Устройство для воспроизведения параметров вращения детали

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК А 1 1 Р 21/00 51 ГОСУДАРСТВЕННЫЙКОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР н ьж ечв+ ОПИСАНИ К АВТОРСКОМУ СВ ТС ЗОБ ЕЛЬСТВ(56) Биркадзе Ш, В. Автоматизация поверочных работ в области угловых измеренийна базе микро-ЭВМ. Обзорная информация.Сер. Информационное обеспечение целевых научно-технических программ. вып.2, - М.: 1986, с, 3 - 28,(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВОСПРОИЗВЕДЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ ВРАЩЕНИЯ ДЕТАЛЕЙ(57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано длявоспроизведения параметров вращения,Целью изобретения является повышениеточности. Одновременно вращают образцообретен хнике иможет зионного эщения ль изобр нои нию прец ти.Н иг. 1 предс мого устрой ая оптическа е диаграммы йство содер я ротор 2, пр льцевой гаэ ую угловую м КГЛ 7, пов ротного столлок-схема г. 2 - его афиг,3 -тэвлена б ства; на фи я схема; н жит основание 1, враивод 3 ротора, образовый лазер (КГЛ) 4, еру 5, деталь 6, иэмеоротный стол 8, приа, нуль-индикатор 10 положения), нуль-инпредлагаеупрощеннвременныУстрощающийсцовый кообразу ющрительнывод 9 повооснования ие относится к иэмерительоптическому приборостроебыть использовано для воспроизведения параметдеталей,етения -вцй кольцевой газовый лазер 4 и образцовую угловую меру 5 с помощью ротора 2, При этом повооачивают поворотный стол 8 с установленнцми на нем деталью 6 и измерительным кольцевым лазером 7 и снимают показания индикатора положения 11 стола, Определяют положение каждой метки образцовой меры относительно оптических осей нуль-индикатор 10 положения основания 1 и поворотного стола 8. Калибруют показания измерительного и образцового кольцевых газовых лазеров по показаниям нуль-индикаторов основания и поворотного стола, оптически сопряженных с угловой мерой 5. Определяют угол поворо 1 а, угловую скорость и угловое ускорение детали 6 по калиброванным показаниямдвух кольцевых Б газовых лазеров и двух нуль-индикаторов с помощью микро-ЭВМ 18. 3 ил. дикатор 11 поворотного стола, датчик положения 12, блок 13 системы жизнеобеспечения, блок 14 системы предварительной обработки информации, схему сопряжения (интерфейс) 15 КГЛ, интерфейсы 16 и 17 нуль-индикаторов и датчиков положения, микро-ЭВМ 18, приводы ротора 19, интерфейс 20 привода 9 поворотного стола. Блоки 14 - 20 совместно образуют измерительный блок.Устройство работает следующим образом,Вращают КГЛ 4 одновременно с образцовой угловой мерой 5, установленные на роторе 2 относительно основания 1, Вращение задают приводом 3, например, со скоростью 120 об/мин. Снимают показания с образцового КГЛ 4, пропорциональные углуповорота образцового КГЛ 4 з 1 с:.и Гельс Основания 1. Блок 13 системы )кЗеобспв чепинг обеспечивает генерацию образцового КГЛ, стабилизацию амгЛитуды си.Нала и ЧаСтОТЫ ГЕНЕРВЦИИ ПО МВКСИМУМУ УСИЛЕли, В блоке 14 системы предсарг ль 1 Ой абра ботки информации осущезтвлиет" 1;.Оде ет числа импульсов с образцового К 1 Х 1, рспорционального углу поворота образцового КГЛ относительно основания иТерфел.а 15, с последующей передачеР информации в микро-ЭВМ. Снимают показания с нуль. индикатора 10 основания,;редставляс цего собой, например, автаксллматос с фотоэлектрическим выходом. Нуль-индхатор 10 Основания выдает импульсь ат каждой мегки образцовой угловой меры 5, в качестве которой выбрана образцовая угловая призма. Временной интервалмежду этими импульсами пропорционален углу между каждой гранью образцсвси призмы. Затем зти показания через лгерфейс 16 передаются В микро-ЭВМ 18, По показаниям образцового КГЛ 4 и нул;.