Устройство для градуировки шкал генераторов сигналов

.Г. Со ераГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ПИСАНИЕ ИЗО(56)1. Авторское свидетельство СССР В 244654, кл. Я 01 Р 13/12, 1965.2. Соловьев М.Г. Автоматизированная система градуировки шкал (АСГЮМежотраслевой реферативный сборник "Передовой производственно- технический опыт. Изделия радиоэлектронной промышленности, конструирование и технология", Р 2, сер. Т 9, И., 1981 (прототип).(54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ГРАДУИРОВКИ ШКАЛ ГЕНЕРАТОРОВ СИГНАЛОВ, содержащее последовательно соединенные автооператор, частотомер, процессор, блок управления автооператором, установленные на станине автооператора в ньерный механизм перемещения, указ теля частоты с шаговым электропри водом .и горизонтальная каретка с шаговым электроприводом, на которой установлена вертикальная каретка, и граверный узел с электроприводом вращения резца и электромагнитным приводом его линейного перемещения,причем все электроприводы соединены с выходом блока управления автооператором, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности и производительности градуировки, в автооператор введены дополнительная горизонтальная каретка с шаговым электродвигателем, подвижная платформа для генератора сигналов, датчик положения основной горизонтальной каретки и оптоэлектронный блок с фотоприемником, закрепленный на вертикальной каретке, снабженной электроприводом, соеднненныи с выходом блока управления автооператором, при этом дополнительная каретка выполнена в виде столика для градуируемой шкалы, установленного на закрепленных на станине направляющих и кинематически связанного с шаговым электродвигателем, соеди- ( ненным с выходом блока управления автооператором, входы которого сое- Я динены с. Фотоприемником и датчиком положения, причем граверный узел закреплен на основной горизонталь- (" ной каретке, а подвижная платформа установлена на станине с возможность М перемещения параллельно перемещенйю 1) основной горизонтальной каретки.С)соединенные автооператор, частотомер,процессор, блок управления автооператором, установленные на станинеавтооператора верньерный механизмперемещения указателя частоты с шаговым электроприводом и горизонтальная каретка с шаговым электроприво;.дом, на которой установлена вертикальная каретка, и граверный узел с элек".троприводом вращения резца и электромагнитным приводом его линейногоперемещения, причем все электроприводы соединены с выходом блока управления автооператором, в автооператорвведены дополнительная горизонтальная каретка с шаговым электродвигателем, подвижная платформа для генератора сигналов, датчик положения основной горизонтальной каретки и оптоэлектронный блок с фотоприемником,закрепленный на вертикальной каретке,снабженной электроприводом, соединенным с выходом блока управления автооператором, при этом дополнительнаякаретка выполнена в виде столика дляградуируемой шкалы, установленногона закрепленных на станине направляющих и кинематически связанного сшаговым электродвигателем, соединенным с выходом блока управления автооператором, входы которого соединеныс фотоприемником и датчиком положения, причем граверный узел закреплен на основной горизонтальной каретке, а подвижная платформа установлена на станине с возможностью перемещения параллельно;.перемещению основной горизонтальной каретки1На Фиг. 1 изображена схема устройства; на фиг, 2 - дополнительнаягоризонтальная каретка; на фиг. 3 граверный узел, разрез.,устройство фиг. 11 содержит авто-.оператор 1, на станине 2 которогожестко закреплены неподвижная платформа 3, направляющая 4 горизонтальнойкаретки 5 и цилиндрическая направляющая б для дополнительной горизонтальной каретки в виде столика 7. Нанеподвижной платформе 3 с возможностью продольного перемещения ус; .танавливается подвижная платформа8, к которой жестко с возможностьюсъема крепится градуируемый генератор 9, причем перемещение платФормы 8 обеспечивается вращениемручки 10.Ось настройки 11 генератора 9через редуктор 12 связана с шаговымэлектодвигателем 13. Указатель частоты 14 генератора 9 может перемещаться вдоль генератора с помощьюверньерного механизма (не показан)связанного с осью 11, Градуируемаяшкала 15 жестко с возможностью съема закрепляется на каретке 7, ногторая слева имеет роликовую опору Изобретение относится к приборостроению и может быть использованодля градуировки шкал приборов.Известен универсальный полуавтомат для нанесения рисок на шкалах,содержащий поворотное устройство с 5делительиым механизмом, суппорт сс резцедержателем, механизмы автома тическаго установа длины и глубинынарезания рисок и пневмоэлектрическуюсхему с узлами возвратно-поступательного и. вращательного движений 13.Недостатком указанного устройстваявляется невысокая точность гравировки, обусловленная наличием люфтов 5в сложных механических узлах и элементах кииематической цепи.