Патент ссср 415654

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №

М. Кл. 6 05g 21/00

Заявлено 1О. т 1.1971 (№ 1674387/18-24) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 15.11.1974. Бюллетень ¹ 6

Дата опубликования описания 28. Л.1974

Государственный комитет

Совета й1инистров СССР по делам изобретений и открытий

УДК 681.3:62-52 (088.8) Автор изобретения

Л. П. Гусев

Заявитель

СИСТЕМА ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ КООРДИНИРОВАННЫМ

ДВИЖЕНИЕМ ПРИВОДОВ

Предлагаемое изобретение относится к системам для управления координированным движением приводов. Система может быть использована в машиностроении, в особенности при создании прецизионных станков с цифровым программным управлением.

Известны системы для управления координированным движением приводов, каждый из которых содержит электромагнитный задающий блок, постоянный магнит которого, закрепленный на связанном с генератором импульсов диске, связан с магнитными головками эталонного блока и с воспроизводящими магнитными головками, одна из которых закреплена на корпусе привода, вторая связана с исполнительным органом, а третья установлена на валу, связанном с выходным валом дифференциала, входные валы которого связаны с двигателями.

Предлагаемая система для управления координированным движением приводов отличается тем, что на валу одного из приводов, жестко закрепленных на общем основании, установлены зубчатые муфты, связанные с выходными валами дифференциалов жестко закрепленных приводов, а постоянные магниты приводов, установленных на подвижных основаниях, связаны с магнитными головками жестко закрепленных приводов.

Это позволяет повысить точность взаимной ориентации исполнительных органов приводов.

На чертеже изображена кинематическая схема системы.

Система для управления координированным движением приводов состоит из трех приводов с вращательным движением, трех приводов с прямолинейным движением исполнительного органа, ориентированного относи10 тельно прямоугольной системы координат, и привода, закрепленного на подвижном основании.

Все приводы, входящие в систему, выполнены по одной принципиальной схеме и могут быть пояснены на примере передачп прямолинейного реверсивного движения винта 1 вдоль оси Х.

Двигателем 2, например шаговым, вращают зубчатые колеса 3, 4, 5. При включении зуб2п чатой муфты 6 вращение от двигателя 2, связанного со входным валом 7 дифференциала

8, через коническую пару 9 и зубчатое колесо

10 передается на зубчатые колеса 11, 12.

Зубчатые колеса 4, 11 и 5, 12 попарно за25 креплены на валах червяков червячно-винтовых пар 13 и 14. Для жесткой связи зубчатых колес 4, 11 и 5, 12 с червячными валами предусмотрены зубчатые муфты 15, 16, 17, 18.

С целью изменения скорости вращения зуб30 чатых колес 11, 12, привод снабжен щаговым

415654

3 двигателем 19, который через зубчатую пару

20 вращает выходной вал 21 дифференциала 8. При включении зубчатой муфты 15 или

16 движение передается через червячно-винтовую пару 13, а включением зубчатой муфты 17 или 18 — - через червячно-винтовую пару 14.

Электромагнитный задающий блок предназначен для задания и фиксирования движения исполнительного органа с высокой кинематической точностью и для командного управления двигателями 2 и 19.

Он состоит из синхронного двигателя 22, на валу 23 которого закреплено тактовое колесо 24 с большим количеством прямоугольных зубьев, взаимодействующих с магнитной головкой 25, генератора импульсов, связанного зубчатой парой 26 и постоянным магнитом

27 с эталонами 28 диска 29. Каждый эталон представляет собой корпус из немагнитпого материала, внутри которого закреплены две высокочастотные магнитные головки с рабочими щелями, разнесенными на калибровочный размер в 0,001 мм, 0,01 мм и т. д. Диск

29 закреплен на валу 30 редуктора 31, связанного с двигателем 32 и с воспроизводящими магнитными головками 33, 34, 35, одна из которых (33) закреплена на корпусе (на чертеже пе показан) привода, вторая (34) установлена на валу 30, связанном с выходным валом

21 дифференциала 8, а третья (35) — с зубчатым колесом 36 винта 1.

Генератор импульсов вырабатывает задающие импульсы, которые используют для определения угловых поворотов входного вала 7 дифференциала 8.

Постоянный магнит 27 является возбудителем электромагнитных сигналов в воспроизводяших магнитных головках 33, 34, 35 и в эталонах 28. Воспроизводящие магнитные головки 33 и 34 вырабатывают сигналы, формирующие пачки из задающих импульсов генератора импульсов. Воспроизводящая магнитная головка 35 вырабатывает сигнал, фиксирующий положение исполнительного органа (винта 1). Она связана с эталонами 28 постоянным магнитом 27 в момент совмещения фаз сигналов этой головки и любой из магнитных головок каждого эталона 28.

