DE3019553A1 - Einrichtung zum messen von fehlern einer kinematischen kette - Google Patents
Einrichtung zum messen von fehlern einer kinematischen ketteInfo
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Description
MERTEINS & KEIL
- 3 - PATENTANWÄLTE
Centre d'Etudes ei de Recherches de. la Machine-Qutil (C.E.R.M.O.}
150 Boulevard Bineau
9220& Neuilly-Sur-Seine
Frankreich
Frankreich
"Einrichtung zum Messen von Fehlern einer kinematischen Kette"
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Messen von Fehlern einer
kinematischen Kette. ■
Auf dem technischen Gebiet der Antriebsmechanismen und insbesondere
dem der Werkzeugmaschinen hat sich die Notwendigkeit ergeben, mit Genauigkeit die Übersetzungsverhältnisse von benutzten Getrieben
zu messen, oder genauer gesaot. eventuelle Fehler solcher kinematischer
Ketten nachzuweisen.
Es gibt bereits dafür bestimmte >"ΐ'.ΐε" ram Messen, die ~2>ioch ziemlich
unbrauchbar sind. Diese benutze?'; V riels>?i?e Analogmeßschaltungen
mit instabiler Funktionsweise, wilciie c :- Prüfmessursg beeinträchtigen,
obgleich das Auflösungsvermögen und die Präzision hinreichend gut
ist. Solche Geräte sind sehr störanfärig und haben eine niedrige
Geschwindigkeitsgrenze für die Anwendung.
Es gibt andere Einrichtungen mit digitalen (oder inkruntntalen) Empfängern.
Die Mehrzahl dieser Einrichtungen ist sehr err-pfindlich
und genau, sie haben aber ebenfalls eine bezüglich der Geschwindigkeit
begrenzte Anwendung und sind sehr störanfällig. Die dabei verwendeten Empfänger sind darüber hinaus sehr kostspielige Spezialempfänger.
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BAD ORIGINAIu
MERTENS & KEIL
- 4 - PATENTANWÄLTE
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein neues Meßgerät der gattungsgemäßen Art zu schaffen, welches die geschilderten Nachteile
nicht aufweist, und welches mit der wünschenswerten Meßgenauigkeit unter Verwendung handelsüblicher Empfänger arbeitet.
Die Erfindung besteht zur Lösung dieser Aufgabe in einer Meßeinrichtung
zum Messen von Fehlern einer kinematischen Kette, die zwei Organe miteinander verbindet, und die folgende Merkmale aufweist:
a) von zwei Impulsdetektoren ist einer benachbart dem einen der beiden Organe und der andere benachbart dem anderen der Organe
angeordnet, wobei die Detektoren die Relativbewegung des entsprechenden Organs bezüglich des jeweiligen Detektors nachweisen,
b) eine Prüfeinrichtung für die kinematische Kette, deren Geschwindig- „
keitsmittelvert während der Meßdauer im wesentlichen konstant ist,
c) einen Frequenzwandler für die nachgewiesenen Impulse von wenigstens
einem der Detektoren, um ein theoretisches Verhältnis der Prüffrequenzen
der Bewegungen der beiden Organe gleichmäßig von 1 (oder
d,1 eine Yergieicnseir-·richtung ?u~ die tatsächlich gesessenen Frequenzen,
v/elcbi -!,^c ?>r>ep Fres^enzgensraiar aufweist, welcher;,
für jedsn der Impulse des weriqstans einen Detektors über einen diesem
Detektor zugeordneten Schaltkreis eine von der Betriebsperson auswähl-
Bei einer bevorzugten ivusiührungsform liefert der Frequenzgenerator
über ;-e."itr» --.^i . e^icr scaciitKreü-2 impulse, die sich außer Phase
Ferner :'an.p die Finrichiun? eine für jeden impuls jeder der Schaltkreise
ausaer.^iic;<iicn eür.vs-iä ocer ab'-varis zShienoe Schaaung enthalten.
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BAD ORIG/NAL
_ 5 - MERTENS & KEIL
wobei das Vorzeichen der Aufwärtszählung durch den momentanen Rotationssinn des Detektors bestimmt ist.
Weitere Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden
Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispieles anhand der beiliegenden Zeichnung. Dabei bilden
alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger sinnvoller Kombination den Gegenstand der vorliegenden
Erfindung. Die Zeichnungsbeschreibung ist nicht im Sinne einer Beschränkung des Erfindungsgedankens auszulegen.
Es zeigt:
Fig. 1 ein Blockdiagramm der erfindungsgemäßen Einrichtung,
Fig. 2 ein Realisierungsschaltschema der erfindungsgemäßen Einrichtung.