индикатора 10 по традиционной методике спределя:с - углы между гранями образцсвой призмы, Затем для повышения ур)вн тсчнсс;и из мерений калибруют показани 51 образ:,свого КГЛ 4 по показаниям нуль-индикатора 1 О основания. Все углы между граняь и образ- ЦОВОЙ призмы 5 известны с псгзешостью не более 0,03, которая заранее дсс Гае Гс1многократными измерениями на зт:,лс.1 ых угломерных установках, Далее, ълая с ьСс чаЙшеЙ точностью уГлы между "эа 1 ямн образЦОВОЙ призм,1, каНА)ую 1. с пс Мощью микро-ЭВМ 18 Г)сказания .образца Ваго КГЛ 4 МГ) (см, фиг. 3) с ч.:гтстсй, равной произведенио числа сбсрссв вс Образ цОВОЙ призмы нэ числа ее 1 )-11 ей, .а" тем устанавливают деталь 6, изм.;рительный КГЛ 7 и врацаю на пс)всрстнсм селе В с помощью привода с, злекри Век 1 управляемого через интерфейс 20 с гО 1,сщьс микро-ЭВм 18, Далее снимают 1 сказан," С нуль-индикатора 11 поворотного стала Б пропорциональные углу между ажд:) й граньо образцовой гризь и 5. пс аВлс, - ,:л " показаниями нуль-индикатора 10 основа. ния, Определяют сектор преци:- Г)1:.1 х изме. рений угла между оптически Осям нуль-индикатора 10 основ,.Ния и нуль-,"ди катара 11 псвсратнсгс) сгсла с Г.:,11.1 1,:. с д,г. чиков полонения 12 Ге,звс Ггал образцовой призмы 5;см, фиг, 2;1",;.ее перс- считывэют калиброванье показаия Образ. цового КГЛ 4 и нуль-:ндикатс.Ов О и 1угол гОворстэ детали 6 стнсситъгьс Ос,;От:, ния 1 сладуОщим Образом (с;. фиг. 2 и Э). С луль-индикатора 10 снимают импульс:.; Согласно временной диаггэмме для 01 ос частотОЙ, 3)зв 1 сй у," где и - число Оборотов ротора 2 в 1 с;) - число граней призмы 5,С образцового КГЛ 4 снимают импульсыМ)6 ъ пропорциональные углу поворота О ротора 2 в иерциальнсм пространстве, и вычи 10 1 ают угол вращения Земли. Затем калибруютпоказания образцового КГЛ 4 М 06 р как загерисд Т врв.цения (см, фиг. 3) ПО номинальному значению Мо 6 р =-2 ЛК =2 10 имп6где К - масштабный коэффициент, так и завремя Л Т.=.1 О смени граней Образцовойп)измь 5 угл)между гранями заранее извесы с высокой Гслсстью). С нуль-индиатсра 11 псвсрстнсГО "тола снимаютимпульсы согласно временной диаграмме".Г )1, Далее заполняют с помощью микроЗВМ временнье проме)кутки для 010 и 11 пульсами А. П)и ем разность временных интервалов одноименных граней (см,фиг 3) пропорциональна углу а между оп) ическими асями нуль-индикаторов Основания 10 и поворотного стала 11д -. - г / "1,6 р/Г 46 р, (2)ГДЕ Л "о 6 -" ЧИСЛО И:")ПУЛЬСОВ ССРдЗЦОВОГОК 1 Л 4, сня"ых за,"рс;,:ежутск времени, ссст 1- яетгтвусдИЙ обходу сднсй из граней образСзси призмы ат оптическаи оси, ль- катара 10 сснсгания до оптическойси нул -лд;,и гара 11 псвсрстнсго стола,Л 1 == а/(2)т и, . (3)В ;ВЯЗИ С ЕМ, Чта ДЕТВЛЬ жЕСтКО ЗВКОЕПена на цсвссстнсм с;с е с нуль-индикаторам1, ауль-индикаср 10 жесткоз 1;реплен на основании тс угол между ихсп;л 1 сок 1 и асями ссстнетс гвуп углу меж 1)азовалВткс 1 Основания и базовой меткой Основали)1 и базовой меткай псвсротного.:тала. Таким образам добиваются прецизионного измереня (с урсвнем точности вяше0,2") угла поворота детали 6 относительно оснс занял 1, Даная последовательность Операций сбеснечиает прецизисннс измерениеуглов поворота летг и, Однако частота опросаинформации сб угле при малых угловых скоростях врзще,:и детали не Гре.