LT4859B

LT4859B - Measuring system

Info

Publication number: LT4859B
Application number: LT1999150A
Authority: LT
Inventors: Vytautas Giniotis
Original assignee: Vilniaus Gedimino technikos universitetas
Priority date: 1999-12-20
Filing date: 1999-12-20
Publication date: 2001-11-26
Also published as: LT99150A

Abstract

Invention attributes to the measuring equipment, line shifts measurement changers and line measuring systems. The essence of proposed invention is the aim to increase the accuracy of the measuring system and to simplify it. It is achieved by providing the line shift measurement changer, which has the measuring part and several indicatory heads with the additional block - the multiplexer. To the control inputs of the multiplexer, outputs of one or two higher segments of the reversive counter are connected. Data inputs of the multiplexer are connected to the outputs of the measuring heads of the measuring system. Outputs of the multiplexer are connected to the data input of the reversive counter. Thus the information from the indicatory heads goes through the multiplexer, which commutates this information by the algorithm Ni = [i/n], connecting the output of the indicatory head to reversive counter. Ni is the number of the information transmitting head; i = 0, 1, 2, 3, ; n - the number of the higher segments of the counter, in the diapason of which the change of heads takes place, and [ ] means the truncated mean of the fraction.

Description

1. Technikos sritis, kuriai skiriamas išradimas.1. Technical field to which the invention relates.

Išradimas yra skirtas matavimo technikos sričiai. Konkrečiai, jis skirtas linijinių poslinkių matavimo keitiklių ir linijinių matavimo sistemų sričiai, montuojamų į programinio valdymo stakles, technologinius ir matavimo įrenginius, tokius, kaip koordinatinės matavimo mašinos (KMM).The invention relates to the field of measuring technology. Specifically, it is intended for the field of linear displacement transducers and linear measuring systems mounted on software controlled machine tools, technological and measuring devices such as coordinate measuring machines (KMM).

2. Technikos lygis. '2. State of the art. '

Žinomi linijinių poslinkių matavimo keitikliai (LPMK), susidedantys iš matuojamosios dalies ir vienos arba daugiau indikatorinių galvučių, o matuojamoji dalis yra tvirtinama prie judamos įrenginio dalies, o indikatorinės dalys - prie jo stovo ir sujungtos su indikacijos bloku matuojamojo poslinkio dydžio parodymui ir jo perdavimui j valdymo arba rezultatų apdorojimo bloką (mikroprocesorių arba kompiuterį) rezultatų saugojimui, registravimui arba jų tolesniam perdavimui j vykdymo įrenginius. Tokie LPMK yra žinomi pagal autorinį SSRS liudijimą Nr. 879259, TPK G01B 5/00, 1981, biul. No 41, autoriai V. Giniotis, S. Barmaš, S. Budginas “Įrenginys koordinatinių poslinkių matavimui”. Be to, tokie įrenginiai yra aprašyti knygose: M. Makler, V. Reznikov “Sovremennoje sostojanije i perspektivy razvitija triochkoordinatnych izmeritelnych mašyn. - M.: NIIMAŠ, 1978, p. 72-92.Known linear displacement measuring transducers (LPMK), consisting of a measuring part and one or more indicator heads, the measuring part being mounted on a movable part of the device and the indicator parts attached to its stand and connected to an indicating unit for displaying and transferring the measured displacement a control or result processing unit (microprocessor or computer) for storing, recording or further transmitting the results to the processing unit. Such LPMKs are known under the USSR certificate no. No. 879259, TPK G01B 5/00, 1981, Bul. No 41, by V. Giniotis, S. Barmaš, S. Budginas “Device for measuring coordinate displacements”. In addition, such devices are described in the books: M. Makler, V. Reznikov, "Sovremenna capitalized on perspective perspective triochkoordinatnych izmeritelnych machine. - M.: NIIMASH, 1978, p. 72-92.

