Программное коммутационное устройство

Изобретение относится к областиприборостроения и может быть использовано в,станках с программным управлением, устройствах для прецизионного автоматического позиционирования объектов и испытательных стендах в качестве датчика позиционныхследящих систем.Известно программное коммутационное устройство, содержащее располо, женные в корпусе вал и кулачок, кото"рый с одной стороны кинематическисвязан с валом, а с другой сторонысвязан с микровыключателями. Валвыполнен в виде ходового винта с продольными шлицами, на который одетагайка, соединяющаяся с помощью штифта с продольным направляющим вырезомв корпусе, Кулачок соединен с гайкойс помощью подшипника и со шлицамивинта в ,с помощью выступов,При вращении вала гайка движетсяпо ходовому винту вместе с кулачком.Кулачок при своем движении нажимаетна приводные элементы микровыключателей, сигналы с которых соответствуют определенным угловым положениямвала (1).Описанное устройство имеет следующие недостатки:не обеспечивает выдачи информациив любых положениях вала, а именно впромежутках между положениями, определяемыми срабатыванием соседнихмикровыключателей, т,к, величинаэтих промежутков определяется минимальным расстоянием, на котором конструктивно возможно разместить при водные элементы соседних микровыключателей на пути движения кулачка,Не обеспечивает выдачи информациио знаке рассогласования действительного положения вала с положением,определяемым срабатыванием соответствующего микровьплючателя. Известно также регулируемое программное коммутационное устройство, состоящее из основного и промежуточного валов, установленных в корпусе устройства, Основной вал с промежуточным соединен червячной передачей. На промежуточном валу установлен ряд кулачков, каждый из которых имеет выступ. Между приводным элементом каждого микровыключателя и соответ- ствующим кулачком расположен толка- тель, Толкатель шарниром соединен с корпусом устройства и имеет ролик, Указанная цель достигается тем,что в программном коммутационномустройстве, содержащем установленные50 в корпусе основной и промежуточныйвалы, кинематически связанные междусобой, микровыключатели, подвижнозакрепленные на корпусе и кулачки,соединенные с приводными элементами55микровыключателей посредством толкателей, в нем на промежуточном валу неподвижно установлен барабан с отверстиями на его боковой поверхности,10 15 20 25 30 Э 5 40 опирающийся на поверхность кулачка. Устройство имеет средства для изменения положений основного ваца, прикоторых происходит срабатывание микровыключателей: промежуточный вал имеет палец, а кулачок выполнен ввиде шайбы с центральным отверстиемпод промежуточный вал и с отверстиями, которыми кулачок соединяется с пальцем под действием пружины. Кро-. ме того, ролик толкателя установлен на каретке, которая соединена с толкателем направляющей и регулировочным винтом. Микровыключатели жестко установлены на корпусе устройства в один ряд.В процессе работы устройства вращение основного вала через червячную пару передается на промежуточный вал и, в зависимости от угла поворота промежуточного вала, кулачки через толкатели нажимают на приводные элементы микровыключателей, вызывая срабатывание последних, Электрические сигналы микровыключателей в мо- мент их срабатывания определяют положения основного вала.Недостатком устройства является его низкая точность, обусловленная тем, что основной вал соединен с промежуточным понижающей передачей. Это устройство может быть использовано в системе автоматического управления положением основного вала только в качестве датчика грубого отсчета.