Устройство для воспроизведения параметров вращения детали

Устройство для воспроизведения параметров вращения детали

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для воспроизведения параметров вращения, Целью изобретения является повышение точности. Одновременно вращают образцовый кольцевой газовый лазер 4 и образцовую угловую меру 5 с помощью ротора 2 При этом поворачивают поворотный стол 8 с установленными 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 поворота, угловую скорость и угловое ускорение детали 6 по калиброванным показаниям двух кольцевых газовых лазеров и двух нуль-индикаторов с помощью микро-ЭВМ 18. Зил. С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

<ярл О 01 P 21/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ :.",;-:-" " - -,:,.

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4734546/10 (22) 01.09.89 (46) 23.11.91. Бюл. М 43 (75) Ш. В. Биркадзе. Г. Н. Зюзев и А. В. Романов (53) 531,776(088.8) (56) Биркадзе Ш. В. Автоматизация поверочных работ в области угловых измерений на базе микро-3ВМ. Обзорная информация.

Сер. Информационное обеспечение целевых научно-технических программ. вып.

2, — M.: 1986, с. 3 — 28, (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВОСПРОИЗВЕДЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ ВРАЩЕНИЯ ДЕТАЛЕЙ (57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для воспроизведения параметров вращения, Целью изобретения является повышение точности. Одновременно вращают образцоИзобретение относится к измерительной технике и оптическому приборостроению и может быть использовано для прецизионного воспроизведения параметров вращения деталей, Цель изобретения — повышение точности.

На фиг. 1 представлена блок-схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 — его упрощенная оптическая схема; на фиг. 3— временные диаграммы.

Устройство содержит основание 1, вращающийся ротор 2, привод 3 ротора, образцовый кольцевой газовый лазер (КГЛ) 4, образующую угловую меру 5. деталь 6, измерительный КГЛ 7. поворотный стол 8, привод 9 поворотного стола, нуль-индикатор 10 основания, (индикатор положения), нуль-ин„„Я „„1693556 А1 вый кольцевой газовый лазер 4 и образцовую угловую меру 5 с помощью ротора 2, При этом поворачивают поворотный стол 8 с установленными 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 B. Калибруют показания измерительного и образцового кольцевых газовых лазеров па показаниям нуль-индикаторов основания и поворотного стола, оптически сопряженных с угловой мерой 5. Определяют угол поваро1а, угловую скорость и угловое ускорение детали 6 по калиброванным паказаниямдвух кольцевых газовых лазеров v двух нуль-индикаторов с помощью микро-3ВМ 18. 3 ил. дикатор 11 поворотного стала, 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-3ВМ 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 углу

Г)аворота образцового КГЛ 4 стнс:::.и Гель(«(.." основания 1. Блок 13 системы )киз(;еаб()сг(ечения. обеспечивает генерацию абрэзцаваго КГЛ, стабилизацию амг(литуды си(нала н (,3cTo rû генерации па максимуму усиле((ия, В блоке 14 системы предваритель(«ай абраб)отки информации ОсуЩестВляет " .я .Од(, (ет числа импульсов с абразцавага «К(Л, 1(рапорционального углу поворота аб«)эзцивага

КГЛ относительно основания и()терфе((са

15, с последующей передачей информации в микро-ЭВМ. (..нимают показания с нульиндикатора 10 основания,:«редставля(а цего собой, например, автакалл)«матов с фотоэлектрическим выходом. Нуль-инд«1«3тар 10 ОСНаваНИЛ ВЫдавт ИМПуЛЬСЬ« OT Каждой мегки образцовой угловой:ape 5, в качестве которой выбрана образцовая i fлавая призма. Временной инте,, 33ji (между этими импульсами пропорционален углу между каждой гранью абразцoBOI призмы.

Затем зти покэзанил через интерфейс 16 передаются в микро-ЭВМ 1ß, По показаниям Образцового КГЛ 4 и нул;-индикатора

10 па традиционной метсди«е апреде))я:суглы между гранями абразцсвой призмы, Затем для повышения уравн. (".чнсс-,и из. мерений калибруют паказэни»1 сбрэ - „()Вага

КГЛ 4 по показания л нуль-и )дикатара 10 основания. Все углы между граняь и Образцовой призмы 5 изВестны с псг«ре«««. .(Ост«»ю не более 0,03, «OTop I)e зарансе дсс) 11гае Гс(1 многократными измерениями на зтала).«(ых угломерных установках, Далее, зная с (ь(сс чаЙшеЙ точностью уГлы мажду "«зэ««яь)и образЦОВОЙ призмы, кв))иг«))у(0 i с i,o

МОЩъю микро ЗВМ 13 Г) 0«3 33((ия . (»раз(( вага КГЛ 4N;f)e (см. фиг. 3, с ч.-г«тс (ай, равной праизведени«О числа сбора ав в 1 с, ОбрэзЦОВОЙ призмы f(3 числО ее I )-Ilioif(, «3тем устанавливают деталь 6, из.":. .рител)-.— ный КГЛ 7 и враща о на пoBopori-Iof(с-;але