Nurodytoje knygoje aprašytos matavimo sistemos susideda iš matuojamosios dalies - skalės, apimančios visą mašinos matuojamą ilgį, matavimo galvutę ir indikacijos bloką. Naudojant tokią sistemą yra sudėtinga sumontuoti ilgos eigos matavimo sistemą, nes pramonėje yra gaminamos riboto ilgio (daugiausia, apie 1 m ilgio) matavimo skalės. Jas suduriant į didelės eigos (3-6 m) matavimo ilgį atsiranda paklaidų tų skalių sujungimo vietose, atsiranda tarp jų tarpeliai arba vidiniai įtempimai dėl jvaržų, kylančių dėl temperatūrinių deformacijų. Ilgų matavimo skalių panaudojimas komplikuoja mašinos konstrukciją dėl tų skalių tvirtinimo, jų padėties tikslaus nustatymo erdvėje, atitinkamai pagal mašinos eigos kreipiančiųjų padėtį. Esant dideliems ilgiams, tie derinimai yra sudėtingi, reikalauja ilgo ir kvalifikuoto darbo bei yra susiję su papildomų paklaidų atsiradimu matavimo sistemoje. Neišvengiamos didelės tokio ilgio skalių temperatūrinės deformacijos ir dėl jų atsirandančios didelės sisteminės paklaidos.The measuring systems described in the reference book consist of a measuring part, a scale that covers the entire length of the machine, the measuring head and the display unit. The use of such a system makes it difficult to install a long-distance measuring system because of the fact that industrial scale measuring scales are of limited length (mainly about 1 m). When assembled into high-stroke (3-6 m) measuring lengths, errors occur at the joints of these scales, gaps between them, or internal stresses due to stresses due to thermal deformations. The use of long measuring scales complicates the design of the machine due to the mounting of those scales and their precise positioning in the space corresponding to the position of the guides of the machine. At high lengths, these adjustments are complex, require lengthy and skilled work, and are associated with additional errors in the measurement system. Large scale deformations of the scales of this length and consequent large systematic errors are unavoidable.

Artimesnis siūlomam išradimui yra išradimas pagal SSRS autorinj liudijimą Nr. 879259, TPK G01B 5/00. Pagal šį išradimą mašinos eiga gali būti matuojama neriboto ilgio su palyginti trumpa matuojamąja skale ir paeiliui perstumiamomis dviem indikatorinėmis galvutėmis matuojamos eigos diapazone. Šis išradimas išsprendžia bet'kokios eigos matavimo galimybę. Tačiau šio žinomo išradimo trūkumas yra tai, kad taikant šį techninį sprendimą yra neįmanoma atlikti nepertraukiamą mašinos eigos matavimą. Pradžioje mašinos judanti dalis turi judėti atstumą, kuris yra konstruktyviai galimas tarp dviejų indikatorinių galvučių, po to turi sustoti, tada antroji galvutė jos pavara yra perstumiama į naują padėtį eigos kryptimi, mašinos judanti dalis tada vėl gali judėti eigą matuojant antrąja galvute, ir taip kartojant šj ciklą visoje reikiamo ilgio eigoje. Matavimo sistema yra sudėtinga dėl panaudojamų dviejų pastumiamų indikatorinių galvučių, kurioms reikia atskiros pavaros, atitinkamo jų valdymo. Dideliu trūkumu yra tai, kad judesys turi būti atliekamas pakartotinai stabdant eigą, perstumiant galvutes ir tą ciklą nuolat pakartojant ilgos eigos diapazone. Visa tai matavimo sistemą daro sudėtingesnę, o periodiški sustojimai ir galvučių perstūmimai mažina matavimo sistemos tikslumą..Siūlomo išradimo tikslas yra didinti matavimo sistemos tikslumą ir ją paprastinti.Closer to the present invention is the invention according to USSR Authorization No. No. 879259, TPK G01B 5/00. In accordance with the present invention, the travel of a machine can be measured in the range of travel of infinite length with a relatively short measuring scale and successive displacement of two indicator heads. The present invention solves the possibility of measuring any stroke. However, the disadvantage of this known invention is that with this technical solution it is impossible to carry out continuous measurement of the progress of the machine. Initially, the moving part of the machine must move a distance constructively possible between the two indicator heads, then stop, then the second head of its gear is moved to a new position in the direction of travel, the moving part of the machine can then move again by measuring the second head. this cycle throughout the required length. The measurement system is complicated by the appropriate control of the two sliding indicator heads which require a separate actuator. The big disadvantage is that the movement has to be repeated by stopping the stroke, moving the heads and repeating that cycle continuously over the long stroke range. All this makes the measuring system more complicated, and periodic stops and displacements of the heads reduce the accuracy of the measuring system. The object of the present invention is to increase the accuracy of the measuring system and to simplify it.

