Преобразователь относительного перемещения узлов станка

(23) Ириоритет по делам изобретений и открытиюОсобое конструкторское бюро станкостроения(54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ОТНОСИТЕЛЬНОГО ПЕРЕМЕШЕНИЯ УЗЛОВ СТАНКА Изобретение относится к контрольноизмерительной технике и может быть использовано, в частности, в станкостроениидля измерения относительных перемешенийнапример, узлов станка,Известны преобразователи относительного перемещения узлов станка, содержащие индуктосины, обладяюшие высокойточностью, потреблявлцие небольшую мощность и легко сочетаюшиеся с системамичислового программного управления станоками 111.Однако они, имеют ограниченный диапазон измерения порядка нескольких метров вследствие значительного возрастаният 5внутреннего полного сопротивления обмоток индуктосина, размешаемых по длинеизмеряемого переметцения и соединяемыхмежду собой последовательно,Наиболее близким по технической сушности к изобретению является преобразователь относительного перемещения узловстанка, включаюший в себя линейный индуктосин, который содержит зякрепляемую 2на одном из узлов станка "шкалу" с нанесенными ня ее лицевой поверхности в .направлении перемещения в один ряд несколькими плоскими обмотками и закрепЗф ф 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 фшкялы в измерительную систему 2. 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 1 цка3 7502лы", вследствие которого ослабляется снймаемый со "шкалы" полезный информативный сигнал и затрудняется его выделениена фоне "шумов",Для расширения диапазона измерений.трансформатор снабжен несколькими идентичными вторичными обмотками по чйслуобмоток "шкалы"размещаемыми в два ряда в шахматном порядке на том же узлестанка, что и "шкала каждая вторичнаяобмотка электрически присоединенная к одной иэ обмоток шкалы", расположенасимметрично относительно середины этойобмотки и имеет витки, вытянутые в направлении перемещения нв длину, не превышающую суммарную длину двух обмотокшкалы, а две идентичные первичные обмотки трансформатора, закрепляемые натом же узле станка, что и "головке" 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 виткипервичных обмоток вытянуты в направлении перемещения на длину, равную длинеголовки,На фиг. 1 изображен предлагаемый преобразователь относительного перемещенияузлов станка, вид сверху; на фиг. 2 даносечение А-А ня фиг. 1. На одном из узлов станка закреплена шкала" индуктосина имеющая на лицевой поверхности плоские обмотки 1, расположенные в один ряй вдоль направления измеряемого перемещения, На этом же узле станка закреплены расположенные в два ряйя в шахматном порядке вдоль из меряемого перемещения вторичные обмотки 2 ( в левом ряду) и 2 ( в правом ряду) 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.50Витки вторичных обмоток 2 и 2 трансформатора вытянуты вдоль направления измеряемого перемещения и имеют длину, практически равную длине двух плоских обмоток 1 шкалы. Каждая а вторичных55 обмоток трансформатора ряз 1 еня симметрично относительно середины той обмотки 1 индуктосинв с которой оня электрически связана. 60 фНа другом узле станка закреплена "го. ловка 3 индуктосина, имеющая две плосКие обмотки, которые смещены одна относительно другой на четверть шага "шкалыи расположены ня обращенной к шкалестороне головки, На этом же узле станка закреплены две первичные обмотки 4 и 4 трансформатора, каждая из которых расположена .над соответствующим рядом вторичных обмоток 2 и 2 транс/форматора. Витки обеих первичных обмоток 4 и 4 трансформатора вытянуты вдоль(направления измеряемого перемещения, 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, пойводимое 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 станками 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 нвд серединой вторичной обмотки 2 правогоряда, 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 шкалуПри 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 йеремещении узлов станка происходит но5 75следовательно контактная коммутация плоских печатных обмоток шкалы" индуктосина, находящихся в рабочей зоне (зоне ин-,дуктивной связи с обмотками "головки" индуктосина), так что одновременно в этойзоне оказывается не более трех и не менее двух обмоток "шкалы. В процессекоммутации очередные по направлению движения обмотки "шкалы" входят в зону индуктивной связи, а обмотки шкалы"., ухо 10дящие иэ-подголовки, выходят из зоныиндуктивной связи. Остальные обмотки"шкалы" при этом обесточены. Благодаряэтому мощность источника входного напряжения, необходимая для питания преобразователя, не зависит от длины "шкалы",т,е, от диапазона измеряемых перемещений,Преобразователь может работать какв амплитудном, так и в фазовом режиме. 70Грубый отсчет величины перемещения производится, как обычно, пересчетом целогоколичества шагов "шкалы" (цена шага -2 мм) путем фиксирования заданных параметров выходных сигналов, снимаемых с 25синусно-косинусных обмоток "головки индуктосина. Точный отсчет производитсяопределением долей шага при помоши интерполирования электрического эквивалента шага "шкалы". Влияние стыка между 30плоскими печатными обмотками "шкалына результат измерения исключено, какобычно, путем размешения печатных проводников смежных обмоток на расстоянии,равном половине шага обмотки, по разные Зстороны стыка.Соотношение длин обмоток индуктосинаи трансформатора выбирается с учетомтого, чтобы исключить влияние перемещений в зоне стыков этих обмоток на ка ачество работы преобразователя, С этойцелью предусмотрено, чтобы лри подходеголовки к стыку обмоток, очередная обмотка индуктосина в направлении движения оказывалась в номинальном рабочемрежиме,Благодаря указанному выполнению преобразователя диапазон измерения его прак,г ницкая Тираж 801 ПодписноеИ ПИ Государственного комитета СССРо делам изобретений и открытий5, Москва, Ж 5, Раушская набд. 4/ аказ 4618/31ЦНИ филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул, Проектная,Составитель С. Скрыпникедактор Т. Шагова Техред А. КуликовскаяКорректор В