В С ПОМОЩЬЮ ПРИВОДа 9, 3(«BI«I P«1 i BC«(1 УГ(равляемого через интерфейс 20 с г«0(10щь«с микро-ЗВМ 18. Далее снимают (10«азан :,""

" нуль-индикатора 11 повсрстнсгс стала 8 пропорциональные углу между «эжд.й гранью образцовой гризь.и 5. па 31«ал0.—.1(1

" показаниями нуль-инди;атара 10 основанил, Определяютсектср npBL. II=- с::.Ых. измерений угла между onT!«IBO,;и«,;.) сся«ли нуль-индикатора 10 аснс-.:, ния и нуль-ичди катара 11 поворотного O-.сла с 11(.„:и(-.(:1, -..„i д ичиков полонения 12 ric,oBOI)i гран(:.

Образцовой призмы 5;см, фиг. 2;1, Д;нее пересчитывают калиброва««ные показа«(«1я абразцовага КГЛ 4 и нуль-:«ндикэтаг)св 10 и 1 ( у) ол flÎBopoT3 детали 6 атнас«лтель«10 ас,(с)ьнил 1 следующим Образом (.; -;. фиг. 2 и Э).

C нуль-индикатора 10 снимают импульс:.1 согласно Временной диаграмме для U(0 с частатОЙ, 1.)з(з«(ай у, v=fe К, (1) . » где и — числа оборотов ротора 2 В 1 с; (((— числг« граней призмы 5, C образцового КГЛ 4 снимают импульсы

4>(»р, пРспаРЦианэльные УглУ павоРота О Ротора 2 В lie »18p(,иаль нам Г)растранстве, и в ычи10 (ают угол вращения Земли. Затем калибруют показания образцавага КГЛ 4 Nof.p как за г(ериад Т Bpp.ценил (см. фиГ. 3) lo номинальному значе«)ию Моор =-2 л К =2 10 имп„ где К вЂ” масштабный коэффициент, так и за

Время Л Т=-1! U с (ены граней образцовой призмы 5 угл)(между гранями заранее иззec« «II I с ь= вской (очностью). С нуль-инди«г(тара 1 1 паваратнсГО то "i3 снимают импульсы согласно временной диаграмме

eJ11, Далее заполняют с помощью микро3ВМ временнь«е праме)кутки для U(0 и (11 .. 1лульсэми «,)). Причем разность временных интервалов одноименных граней (см, фиг 3) пропорциональна углу и между опГическими асями нуль-индикаторов оснаваv,i.I;l 10 и поворотного стала 11

ГХ == с7Г / . « 4»Г»р/N(»5р, (2)

ГДЕ ("(. :о "(» -- ЧИСЛО I/i1ПУЛЬСОВ ОЭРЭЗЦОВОГО

1 .1)f 4, ";;»1 b,x 33 ." po;.-Вжутск Bpef!BH(il, cooTяетгтву(си«ИЙ обходу одной из граней абраз«(i. Ва .1 !1 РИЗМЫ ОТ ОnТИЧ(C Кой ОСИ, ::jiL -,,икэтсра l0 основания дс оптической си нул -(1(-i@i;I,3(003 11 псвсрстнсга стала, М =-= а/(2)т и, . (3) .) 6 .ВЛЗИ С ГЕМ, Чта дЕТВЛЬ жЕСтКО ЗЗКОЕП(енэ Н3 павссатнам с:0«е с нуль-индикаторам 1 (, 3 i уль-индикатор 10 жестко

331(ре«Плен на сснаваниi1. та угол между Nx сп, 111(сск(««и асями састнетс гву(п углу меж,,;)33oBo«i )лет«ай основания и базовой MBT

«сй аснсвания и базовой меткой псвсратного .:тала. Таким образам добиваются прецизл0Bнсга измере) «)л (с уров,",ем точности в яше

0,2") угла поворота детали 6 относительно оснс занял 1, Дан «(ая последовательность операций сбеспечизэет прециз(«анна;; измерение уг.:OB поворота хетаг и. Однако частота опроса информации аб угле при малых угловых скоростях врзще;;и»: детали не г«ре(»(шэет вег,ичины и . Е, т, е, .;Меет nope:.÷o«не более 64 Гц при использовании 32-гааннай призмы. При

: .Вличени("«ñipoñrè вр;щения детали 6 в ..:;. f p3íjIBH:1«1 вращения porop3 2 дс Величины

0r::;3 ."«,«РИЬ(ЫХ ДРУГ С ДРУГОМ ЧЗС(ата Рк ОПРОСа

l<,ýê6T уме««ьшаться да « lуля в соответствии с

;-«.i ражением ) « =(по()р одет) «, (4)

Где3 f1,)Г»() — числа аб(>po!TOB В 1 с Обре«зцаваи

;;гео;;;r)I» f,1 P

1693556

15 пд т — число оборотов в 1 с детали:

N — 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 помощью 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 N-числа меток образцовой угловой меры.

Однако увеличение п 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

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 измерительный 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.Власов

Техред M.Mîðãåíòàë

Редактор Т.Иванова

Корректор Т.Палий

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 4618 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5