3. Išradimo esmė.3. Gist of the Invention.

Siūlomo išradimo esmę sudaro tai, kad turint tikslą didinti matavimo sistemos tikslumą ir ją supaprastinti, linijinių poslinkių matavimo keitiklis, turintis matuojamąją dalį ir keletą indikatorinių galvučių, sujungtų su reversyviniu skaitikliu, turi papildomą bloką - multipleksorių, prie kurio valdymo įėjimų yra prijungti reversyvinio skaitiklio vienos arba dviejų vyresniųjų skilčių išėjimai, multipleksoriaus informaciniai įėjimai yra sujungti su matavimo sistemoje esančių indikatorinių galvučių išėjimais, o multipleksoriaus išėjimai yra sujungti su reversyvinio skaitiklio informaciniu įėjimu. Tokiu būdu, informacija iš indikatorinių galvučių eina per multipleksorių, kuris komutuoja šią informaciją, prie reversyvinio skaitiklio prijungdamas indikatorinės galvutės išėjimą pagal algoritmą N, = kur N, - informaciją perduodančios indikatorinės galvutės eilės numeris; i = 0,1,2,...;It is an object of the present invention that, for the purpose of increasing and simplifying the measuring system, a linear displacement measuring transducer having a measuring part and a plurality of indicator heads connected to a reversing meter has an additional unit, a multiplexer, to which control inputs are connected or the outputs of the two senior columns, the multiplexer information inputs are connected to the outputs of the indicator heads in the measuring system, and the multiplexer outputs are connected to the reverse counter information input. Thus, the information from the indicator heads passes through a multiplexer which commits this information by connecting the indicator head output according to the algorithm N, = where N, to the reverse counter, the sequence number of the indicator head transmitting the information; i = 0.1.2, ...;

n - vyresniųjų skaitiklio skilčių skaičius, kurio diapazone yra atliekamasn is the number of senior sections of the meter in the range in which it is performed

I galvučių perjungimas, [ ] reiškia sveikąjį trupmenos skaičių.I-head switching, [] represents an integer fraction.