Die kinematische Kette, deren eventuelle Fehler gemessen werden sollen,
besteht aus zwei Zahnrädern 1 und 2 als Organe oder Glieder, die miteinander kämmen. Die Welle des Zahnrades 1 ist über eine Kupplung
an eine Antriebswelle 5 eines Antriebsmotors 6 angeschlossen. An jedem der Zahnräder 1 und 2 ist jeweils eine Vielzahl von Marken 7 und 8
angebracht.
Sogenannte "inkrementelle" Digitalempfänger 9 und 10 bekannter und
üblicher Art sind jeweils benachbart der Marken 7 und 8 angeordnet. Jeder der Empfänger 9 und IG erzeugt (infolge optischer Abtastung der
umlaufenden Marken) zwei Rechtecksignalzüge 11 und 12 bzw. 13 und Die beiden Signalzüge 11, 12 bzw. 13, 14 ein und desselben Empfängers
9 bzw. 10 sind jeweils um ein Viertel der entsprechenden Periode T„ und
T1n außer Phase.
Die Signalzüge 11, 12 und 13, 14 gelangen über Leitungen 15 und 16
zu den Schaltungen 17 und 18 zur Formgebung, Vervielfältigung und zum Nachweis des Rotationssinnes der Signale. Die Schaltungen 17
und 18 werden von Trenn schaltungen 19 und 20 gefolgt, die die Wirkung vervollständigen und welche die in den Signalen auf den Leitungen
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- 6 - PATENTANWÄLTE
und 22 enthaltene Information bezüglich "Rotationssinn11 und "Impulse"
trennen.
Das "Impulse"-Signal wird über die jeweiligen Leitungen 23» 24 einer
Multiplikationsschaltung 25, 26 zugeleitet, welche einen Impulszug
27, 28 mit einer Hochfrequenz bei jedem Eingangsimpuls liefert. Die Zahl Npn., N„g dieser Impulse hoher Frequenz wird von der Bedienungsperson mittels einer Handeinstellung 29, 30 ausgewählt, welche über
Leitungen 31, 32 mit der Muliplikationsschaltung 25, 26 verbunden ist. Ein Taktgeber 33 ist über Leitungen 34, 35 an jeder Mulitplikationsschaltung
25, 26 angeschlossen und liefert Basisimpulse. Die Hochfrequenzsignale
am Ausgang 27, 28 der Multiplikationsschaltungen 25 und 26 werden über Leitungen 36^ 37 in Richtung einer Eingangs—
stufe 38 zu einem Vorwärts-Rückwärts-Zähler 39 geführt. Auf gleiche Weise werden über Leitungen 40, 41 die Informationen über das Vorzeichen der Rotation, die von den Trenn stufen 19, 20 stammen, der Ein—
gangsstufe 38 zugeführt. Die Eingangsstufe 38 berücksichtigt den Rotationssinn und führt infolge dessen auf Leitungen 32 und 43 die
Ausgangssignale der Muliplikationsschaltungen 25, 26 zur Vorwärtsoder Rückwärtszählung des Vorwärts-Rückwärts-Zählers 39·
Der Vorwärts-Rückwärts-Zähler 39 umfaßt einen Digital-Analog-Konverter,
welcher die registrierten Veränderungen in eine Analogspannung 44 umwandelt, die in bekannter Weise weiter verwendet werden kann,
so beispielsweise für die Sichtbarmachung auf einem Oszilloskopenschirm.
In Fig. 2 sind für die Darstellung der Schaltungsbestandteile die üblichen klassischen und standardisierten verwendet, so daß es keine
näheren Erläuterungen im einzelnen bedarf. Man erkennt, außer den vorne definierten Schaltkreisen: Eine Versorgungsquelle 45 für elektrische
Energie (einstellbare Ausgangsspannungen -15 V; +5 V und +15 V), eine
automatische Nullrückstellungsschaltung 46 und eine solche von Hand gesteuerte 47, und einen Digital-Analog-Konverter 48, welcher dem
Vorwärts-Rückwärts-Zähler 39 folgt.
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«VIERTENS & KEIL
Es ist auch gezeigt* daß die Signale 34 und 35, die von dem Hochfrequenztaktgeber
33 stammen, außer Phase liegen, so daß der Vorwärts-Rückwärts-Zähler
39 nicht gleichzeitig zwei Impulse von den beiden Multiplikationsschaltungen 25r 26 aufnehmen kann.
Die Neuartigkeit der beschriebenen Einrichtung besteht in Anordnung
der Multiplikationsschaltungen 25, 26, wodurch es im Gegensatz zu bekannten Einrichtungen möglich ist, die nachgewiesenen Impulsfrequenzen
aufzuteilen, jedoch im Gegensatz zu Multipliern. Aufgrund dieser·
Tatsache tritt kein Informationsverlust auf und infolge dessen erhält man eine hohe Präzision der. Messung. . ... " ■
Diese Genauigkeit der Messung tritt nicht aufgrund der Auswahl eines
speziellen Empfängers 9, 10 auf,; der sehr empfindlich und damit
auch störanfällig wäre und nur eine Betriebsweise mit geringer Geschwindigkeit zuließe, sondern aufgrund der Übernahme einer Anordnung,
welche diese Multiplikation zuläßt. Oie verwendbaren Empfänger können
daher von ganz üblicher Art sein.
