CN2078433U

CN2078433U - 拉线式位移数显装置

Info

Publication number: CN2078433U
Application number: CN 89206840
Authority: CN
Inventors: 王启远
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1989-05-05
Filing date: 1989-05-05
Publication date: 1991-06-05

Abstract

本实用新型拉线式位移数显装置属于机床数显技术领域。全套装置包括传感器、拉线传动机构和数显表三部分。用于测量机床移动部件的直线位移量，特别是大范围位移量。很适合大中型机床的数显化。其主要技术特征是：1、用拉线传动机构把线位移转换成角位移，再通过圆位移传感器与数显表显示线位移量，从而代替定尺接长，其量程可任意加长。2、用周长微调装置调整拉线周长的显示值。3、用电路补偿办法来补偿全量程的精度。

Description

本实用新型“拉线式位移数显装置”属于机床数显技术领域。用于测量机床移动部件的直线位移，特别适合大中型机床的大位移测量。

目前我国机床行业主要使用感应同步器、光栅和磁栅等三种数显装置进行直线位移测量。在测量大位移时由于受到尺长的限制，需把几块单片尺接长使用。但单片尺接长安装调整麻烦，费工费时，安装成本高，安装所需占用的空间位置较大，此外还存在定滑尺面间铁屑划伤，测量头电缆拉断或脱焊等外部故障多的问题。虽然国内已应用组装尺和滚动光栅检测头部分地解决了上述问题（参见中国机床数显技术协会1986年“数显技术”首刊号第57页“从组装尺的研制探索我国数显技术的发展”及第62页“大中型机床数显化的理想元部件——MG滚动光栅检测头”），但仍有安装成本高，安装位置大，测量头拖线易拉断，以及磨损机床导轨等缺点。

本实用新型的目的是为机床数显化，特别是对大中型机床的数显化提供一种新型的成套数显装置。它成本较低，安装调整方便，安装所需位置小，具有精度补偿的功能，以保证测量的精度。

本实用新型提供的全套拉线式位移数显装置包括传感器、拉线传动机构和数显表三部分。其特征是：联接在拉线臂上的拉线绕过拉线鼓一圈后，再通过周长微调装置，导向滑轮，由可调拉紧弹簧张紧。当机床移动部件产生直线位移时，固定在该移动部件上的拉线臂将通过张紧的拉线带动拉线鼓转动，从而把机床移动部件的直线位移转换成拉线鼓的角位移，并且传递给传感器，传感器产生计数脉冲信号输入到数显表显示直线位移量。

因为本实用新型用“拉线”的办法代替定尺接长，代替用摩擦轮沿导轨面滚动的办法来测量大位移量。所以与感应同步器、光栅磁栅数显装置比较，有以下优点：

1、量程可以任意加长，不需尺座，不需接长定尺，节省接长费用与时间，而且避免了因安装接长带来的系统误差；

2、传感器全部密封，可以避免粉尘，烟雾、铁屑进入尺面损伤定滑尺；

3、安装方便，装置费用最少；

4、安装所需位置最小；

5、不需拖测量头电缆；

6、有精度补偿功能。

此外，与滚动光栅数显装置比较，有以下优点：

1、不与导轨面摩擦，不会损伤导轨面。

2、不会因磨损而导致精度降低或测量误差。

本实用新型的具体结构由以下实施例及其附图给出。

图1为拉线式位移数显装置结构示意图。

图2为周长微调装置结构视图。

图3为精度补偿电路图。

下面结合图1－3具体说明本实用新型提供的拉线式位移数显装置的具体结构和工作情况。

图1描述了本实用新型全套装置的结构，全套装置包括传感器（3），拉线传动机构（4、5、6、7、8、9）和数显表（11）三部分。（一）传感器：5000线园光栅或100对极园感应同步器，也可以选用其他规格园光栅或园感应同步器。（二）拉线传动机构含以下几部分：1、拉线（6）：选用φ1.1－1.4的D型1×19钢丝绳。2、拉线臂（7）：其一端固定在机床移动部件上，另一端联接着拉线，中间装有一个拉线导向滑轮。3、拉线鼓（4）：金属制的园柱体，其直径的选取应满足：拉线鼓转动一周时，拉线臂的位移约200.00mm。4、周长微调装置（图1（5），图2（1））：调节微调螺丝（图2（2））可使固定在滑块（图2（3））上的导向滑轮（图2（4））前后移动，从而通过调整绕过拉线鼓（图2（5））的拉线进出头之间的距离来微调拉线周长的示值。5、可调拉紧弹簧装置（8）：拉力弹簧（8.2）一端联在带有导向滑轮的滑块（8.1）上，另一端联在可调位置的螺杆（8.3）上，拉线绕过导向滑轮，调节螺杆（8.3）的位置就可以调节弹簧（8.1）的拉力，使拉线张紧到所需的程度。（三）数显表（11）：用加有精度补偿电路（图3）的四倍频光栅数显表或200细分的感应同步器数显表。