Эталон 28 вырабатывает два сигнала, фиксирующие точные перемещения воспроизводящей магнитной головки 35. Каждый эталон

28 представляет определенное информационное число, например эталон в 1 мм при разрешающей способности привода в 1 мк соответствует информационному числу в 1000 импульсов. Сравнивая это число с числом задающих импульсов, поступающих от генератора импульсов через воспроизводящие магнитные головки 33 и 34 при перемещении магнитной головки 35, по эталону 28 определяют разность между действительным и информационным числами, которая характеризует погрешности исполнительного механизма в этом диапазоне.

Привод работает следующим образом.

5 о

4

При включении генератора импульсов совмещают один из эталонов 28 с воспроизводящей магнитной головкой 35, при этом вращающийся постоянный магнит 27 проходит мимо совмещенных воспроизводящих магнитных головок 33 и 34 и создает в них два сигнала, совпадающих по фазе. Затем приводят в движение винт 1 с помощью червячно-винтовых пар 13 и 14 путем включения двигателя 2, зубчатых муфт 6, 15, 18 и зубчатой муфты 37 на валу 30.

Движение производят на один, два и т. д. шагов до совмещения воспроизводящей магнитной головки 35 со второй магнитной головкой эталона 28. При этом с воспроизводящих магнитных головок 33 и 34 пройдет пачка из задающих импульсов, пропорциональная углу поворота выходного вала 21 дифференциала 8.

Сравнив эти пачки с информационным числом эталона 28, определяют погрешность передаточного механизма в этом диапазоне.

Последовательно перемен,ая эталон 28 на новые шаги, определяют погрешности по всему диапазону движения винта 1 в одном направлении, а при включении зубчатых муфт

16 и 17 — в другом направлении.

Результаты определения корректирующих поправок вводят в блок управления (на чертеже не показан) двигателя 19.

Отработку корректирующих поправок производят одновременно с выполнением программы двигателем 2.

Приводы 38, 39 приводят в движение винты

40 и 41, ориентированные относительно осей

Y u Z Выходные валы 42, 43 дифференциалов (на чертеже не показаны) приводов 38 и 39 связаны с помощью конических пар 44, 45 и зубчатых муфт 46 и 47 с валом 30, на котором установлена воспроизводящая магнитная головка 34, а исполнительные органы (винты 40, 41) соединены с воспроизводящими магнитными головками 48, 49, взаимодействующими с постоянными магнитами и эталонами (на чертеже не показаны).

Приводы 50, 51, 52 вращательного движения отличаются конструкцией исполнительных органов, которые выполнены в виде червячных колес 53, 54, 55 с двумя ведущими червяками каждое. Они ориентированы соответственно относительно осей Х, У, Z.

Приводы 50, 51, 52 посредством конических пар 56, 57, 58 и зубчатых муфт 59, 60, 61 связаны с валом 30. На червячных колесах 53, 54, 55 закреплены соответственно воспроизводящие магнитные головки 62, 63, 64, связанные с постоянными магнитами 65 и эталонами 66 (эталоны и постоянные магниты приводов 50, 52 условно не показаны).

Все приводы через воспроизводящую магнитную головку 34 и постоянный магнит 27 связаны с вопроизводящей магнитной головкой 33, которая является общей базой и началом системы OXYZ.

Привод 67, установленный на подвижном основании, передает движение исполнительно4I5654 му органу, ориентированному относительно подвижной системы координат, начало которой связано с воспроизводящей магнитной головкой 63. Зная координаты этой головки относитель Io воспроизводящей магнитной головки 33, включают генератор импульсов 68 и определяют угол между головками 63 и 69 вышеописанным методом с помощью воспроизводящих магнитных головок 70. 71.

Определив этот угол с высокой точностью, производят координированное вращение исполнительного органа привода 67 по эталонам

66 в любой последовательности.

Привод прямолинейного реверсивного движения винта 1 вдоль оси Х, а также приводы

39, 38, 50, 51, 52 жестко закреплены на общем основании (на чертеже не показано).

Предмет изобретения

Система для управления координированным движением приводов, каждый из которых содержит электромагнитный задающий блок, постоянный магнит которого, закрепленный на связанном с генератором импульсов диске, связан с магнитными головками эталонного блока и с воспроизводящими магнитными головками, одна из которых закреплена на корпусе привода, вторая связана с исполнительным органом, а третья установлена на валу, связанном с выходным валом дифференциала, 10 входные валы которого связаны с двигателями, отличающаяся тем, что, с целью повышения точности взаимной ориентации исполнительных органов приводов, на валу одного из приводов, жестко закрепленных на

15 общем основании, установлены зубчатые муфты, связанные с выходными валами дифференциалов жестко закрепленных приводов, а постоянные магниты приводов, установленных на подвижных основаниях, связаны с магнит20 ными головками жестко закрепленных приводов.

415654

Я Л

Составитель Т. Рюмина

Техред А. Камышникова

Редактор Б. Нанкина

Корректор М. Лейзерман

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 1371/13 Изд. Мз 1267 Тираж 760 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, К-35, Раушская наб., д. 4/5