Die Auswahl der Multiplikationskoeffizienien N„r, N„,- erlauben einerseits
die sofortige Anpassung der Einrichtung an die Messung aller Geschwindigkeiten der Vorbeibew.egung der Marken 7 und 8 relativ
zu den Empfängern 9 und 10, und : ilgiich das Arbeiten, wenn es
notwendig ist, mit wenig empfindlichen Empfängern, jedoch angepaßt
an hohe Geschwindigkeiten, andererseits die Einführung eines umgekehrten
Verhältnisses der Radien ft, und R9 der Zahnräder 1 und
2- um auf ganz einfache V/eise unregelmäßigkeiten der Getriebekette
nachzuweisen, und zwar in Bezug auf das gleichermaßen für den Wert geprüfte theoretische Übertragungsverhältnis. Natürlich wird die Analyse
ausgeführt unabhängig von der Rotationsgeschwindigkeit der Welle 5, aber jedesmal für eine im wesentlichen konstante Rotationsgeschwindigkeit.
630061/0662
BAD ORIGINAL
MERTENS & KEIL
Zusammenfassung:
Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zum Messen der Fehler
einer kinematischen Kette, welche zwei Organe verbindet, mit zwei Impulsdetektoren
9, 10, von welchen der eine in Nachbarschaft des einen der beiden Organe, der andere in Nachbarschaft des anderen Organs
angeordnet ist, und welche beide die Vorbeibewegung des entsprechenden Organs relativ zu dem Detektor nachweisen können, mit einem
Analysator der Bewegung, deren mittlere Geschwindigkeit im wesentlichen während der Messung konstant ist, mit einem Wandler 25, 26 für
die von den Detektoren nachgewiesenen Impulsfrequenzen, um ein theoretisches Verhältnis der Prüffrequenzen der Bewegung der beiden
Organe gleichmäßig beim Wert 1 (oder einem Einheitswert) zu erhalten und durch eine Vergleichseinrichtung für die effektiv gemessenen
Frequenzen. Die Einrichtung hat einen Frequenzgenerator 25, 26, welcher bei jedem der Impulse des wenigstens einen Detektors über eine diesem
Detektor zugeordnete Schaltung eine konstante Zahl N?c-, N„/- von
Impulsen erzeugt, die jeweils von der Betriebsperson vorwählbar ist. Die neuartige Meßeinrichtung ist genau und vielseitig anwendbar.
030051/0682
Leerseite
Claims (3)
- MERTENS & KEIL·PATENTANWÄLTEFrankfurt/M 21.5.1980 L 83 P 4Centre d'Etudes et de Recherches de la Machine-Outil {C.E.R.M.O.) 150 Boulevard Bineau92200 Neuilly-Sur-Seine
Frankreich'Einrichtung zum Messen von Fehlern einer kinematischen Kette"P atentansprüche:Einrichtung zum Messen von Fehlern einer kinematischen Kette, welche zwei Organe miteinander verbindet, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:a) von zwei Impulsdetektoren ist einer benachbart dem einen der beiden Organe und der andere benachbart dem anderen der Organe angeordnet, wobei die Detektoren die Relativbewegung des entsprechenden Organs bezüglich des jeweiligen Detektors nachweisen,b) eine Prüfeinrichtung für die kinematische Kette, deren Geschwindigkeitsmittelwert während der Meßdauer im wesentlichen konstant ist,c) einen Frequenzwandler für die nachgewiesenen Impulse von wenigstens einem der Detektoren, um ein theoretisches Verhältnis der Prüffrequenzen der Bewegungen der beiden Organe gleichmäßig von 1 (oder einem Einheitswert) zu erhalten,03Q0S1/0S82MERTENS & KEILPATENTANWÄLTEd) eine Vergleichseinrichtung für die tatsächlich gemessenen quenzen, welche u.a. einen Frequenzgenerator aufweist, welcher, für jeden der Impulse des wenigestens einen Detektors über -einen diesem Detektor zugeordneten Schaltkreis eine von der Betriebsperson auswählbare konstante Anzahl von Impulsen liefert. - 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Frequenzgenerator über jeden der beiden Schaltkreise Impulse liefert, die außer Phase liegen.
- 3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,daß sie eine für jeden Impuls der Schaltkreise augenblicklich aufwärts oder abwärts zählende Schaltung aufweist, wobei das Vorzeichen der Vorwärtszählung von dem momentanen Rotationssinn des Detektors bestimmt ist.0300S1/0882
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Representative=s name: KEIL, R., DIPL.-PHYS. DR.PHIL.NAT., PAT.-ANW., 600 |
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| 8141 | Disposal/no request for examination |