本实用新型的技术规范为：

1、显示范围：0～±9999.99mm

2、数字分辩力：0.01mm

3、最高位移速度：60m／min

当机床移动部件（2）位移时，固定在该移动部件上的拉线臂（7）将通过张紧的拉线（6）带动拉线鼓（4）无相对滑动地转动。拉线臂（7）每位移200.00mm，拉线鼓（4）应恰好转动一周。如果位移示值有误差可以调节周长微调装置（5）上的微调螺丝（图2（2））加以消除。

当测量大范围位移时，因拉线（6）的轻度下垂可能引起的位移示值累积误差，可由精度补偿电路（图3）在全量程上加以补偿修正。该电路的工作原理简述如下：

IC1（14510）四位二进制可逆计数器，通过图3（a）级联于数显表（图1（11））的百毫米位（Q_CC100），每计一字为100毫米。其计数方向（M）是可逆的，但在复0（C_R）后其计数方向由原计数方向的正反划分为正／负区。正区计数方向与原计数方向同，负区则相反。这一任务由IC2（4013）双D触发器、IC6（4077）异或非门、IC3（1）（2）（4081）二与门及IC4（2）（4049）非门等来完成。当IC1输出为全0时，经IC5（1）（4072）、IC4（3）给IC3（1）开门，当计数方向变换时，经IC2（1）至IC3（1）产生一脉冲给IC2（2）将计数方向锁定为正或负区，此时经IC6转换，无论计数方向为加或减，IC1均作加计数。但过全0以后，则变为可逆计数。当IC1计数达到予定的补偿位二进制码时（如图3补偿位插子（P）接成0101），IC7（4585）四位数字比较器就输出一相等信号经IC4（4）反相将IC3（3）门关住，扣除一个脉冲达到补偿的目的。此时在该脉冲的后沿产生一脉冲经IC3（4）及IC5（2）使IC1回0。这样补偿电路即以每隔500.00毫米扣除0.01毫米作为修正。如若需要改变修正量，将补偿位插子（P）改接即可，此电路的补偿范围为每隔100毫米到每隔1500毫米修正0.01毫米。

当传感器（3）选用5000线光栅或100对极园感应同步器时，此时拉线鼓（4）可直接装接在传感器（3）的主轴上。如果选用其他线数的园光栅或其他对极数园感应同步器时，拉线鼓（4）与传感器主轴可用皮带传动，只需适当选择传动比。例如选用2500线园光栅，则传动比为2：1。

传感器（3）、拉线鼓（4）、周长微调装置（5）、和导向滑轮（9）可装配在一块金属底板（10）上。再将底板（10）固着在机床固定部分（1）（如床身）的适当位置上。底板（10）上可安装防护罩。可调拉紧弹簧装置（8）也可装配到一个金属底板上，再固定在机床固定部分（1）上，并加护罩。拉线（6）也可以加防护罩。拉线臂（7）露在防护罩的外侧，并从护罩的底面敞口处伸进去。

Claims

1、一种用于测量机床移动部件直线位移量的数显装置，全套装置包括传感器、拉线传动机构和数显表三部分，其特征是：联接在拉线臂上的拉线绕拉线鼓一圈后，再通过周长微调装置、导向滑轮，由可调拉紧弹簧张紧，当机床移动部件产生直线位移时，固定在该移动部件上的拉线臂将通过张紧的拉线带动拉线鼓转动，从而把机床移动部件的直线位移转换成拉线鼓的角位移，并且传递给传感器，传感器产生计数脉冲信号输入到数显表显示直线位移量。

2、根据权利要求1所述的机床数显装置，其特征是：可通过调节拉力弹簧的拉力使拉线张紧到所需程度，防止拉线与拉线鼓表面间产生相对滑动，并使拉线在一定的拉力下保持恒定的长度。

3、根据权利要求1或2所述的机床数显装置，其特征是张紧的拉线绕一圈在拉线鼓上，当拉线臂每位移200.00mm拉线鼓应恰好转动一周，如果位移示值有误差可以调节周长微调装置上的微调螺丝加以消除。

4、根据权利要求1或2所述的机床数显装置，其特征是在大范围位移时，因拉线的轻度下垂可能引起的位移示值积累误差，可以用精度补偿电路在全量程上加以补偿。