Tokiu būdu, pradedant mašinos judamos dalies (stalo 1, fig. 1) eigos matavimą, pradinis informacijos skaičiavimas atliekamas keitiklio skalės nulinei žymei sutapus su 0 galvutės nuliniu indikatoriumi 12, o toliau multipleksoriuje yra sujungtas išėjimas iš IGO galvutės, nes tokia yra valdymo informacija, ateinanti į multipleksorių iš vyresniosios skaitiklio skilties. Stalui judant toliau ši informacija didėja, kol pasiekia skaičių 1 vyriausioje pagal brėžinį skiltyje. Tuo momentu multipleksorius perjungia informaciją iš indikatorinės galvutės IG1. Įjungus vienos iš galvučių informacijos perdavimą, multipleksorius kitų galvučių išėjimus uždaro. Išradime yra nurodoma galimybė valdymą atlikti pagal dviejų vyresniųjų reversyvinio skaitiklio skilčių informaciją. Pvz., turint 200 mm ilgio rastrinę linijinių poslinkių keitiklio skalę, multipleksoriuje yra užduodama komutavimo informacija kiekvieną kartotinų kartą pasikeičiant skaičiui 2, t.y., po 2, 4, 6 ir tt. Kadangi tai gali pereiti ų dviženklio skaičiaus sritį, todėl multipleksoriuje turi būti gaunama informacija iš tų abiejų skaitiklio skilčių.Thus, starting the measurement of the travel of the moving part of the machine (table 1, fig. 1), the initial information calculation is performed with the zero mark of the inverter scale coinciding with the zero indicator 12 of the 0-head. coming to the multiplexer from the senior counter section. As the table moves forward, this information increases until it reaches the number 1 in the top column of the drawing. At this point, the multiplexer switches information from the indicator head IG1. When the transmission of information from one of the heads is enabled, the multiplexer closes the outputs of the other heads. The invention relates to the possibility of controlling according to the information of the two senior sections of a reverse counter. For example, with a 200mm raster linear displacement transducer scale, the multiplexer requests commutation information every 2 repetitions, i.e. 2, 4, 6, and so on. Because this can pass through the two-digit range, the multiplexer must receive information from those two sections of the meter.

Techninis rezultatas lyginant šį išradimą su žinomu techniniu lygiu yra tas, kad nurodytas papildomas skiriamasis požymis - pridėtas multipleksorius, sujungtas su reversyvinio skaitiklio vyresniųjų skilčių išėjimais bei su indikatorinėmis galvutėmis įgalina viena matuojamąja LPMK dalimi (pvz., rastrine skale) matuoti neribotą mašinos dalies eigos dydį, paeiliui komutuojant (palaipsniui įjungiant) reikiamą indikatorinę galvutę ir nepertraukiamai perduodant informaciją apie mašinos dalies poslinkį į skaitiklį. Tikslumas tokiu būdu padidėja dėl tos priežasties, kad jis visą laiką priklauso tik nuo tos pačios matuojamosios LPMK dalies - skalės, nepriklausomai nuo to, ar įvyko kokių nors indikatorinių galvučių padėties pokyčių dėl temperatūrinių deformacijų. Be to, šiuo atveju matavimo sistema neturi papildomų judančių galvučių, kaip tai yra prototipo atveju, nereikiaThe technical result of comparing the present invention to the known state of the art is that the additional distinguishing feature of the invention is the addition of a multiplexer coupled to the revolution counter senior column outputs and indicator heads to enable unrestricted travel of a machine part (e.g. raster scale). , by sequentially switching (gradually activating) the required indicator head and continuously transmitting information about the displacement of the machine part to the meter. Accuracy is thus increased because it always depends only on the same measurable part of the LPGM, the scale, regardless of whether there is any change in the position of the indicator heads due to thermal deformation. In addition, in this case, the measuring system does not have additional moving heads, as in the case of the prototype, no need

100 papildomų pavarų ir jų valdymo bei pozicionavimo įrenginių. Tokiu būdu, siūlomo išradimo dėka galima matavimo sistemą supaprastinti ir padidinti jos tikslumą.100 additional gears and their controls and positioners. In this way, the present invention makes it possible to simplify and increase the accuracy of a measuring system.