Целью настоящего изобретения является устранение указанного недостатка, а именно повышение точности работы устройства при получении информации о положении основного вала, а также расширение его функциональных возможностей, заключающееся в обеспечении возможности его применения в качестве точного датчика поло"жения основного вала в необходимостирабочем диапазоне вращениявнутри барабана в йослоети симметрии каждого микровыключателя, жестко на валу закреплены диски с пазами, а кулачки с закрепленными на них роликами установлены в тех же плоскостях, каждая из. которых одновременно является плоскостьв вращения одного иэ дисков подвижно на оси,параллель- ной промежуточному валу, отверстия барабана расположены по одному в плоскости вращения каждого диска и размеры отверстий барабана соответствуют размерам пазов дисков и роликов, закрепленных на кулачках, причем основной вал с промежуточным валом и с барабаном соединены раздельно повышающими передачами с разными передаточными отношениями.Чем больше передаточное отношение в повышающей передаче от основного вала к промежуточному, тем выше может быть получена точность зависимости положения основного вала от момента срабатывания соответствующего микровыклвчателя. Избежать многократного срабатывания мик;овыключателей, при вращении основного вала в необходи- мом рабочем диапазоне, позволяет барабан, боковая поверхность которого, практически постоянно разделяет ро" лик кулачка и диск, це позволяя роли-. ку войти в зацепление с пазом диска. Срабтывание микровыключателя становится возможным лишь один раз на всем диапазоне вращения основного вала, когда отверстие боковой поверхности барабана совпадает с пазом диска, что обеспечивается выбором чи".ел зубцов зубчатых колес, и размеров конструктивных элементов устройства. При вращении вала в одном направлении от этого положения, определенные контакты микровыключателя остаются замкнутыми, а в другом разомкнутыми, что дает информацию о знаке рассогласования действительного положения вала с заданным.На фиг.1 и 2 представлен схематический чертеж предлагаемого программного коммутационного устройства. В корпусе 1 (показан условно) подвижно установлены основной вал 2 и промежуточный вал 3, На промежуточном валу 3 подвижно, на подшипниках 4, установлен барабан 5, состоящий из боковой поверхности 6 и двух днищ 7. На основном валу 2 закреплены зубчатые колеса 8 и 9, соединенные с 773776 4шестернями 10 и 11 Рестерня О закреплена на промежуточном валу 3,Шестерня 11 закреплена на днище 7барабана 5, На промежуточном валу 3с помощью зажимов 2 с винтами 3закреплены диски 14 равноотстоящиеодин от другого, с пазами 15, Вбоковой поверхности 6 барабана 5имеются отверстия 16, расположенные1 О по одному напротив каждого диска 14,симметрично относительно плоскостиего вращения. На корпусе 1 установленряд микровыключателей 17, число которых равно числу дисков 14, а рас 15 положены микровыключатели таким образом, что приводной элемент 18 каждого из них располагается в плоскости вращения соответствующего диска14, На подшипниках 19 оси 20, закреп 2 О ленной в корпусе 1 параллельно промежуточному валу 3, установлены кулачки 21, Каждый кулачок 21 такжерасположен в плоскости вращения соответствующего диска 14 и снабженроликом 22, Пружина 23 удерживаеткулачок 21.в положениях, при которыхролик 22 прижат к боковой поверхности 6 барабана 5 или к поверхностидиска 14, если под роликом 22 оказывается отверстие 16. Профиль кулачка21 выполнен в виде сектора двумя радиусами К 1 и й 2 с центром на оси20, Место соединения профилей, выполненных радиусами К и 2 образует ступеньку 24, Между приводнымэлементом 18 каждого микровыключателя 17 и соответствующим кулачком 21расположен толкатель 25, Толкатель,Ф25 шарниром 26 соединен с кронштейном 27 и имеет ролик 28, опирающийся на поверхность кулачка 21 поддействием приводного элемента 18микровыключателя 17, Толкатель 25имеет регулировочный винт 29 и вырез30. Кронштейн 27 соединен с корпусом1 посредством направляющей 31, ре гулировочного винта 32 и закрепленвинтом 33. Боковая поверхность 6барабана 5 выполнена в, виде сменной 50 листовой детали, закрепленной на.днищах 7 элементы крепления не показаны). Шестерня 10 выполнена разрезной и имеетлвфтовыбирающую пружину 34, Размеры зубчатых колес 8 и 9 ф во много раэ превышают размеры шестерен 10 и 11, а передаточное отно.