Устройство для контроля положения рабочего органа механизма

О д И С А Н И Е шаваеваИЗОБРЕТЕНИЯ Союз СоветскииСоциалистицескихРеспублик К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЯЬС ое к авт. свид-ву олнит 2) Заявлено 17,04,76 2 3507 10/24)М, Кл.5 08 В 21/О соединением заявкиГосударственный комнт Совета Министров ССС по репам изобретений и открытий(088,8) ата опубликования описания О,(72) Авторы изобретения Балагула, М. Н, Браун и А ондар циальцое конструкторское бюро по проектированиюагрегатных станков и автоматических линий 1) Заявитель(54) УСТРОЙСТВО 1 Я КОНПОЛ 1ОРГАНА МЕХАНИЗМА БОЧЕ 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 ц 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 точцости устройства. Для этого в устройство введены два ключевых элемента, элемент задержки и дополнительный усилитель, причем выходы каждого 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, 4 и 5, 6) через выпрямители, 8 и 9, 1 О связаны с релейными усилителями 11 и 12. Последние соединены с блоком управ. пения 13. Параллельно вторичным обмоткам 4 и 6 датчиков подсоединены ключевые элементы 14 и 15, входы которых подключены к связанному с блоком 13 управления выходу дополнительного усилителя 16. Вход последнего через элемент задержки 17 соединен с выходом релейного )силителя12,Датчики 1 и 2 устанавливают и настраива 1 оттак, цтобы расстояние между точками их включения соответствовало необходимой точностиконтроля.Работает устройство следующим образом.Пусть в процессе позиционирования рабочий орган механизма находится в таком положении, что датчик 2 включен, а датчик 1 -- 10выключен. При этом на вход усилителя 12 свторичных обмоток 5, 6 датчика 2 через выпрямители 9, 10 поступает сигнал, вызывающийпоявление на его выходе сигнала логическойединицы (1), На вход усилителя 11 с вторичных обмоток 3, 4 датчика 1 через выпрямители7, 8 поступает сигнал противоположного уровня, вызывающий снятие с выхода этого усилителя сигнала логического нуля (0). Сигнал1, передаваемый с усилителя 12 через элемент задержки 17 и дополнительный усилитель 1016 на входы кночевых 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 релейного усилителя 12 и появление на его выходесигнала О. Последний производит выключение ключевого элемента 15, который размыкаетвторичную обмотку 6, после чего, вследствиенахождения механизма в исходном положении,усилитель 12 вновь выдает сигнал 1 и процессповторяется. Таким образом осушествляетсяпериодическое замыкание обмотки 4 и обмотки6. На вход блока 13 управления поступаютсигнал 0 с датчика 1 и периодически изменявшийся (1 в 0) сигнал с датчика 2. Блок13 управления выдает информацию о нахожде 35нии рабочего органа механизма в заданномположении,Если по какой-либо причине рабочий органмеханизма 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 непроизойдет, с релейного усилителя 12 снимается сигнал 1, ключевой элемент 15 зашунтирует выходнуюъбмотку 6 датчика. При этом с выхо 45да усилителя2 снимется сигнал 0, ключевойэлемент 15 разомкнет вторичную обмотку 6.Однако, в связи с тем, что якорь не находится вточке включения датчика 2, после указанногопереключения датчик не восстановит свое предыдушее состояние, дальнейшее периодическоешунтирование выходных обмоток датчиков 1 и2 прекратится, и в блок 13 управления поступятс обоих датчиков сигналы 0 (датчик 1 напротяжении всего рассмотренного процесса былвыключен). Блок управления выдаст информацпо о том, что рабочий орган механизма нахо. дится не в исходноМ положении.Если рабочий орган механизма прошел из"лишний 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- в 0, и блок 13 будет выдавать информацию оо отсутствии заданного положения механизма.Если рабочий орган механизма будет пере- мешен 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 0, а при расшунтировании обмотки датчик не возвратится в первоначальное состояние (датчик 2 при этом все время будет включен). В блок управления 13 поступит сигнал 0 с датчикаи периодически изменяющийся (1 0) сигнал с датчика 2. Устройство выдаст информацию о том, что механизм занял заданное положение.Как видно, устройство обеспечивает высокую 1 очность 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 изобретенияУстройство 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 Ло 289433, кл. 6 08 В 21/00, 1965.2, Марголин Ш. М. Точная остановка электроприводов. М., Энергия, 1965, с. 33 - 35.596990 ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и агкрытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4