4. Brėžinių figūrų aprašymas.4. Description of the drawing figures.

105 Išradimas yra iliustruojamas brėžiniais figūrose 1 ir 2. Brėžinyje fig. 1 yra parodytas išilginis matavimo sistemos pjūvis B-B (fig. 2), o fig. 2 yra parodytas skersinis įrenginio pjūvis pagal A-A (fig. 1). Matavimo sistema susideda iš mašinos judamojo organo (pvz., staklių stalo) 1, kurio judesys turi būti matuojamas, įrenginio stovo 2 su kreipiančiosiomis 3 ir 4, matavimo no sistemos matuojamosios dalies (skalės) 5, indikatorinių galvučių 6, 7 ir 8, toliau dar įvardijamų, kaip IGO, IG1 ir IG2, multipleksoriaus 9 ir reversyvinio skaitiklio 10, nulinės žymės 11 ir nulinio indikatoriaus 12.The invention is illustrated in the drawings in Figures 1 and 2. In the drawings in Figs. 1 is a longitudinal sectional view B-B of the measuring system (FIG. 2), and FIG. 2 is a cross-sectional view of the device in accordance with A-A (FIG. 1). The measuring system consists of a movable body of the machine (e.g., a machine tool table) 1 whose motion is to be measured, a rack 2 of the machine with guides 3 and 4, measuring part 5 of the measuring system, indicator heads 6, 7 and 8, hereafter. also referred to as IGO, IG1 and IG2, multiplexer 9, and reverse counter 10, zero mark 11, and zero indicator 12.

Prie judančio stalo 1 yra pritvirtinta matavimo sistemos matuojamoji dalis (skalė) 5, o prie įrenginio stovo 2, turinčio kreipiančiąsias 3 ir 4, yraThe measuring table (scale) 5 of the measuring system is attached to the moving table 1, and the stand 2 of the device, which has guides 3 and 4, has

115 nejudamai pritvirtintos matavimo sistemos indikatorinės galvutės 6, 7 ir 8. Signalo išėjimai iš galvučių 6, 7 ir 8 yra sujungti su muitipleksoriaus 9 įėjimais, o multipleksoriaus informaciniai išėjimai yra sujungti su reversyviniu skaitikliu 10. Išėjimai iš reversyvinio skaitiklio 10 aukštesniosios skaitmeninės skilties yra sujungti su multipleksoriaus 9 valdymo schemos įėjimu.115 fixedly mounted measuring system indicator heads 6, 7 and 8. The signal outputs from the heads 6, 7 and 8 are connected to the inputs of the customsplexer 9, and the information outputs of the multiplexer are connected to the reverse counter 10. The outputs of the reverse digital counter 10 are connected. with the input of the control scheme of the multiplexer 9.

120120

5. Išradimo realizavimo aprašymas.5. Description of the practice of the invention.

Matavimo įrenginys, turintis matuojamąją dalį ir keletą indikatorinių dalių, kurių išėjimai yra sujungti su reversyviniu skaitikliu pasižymi tuo, kad jis turi multipleksorių, prie kurio įėjimų yra prijungti indikatorinių galvučiųA measuring device having a measuring part and a plurality of indicator parts, the outputs of which are connected to a reversing meter, characterized in that it has a multiplexer, to which the indicator heads are connected.

125 išėjimai, o prie multipleksoriaus valdymo įėjimų yra prijungti išėjimai iš reversyvinio skaitiklio vyresniųjų skilčių, kurių skaičius nustato indikatorinių galvučių prijungimo prie reversyvinio skaitiklio eilės numerį.125 outputs, and outputs from the senior columns of the reverse counter connected to the multiplexer control inputs, the number of which determines the sequence number of the indicator heads to be connected to the reverse counter.

{renginys veikia tokiu būdu. Įrenginio skalės 1 stovo 2 atžvilgiu juda (stalo pavara neparodyta) kreipiančiosiomis 3 ir 4. Prie stalo 1 pritvirtinta no matuojamoji dalis 5 (skalė) yra tokio ilgio, kad viršytų atstumą tarp dviejų eigos kryptimi prie stovo pritvirtintų indikatorinių galvučių (IG) 6, 7 ir 8, kurių eilės numeriai yra atitinkamai IGO, IG1 ir IG2. Tokių galvučių skaičius gali būti neribotas. Pradedant stalo judesį iš dešinės į kairę, nulinė žymė 11, esanti ant skalės, duoda signalą nuliniam ₍indikatoriui 12, esančiam pirmoje{The event works this way. The scales 1 of the device move relative to rack 2 (table gear not shown) by guide rails 3 and 4. The measuring unit 5 (scale) attached to table 1 is of a length that exceeds the distance between the two indicator heads (RO) 6, 7 mounted on the rack. and 8, with serial numbers IGO, IG1, and IG2, respectively. The number of such heads may be unlimited. As the table moves from right to left, the zero mark 11 on the scale gives the signal zero ₍ indicator 12 in the first

