое к первичным обмоткам 4 и 4 трансформатора, трансформируется только в те его вторичные обмотки 2 и 2, которые находятся вблизи первичных обмоток. Если, например, в процессе перемещения узла станка I на котором закреплены "головка" индуктосина и первичные обмотки трансформатора, "головка" оказывается расположенной над серединой какой либо печатной обмотки "шкалы" (этот случай изображен на фиг. 1), одна иэ первичных обмоток 4 трансформатора занимает положение няд серединой вторичной обмотки 2 правого ряда, а вторая его первичная обмотка 4 занимает положение над стыком двух вторичных обмоток 2 левого ряда. Таким образом, под напряжением оказываются одновременно только три вторичные обмотки трансформатора (одна в одном ряду и две в другом ряду), а следовательно, возбуждаются только три печатные обмотки индуктосина из обмоток, образующих его

"шкалу .

При относительном перемещении узлов станка, когда головка"индуктосина и первичные обмотки трансформатора занимают какое-либо другое (промежуточное) положение, происходит возбуждение лишь двух вторичных обмоток трансформатора (по одной в каждом ряду), вследствие чего возбуждаются только две соответствующие печатные обмотки шкалы, электрически связанные с возбужденными вторичными обмотками трансформатора.

Таким образом, при относительном йеремешении узлов станка происходит по0260 6 тически не ограничен и может составлять десятки метров. формула изобретения

Преобразователь относительного перемещения узлов станка, включающий в себя линейный индуктосин, содержаший эакрелляемую на одном из узлов станка шкалу с нанесенными на ее лицевой поверхности в направлении перемещения в один ряд несколькими плоскими обмотками и закрепляемую на другом узле станка головку" с двумя плоскими обмотками, сдвинутыми одна относительно другой на четверть Мага, и трансформатор, о т л и ч а ю— ш и и с я тем, что, с целью расширения диапазона измерений, трансформатор снабжен несколькими идентичными вторичными обмотками по числу обмоток шкалы, размещаемыми в два ряда в шахматном порядке на том же узле станка, что и

"шкала, каждая вторичная обмотка электрически присоединена к одной из обмоток шкалы", расположенная симметрично относительно середины этой обмотки и имеет витки, вытянутые в направлении перемещения на длину, не лревышакзцую суммарную длину двух обмоток "шкалы, а

<две идентичные первичные обмотки трансформатора, закрепляемые на том же узле станка, что и головка" индуктосина, электрически и магнитно изолированные от обмоток головки, расположены параллельно одна другой, симметрично относительно середины "головки и находятся над соответствующим рядом вторичных обмоток трансформатора, а витки первичных обмоток вытянуты в направлении перемеше- ° ния на длину, равную длине головки.

Ю

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

l. Авторское свидетельство СССР

М 308294, кл. 5 01 D 5/20, 1969.

2. Бюллетень технической информации. цифровое программное управление

10090 Сан Бердардо Ивреи, Cod 3910239

3 -2/73; Координатно-отсчетное устройство. МофR9 jA Издание фирмы Оливетии, Италия, 1973, с. 1-7, 5 75 следовательно контактная коммутация плос-. ких печатных обмоток шкалы" индуктосина, находящихся в рабочей зоне (зоне ин- . дуктивной связи с обмотками головки индуктосина), так что одновременно в этой зоне оказывается не более трех и не менее двух обмоток шкалы . В процессе коммутации очередные по направлению дви-. жения обмотки шкалы" входят в зону индуктивной связи, а обмотки шкалы ., gxo««10 дящие иэ-под "головки", выходят из зоны индуктивной связи. Остальные обмотки шкалы при этом обесточены. Благодаря этому мощность источника входного напряжения, необходимая для питания преобра- 15 зователя, не зависит от длины шкалы", т.е. от диапазона измеряемых перемещений.

Преобразователь может работать как в амплитудном, так и в фазовом режиме. 20

Грубый отсчет величины перемещения производится, как обычно, пересчетом целого количества шагов "шкалы" (цена шага—

2 мм) путем фиксирования заданных параметров выходных сигналов, снимаемых с 25 синусно-косинусных обмоток "головки индуктосина. Точный отсчет производится определением долей шага при помоши интерполирования электрического эквивалента шага шкалы". Влияние стыка между 30 плоскими печатными обмотками шкалы на результат измерения исключено, как обычно, путем размешения печатных проводников смежных обмоток на расстоянии, равном половине шага обмотки, по разные З стороны стыка.

Соотношение длин обмоток индуктосина и трансформатора выбирается с учетом того, чтобы исключить влияние перемещений в зоне стыков этих обмоток на ка- 4а чество работы преобразователя. С этой целью предусмотрено, чтобы лри подходе головки к стыку обмоток, очередная обмотка индуктосина в направлении движения оказывалась в номинальном рабочем режиме.

Благодаря указанному выполнению преобразователя диапазон измерения его прак750260

Составитель С. Скрыпник

Редактор Т. Шагова Техред А. КуликовскаяКорректор В. Синицкая

Заказ 4618/31 Тираж 801 Подписное

БНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, ЖЗ5, Раушская наб., д. 4/5

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