Наиболее близким к предлагаемомупо технической сущности и достигаемому результату является устройстводля градуировки шкал генераторов сигналов, содержащее последовательносоединенные автооператор, частотомер,процессор, блок управления автооператором, установленные на станинеавтооператора верньерный механизмперемещения указателя частоты сшаговым электроприводом и горизонтальная каретка с шаговым электроприводом, на которой установленавертикальная каретка, и граверный ЗОузел с электроприводом вращениярезца и электромагнитным приводомего линейного перемещения, при этомвсе электроприводы соединены с выходом блока управления автооператором 21.Указанное устройство осуществляетавтоматическую разметку частотныхточек на градуируемой шкале, но непозволяет гравировать штрихи по размеченным точкам.ф Применение же копировально-фрезерного станка для целей гравировки приводит к ручным операциям совмещения резца станка с размеченными 45 точками, Использование станков с программным управлением практически невозможно, поскольку для каждой шкалы необходимо было бы составлять индивидуально программугравировки, измеряя для этого расстояние между всеми размеченными точками, Таким образом, известные ,устройства не позволяют автоматизировать процесс градуировки и полностью исключить ручные операции, которые из-эа утомляемости оператора и вносимой им субъективной погрешности ведут к снижению производительности градуировки шкал генераторов и ее точности.60Целью изобретения является повышение точности и производительности градуировки шкал генераторов.Цель достигается тем, что в уст- ,ройстве, содержащем последовательно 6535 16 (фиг. 2 ), закрепленную на эксцентрике 17, а справа - роликовыеопоры 18, обеспечивающие передвижение каретки по цилиндрической направляющей 6. Эксцентрик 17 роликовой опоры 16 и цилиндрическая направляющая 6 кре тся к общей станине2В теле каретки 7 закреплена зубчатая рейка 19, связанная через редуктор 20 с шаговым электродвигателем 21, крепящимся к станине 21) 1На горизонтальной каретке 5 жестко закреплен граверный узел 22 (фиг.3),в состав которого входят резец 23,внутренняя гильза 24 с пазами сцепной муфты 25 и шарикоподшипником 26,внешняя гильза 27 с зубчатым колесом 28 и выступами сцепной муфты 25,устанавливаемая в шарикоподшипниках29, зубчатое колесо 30 повышающего редуктора, сцепная муфта 31, закрепленная на оси электродвигателя 32,рычаг 33 со штифтами 34, соленоид 35.На горизонтальной каретке 5 жестко закреплена направляющая 36 вертикальной каретки 37 (фиг. 1), выпал.ненная в виде зубчатой рейки. Пере"щение вверх и вниз каретки 37 обеспечивается электродвигателем 38. Накаретке 37 жестко укреплен оптоэлектронный блок с фотоприемником 39,выполненным, например, на фотоматрице и имеющим оптический прицеп 40и объектив 41. С горизонтальной кареткой 5 жестко связана зубчатаярейка 42, которая с помощью редуктора 43 и шагового электродвигателя44 осуществляет продольное движениекаретки. Для обеспечения точной начальной. установки граверного узлагоризонтальная каретка 5 снабжена ,40 датчиком положения 45, выполненным,например, в виде оптронного датчика,световой поток которого взаимодействует с флажком 46, закрепленным на валу шагового электродвигателя 44. 45 Автооператор 1, частотомер 47, процессор 48 и блок управления автооператором 49 с пультом 50 электрически последовательно соединены. Процессор 48 соединен с устройством ввода программ 51.Предлагаемое устройство градуировки шкал генераторов работает следующим образом.В начальный момент оператор, вращая ручку 10, осуществляет продольное перемещение платформы 8 и вместе с ней генератора 9 таким образом, чтобы технологическое отверстие на генераторе 9 попало в перекрестие оптического прицела 40 фотоприемни- бО ка 39, обеспечивая тем самым совмещение оптической оси фотоприемника . 39 .с технологическим отверстием. Расстояния между оптической осью фотоприемника 39 и резцом 23 гра верного узла 22 выбраны такими, чтопри установке технологического отверстия в перекрестке оптического прицепа острие резца 23 устанавливаетсяпо оси технологического отверстияв шкале 15, Такая подстройка необходима для компенсации технологического разброса линейных размеров генератора 9. Однако неточность начальной установки горизонтальнойкаретки 5 может привести к дополнительной погрешности начальной установки острия резца 23, что в свок"очередь может привести к недопустимой систематической погрешности градуировки.