135 galvutėje IGO. Šis signalas per multipleksorių 9 atidaro informacinį išėjimą iš IGO į reversinį skaitiklį 10, tokiu būdu pradedama skaičiuoti informacija apie stalo 1 poslinkį. Skaičiavimas tęsiasi tol, kol skalė 5 įeis į IG1 zoną (kaip parodyta fig. 1) iki tol, kol reversyvinio skaitiklio aukštesnioji valdanti skiltis (fig. 1 pažymėta 1) iš “0” pasislinks į “1”. Multipleksorius informaciją iš IGO135 in head IGO. This signal through the multiplexer 9 opens the information output from the IGO to the reverse counter 10, thereby starting to count information about the displacement of table 1. The counting continues until the scale 5 enters the IG1 zone (as shown in Fig. 1) until the upper control section of the reverse counter (denoted by 1 in Fig. 1) shifts from "0" to "1". Multiplexer information from IGO

140 perjungia į IG1, t.y., informacija tęsiama matuoti pagal signalą iš galvutės IG1. Įjungus vienos galvutės išėjimą, kitų galvučių išėjimai yra uždaromi, ir iš jų einanti informacija yra nutraukiama. Stalo reversavimo metu (stalui slenkant atgal) matuojamoji eiga reversyviniame skaitiklyje 10 yra atimama iki tol, kol indikacija skaitiklio valdančioje skiltyje sumažės vienetu. Tuo metu140 switches to IG1, i.e., the information continues to be measured by the signal from head IG1. When the output of one head is turned on, the outputs of the other heads are closed and the information from them is interrupted. During table rotation (table sliding backward), the measuring stroke on the reversing counter 10 is subtracted until the indication in the control panel of the counter decreases by one. At a time

145 multipleksorius atidaro informacijos perdavimą iš indikatorinės galvutės, kurios eilės numeris yra vienetu mažesnis, o kitų galvučių išėjimai yra uždaromi.The 145 multiplexer opens the transmission of information from an indicator head having a serial number less than one, and the outputs of the other heads are closed.

Tokiu būdu gali būti atliekamas nepertraukiamas judesys bet kuria kryptimi ir praktiškai neriboto ilgio, naudojant žymiai trumpesnę, negu staio įso eiga, matuojamąją skalę ir nenaudojant jokių papildomų galvučių perstūmimo ir pozicionavimo judesiams. Tuo matavimo įrenginys yra supaprastinamas, o matavimo tikslumas padidėja.In this way, continuous motion in any direction and practically unlimited length can be performed using a measuring scale much shorter than the stop stroke, without the use of any additional heads for displacement and positioning movements. This simplifies the measuring device and increases the accuracy of the measurement.

Claims

Definition of the Invention

155

160

165

Measuring system consisting of a rack, a moving machine organ, a measuring transducer consisting of a measuring part mounted on a moving machine organ and indicator heads on the movement of this organ, indicating the magnitude of the said movement, with the addition of a multiplexer with information inputs connected to the indicator head exits the multiplexer output is connected to the reversible counter input, a control input is coupled to the outlet of the chief meter sections by which the change in the number performed indicator heads information switching and indicator heads information channel switching is carried out by an algorithm N _t = where Nj - serial number of the indicator head transmitting the information; i = 0.1.2, ...;

n is the number of senior sections of the meter in the range of which the heads are switched, [] represents an integer fraction.