лшает вегичины и Е, т, е, мевт ПГ)ргск не более 64 ГцГри использовании 32-гоаннсй призмь. Гриеличенисксрасти врлщения детали 6 ва)ленни вращения ротора 2 дс ВеличиныСахЗР 1,)ЫХ,ЦРУГ С ДРУГаМ ЧВСата )к ОПРОСа1,Ожет уме 1 ьшаться дс 1 уля в соответствии с5 10 15 пдет - число оборотов в 1 с детали;Й - число меток образцовой угловой меры,Следовательно, для обеспечения измерения углов поворота детали при скоростях, больших, чем угловая скорость вращения ротора, необходимо менять знак угловой скорости вращения ротора, В этом случае частота опроса в соответствии с выражением (4) возрастет вдвое. Дальнейшее увеличение угловой скорости детали 6 будет приводить к дальнейшему росту частоты опроса. Управление знаком угловой скорости вращения ротора 2 осуществляется с помощь 1 о микро-ЭВМ 18, интерфейса 19 и привода 3 ротора. Информация о знаке вращения образцового КГЛ 4 выделяется в блоке 14 системы предварительной обработки информации и через интерфейс 15 передается в микро-ЭВМ 18. Смена знака вращения ротора 2 производится при приближении угловой скорости детали 6 к угловой скорости ротора 2. Увеличение частоты опроса до величин порядка 20 кГц и более необходимо для построения на базе предлагаемой совокупности признаков цифровых систем автоматического регулирования и управления угловыми положениями детали. Наиболее простым путем является увеличение и-числа оборотов ротора и Й-числа меток образцовой угловой меры. Однако увеличение и возможно лишь путем понижения чувствительности образцового КГЛ 4. Число оборотов, равное 2 об/с выбрано из того соображения, что электронный тракт образцового КГЛ 4 частоту более 2 МГц не пропустит,Увеличение и при сокращении верхней частоты тракта возможно лишь при уменьшении уровня чувствительности образцового КГЛ 4, что ведет к снижению уровня точности измерения, противоречивых цели изобретений. Увеличение числа меток образцовой меры 5 также ограничивается воэможностями аттестации угловой меры с точностью порядка 0,01+0,03 . На сегодня 20 25 30 35 40 45 самый высокий уровень точности получен на Государственном эталоне, представляющем собой 24-гранную призму, Таким образом, увеличение частоты опороса для расширения динамики управления деталью беэ ввода измерительного КГЛ 7, установленного вместе с деталью 6 на поворотном столе 8, может привести к снижению уровня точности управления деталью, Одновременное использование образцового 4 и измерительного 7 КГЛ, а также последующая калибровка их показаний позволяет одновременно повысить уровень точности воспроизведения параметров вращения детали и существенно расширить динамические воэможности систем,Формула изобретения Устройство для воспроизведения пар метров вращения детали. содержащее осно вание, ротор, привод ротора, измерительный кольцевой газовый лазер, индикатор положения основания, блок обработки информации, датчики положения и измерительный блок, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности, оно дополнительно содержит поворотный стол, индикатор положения поворотного стола, привод поворотного стола, образцовый кольцевой газовый лазер и образцовую угловую меру, причем деталь установлена на поворотном столе, индикаторы положения поворотного стола и основания оптически сопряжены с образцовой угловой мерой, образцовый кольцевой газовый лазер и образцовая угловая мера установлены на роторе, а иэмерительнь 1 й кольцевой газовый лазер - на поворотном столе, выходы индикаторов положения, датчиков положения, измерительного и образцового кольцевых лазеров соединены с информационными входами измерительного блока, управляющий выход которого подключен к входу привода поворотного стола, выход которого соединен с входом привода ротора.Составитель Ю,ВласоТехред М,Моргентал Редактор Т.Ивано ректор Т.Палий СР Производственно-издательский комбинат "Патент город, ул.Гагарина, 101 Заказ 4618 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКН 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5