шение от основного вала 2 к промежуточному валу 3 не равно передаточ3 7737ному отношению от основного вала 2к барабану 5.Коммутационный блок работает следующим образом,При вращении основного вала 2,вследствие неравенства передаточныхотношений от основного вала 2 к промежуточному валу 3 и к барабану 5,между промежуточным валом 3 и барабаном 5 возникает относительное уг-, 1 рловое перемещение и, соответственноперемещение отверстий 16, в боковойповерхности 6 барабана 5 относительно пазов диска 15. Числа зубцов зубчатых колес подобраны так, чтобы при 115заданном значении передаточного отношения от основного вала 2 к промежуточному валу 3, на всем рабочемдиапазоне поворота основного вала 2происходило бы лишь однократное сов Опадение отверстий 16 с соответствую -. щими пазами 15,При вращении основного вала противчасовой стрелки (фиг,2, диски 14 ибарабан 5 вращаются по часовой стрел ке, ролики 22 катятся по боковой поверхности 6 барабана 5, препятствующей западанию роликов 22 в пазы 15дисков 14, попадая на каждом оборотебарабана 5 в отверстия 16, опираясь,при этом,на поверхность дисков 14,При совпадении одного из отверстий 16барабана 5 с пазом 15 в диске 14,под действием пружины 23 ролик 22кулачка 21, находяще ося в положении1, входит в зацепление с пазом 15диска 14 и перемещаясь вместе с ним,перебрасывается с одной стороны барабана 5 на другую в положение П, Приперемещении кулачка 21 из положения 14 Ов положение П ролик 28 толкателя 25переходит с профиля кулачка радиуса11 на профиль кулачка радиуса К 2,проходя при этом ступеньку 24, заставляет толкатель 25 нажать на приводнойэлемент 18 микровыключателя 17,вызывая срабатывание последнего.Микровыключателв 17, срабатывая,выдает сигнал о достижении основнымвалом 2 заданного положения.При вращении основного вала 2 и,соответственно, дисков 14 и барабана5 в другую сторону, кулачки 21, присовпадении отверстий 16 с пазами 15 76 а,будут переводится из положения П в положение 1, по пути вызывая срабатывание микровыключателей 17, аналогичф но описанному выше, Смена программы значений задаваемых положений основного вала 2, производится заменой. бок 1 овой поверхности 6 барабана 5 и угловым перемещением дисков 14 на промежуточном валу 3, при отпущенных предварительно винтах 13 зажимов 12. Точное согласование положений основного вала 2 с моментами срабатывания микровыключателей 17 производится перемещением кронштейна 27 по направляющей 31 при отпущенном винте 33 с помощью регулировочного винта 32.Эффективность применения коммута" ционных блоков заключается в следующем:1. Повышается точность выдачи информации о положении основного вала по сравнению с уже известными устройствами эа счет применения повышающей передачи и исключения многократных срабатываний микровыключателей на два-три порядка по сравнению с точностью прототипа.2, Обеспечивается выдача информации о знаке рассогласования действительного положения основного валаотносительно заданного положения на всем диапазоне перемещеннйосновного вала с помощью только одного точного канала информации (без канала грубого отсчета) .3, Положение основного вала, соответствующее моменту срабатывания одного из микровыключателей, при вращении валав прямом направлении незначительно отличается от его положения, соответствующего срабатыванию этого же микровыключателя при вращении вала в обратном направлении что позволяет задавать, практически, одни и те же положения основному валу при подходе к нему с разных направлений с помощью одного микровыключателя.4. Шестерни коммутационного блока могут быть соединены не с зубчатыми колесами вала, а с зубчатыми рейками подвижного органа, тем самым обеспечивая возможность задания прямолинейных координат положения подвижного органа.,Проектна Тираж ВНИИПИ Госуд по делам и 3035, Москва, Подписноеговенного комитета СССРретений и открытий35, Раушская наб., д,4/5