Для устранения неточности начальной установки горизонтальной каретки5 используется оптронный датчик положения 45, световой поток в которомперекрывается флажком 46. При поступлении импульсов на шаговый электродвигатель 44 флажок 46 периодическиперекрывает световой поток датчикаи сигналы с него поступают в блокуправления автооператором 49. Зубчатая рейка 42 посредством редуктора43 приводится в движение, каретка 5,движется справа налево и замыкаетлевый концевой выключатель (не показан ). Замыкание левого концевоговыключателя приводит к тому, чтоблок управления автооператором 49реагирует на очередной после этогозамыкания импульс с оптронного датчика 45 и шаговый электродвигатель44 останавливается. Подобная организация датчика положения обеспечивает точность остановки горизонтальной каретки 5. в левом положении, равную ее линейному перемещению при подаче на электродвигатель 44 одногоимпульса (например, 0,2 мм ),После завершения начальной установки оператор нажимает кнопку "Пуск" .на пульте управления 50. При этом с блока управления автооператора 49 на шаговые электродвигатели 13 и 44 начинают поступать импульсы. Указатель частоты 14 начинает перемещаться слева направо. координатная каретка 5 также начинает перемещаться в том же направлении. Так как перемещением указателя частоты 14 и горизонтальной каретки 5 управляЮт не связанные между собой электромеханические системы, то во время движения возможно их рассогласование по положению, что эквивалентно отклонению оптической оси фотоприемника 39 от визирной линии указателя частоты 14. С целью компенсации указанного рассогласования с фотоприемника 39 на блок управления автооператора 49 подают сигналы, которые обрабатываются специальными логическими схемами блока и в зави 1080016симости от знака рассогласованияблокируют подачу импульсов на одиниэ шаговых электродвигателей 13 или14. В результате этого тормозитсяэлектродвигатель 13 или 44, что приводит к компенсации рассогласования,Применение в фотоприемнике 39 фото.- матрицы позволяет получить высокуюразрешакщую способность следящейсистемы. В данном конкретном примереразрешающая способность ограничена 0только. линейным перемещением указателя частоты 14 и горизонтальнойкаретки 5 эа один шаг и равна 0,2 ьза.Измеряемая частота (Хз,) с генератора 9 поступает на электронносчет ный частотомер 47, где измеряется, а результат измерения в цифровом коде выдается в процессор 48, где к моменту выдачи вычисляются верхний и нижний допустимые пределы отклоне иия частоты и ее номинальное значение для точки, подлежащей градуировке. Если измеренная частота окажется меньше нижнего предела, то на блоке управления автооператором 49 25 выдается разрешение на следующий шаг, если находится в пределах допуска, то вырабатывается команда градуировки. При наличии команды грьцуировки блокируется подача импульсов , Щ на шаговые электродвигатели 13 и 44, движение указателя частоты 14 и гори бдительной каретки 5 прекращается и команда градуировки выполняется граверньэ 4 узлом 22 и кареткой 7. З 5Выполнение команды градуировки кареткой 7 происходит следующим образом, При наличии этой команды на шаговый электродвигатель 21 поступает Определенное число иппуяь 4 О сов (в зависимости от длины .гравируемого штриха ), зубчатая рейка 19 приводит каретку 7 в движение и углубленный в шкалу 15 резец 23 гравирует в ней штрих соответствующей длины. Наличие у каретки 7 справа цилин 45 дрической.направляющей 6 на роликовых опорах 18, а слева роликовой опоры 16 с эксцейтриком 17 .дает воэможность установки (регулировки ) путем поворота эксцентрика плоскости карет 50 ки 7 относительно плоскости направляющей 4 каретки 5 с точностью до0,01 мч, что необходимо для равно,мерности глубины резания при грави"ровке штрихов на всей площади шкалы 15.По окончании гравировки штриханапряжение с соленоида 35 снимается,резец 23 отходит от шкалы 15, каретка 7 останавливается и продолжаетсядальнейшее движение горизонтальнойкаретки 5 и указателя частоты 14 слева направо до получения следующейкоманды на гравировку штриха.После градуировки первого поддиапазона .генератора происходит возвратное движение горизонтальной каретки 5 и указателя, частоты 14 досрабатывания концевого выключателя.Далее. вертикальная каретка 37 ивместе с ней фотоприемник 39 с помощью электродвигателя 38 опускаются до положения, соответствукщегоследующему подциапазону генератора 9( на шкале поддиапазоны идут сверхувниз при увеличении частоты ). Этопозволяет скомпенсировать систематическую погрешность градуировки,возникающую из-за наличия некоторогоотклонения от вертикали визирной линии указателя частоты 14 при его установке на генератор. Особенно этоотклонение может сказаться,. еслине проводить упомянутой операции приградуировке последнего поддиапазонагенератора, так как относительноеотклонение указателя частоты 14 отвертикали здесь наибольшей величиныи погрешность градуировки может до-стигнуть более 1%, что недопустимо.После установки следующего поддиапазона работа устройства происходитаналогично описанному выше,Таким образом, использОвание предложенного устройства обеспечиваетавтоматическую синхронизацию перемещений верньерного механизма указателя частоты генератора и граверного узла и совместит разметку с гравировкой шкалы, что позволяет повыситьточность и производительность градуировки.