RU101547U1

RU101547U1 - MANAGEMENT SYSTEM OF THE SAMPLE POWER METER

Info

Publication number: RU101547U1
Application number: RU2010133333/08U
Authority: RU
Inventors: Юрий Дмитриевич Прокопенко; Виктор Сергеевич Роженцев; Александр Владимирович Мараховский; Александр Владимирович Шаманин; Андрей Александрович Фищиленко
Original assignee: Открытое акционерное общество "Специальное конструкторское бюро испытательных машин"
Priority date: 2010-08-09
Filing date: 2010-08-09
Publication date: 2011-01-20

Abstract

1. Система управления образцовой силоизмерительной машины, содержащая электродвигатели, управляющие перемещением мер силы, арретиром и нагружением поверяемого динамометра через грузовой рычаг, концевые выключатели, контролирующие положение мер силы, и блок фотодатчиков, выдающий разрешение на регистрацию показаний индикатора поверяемого динамометра, отличающаяся тем, что выход системного блока компьютера соединен с входом модуля преобразователя интерфейсов, выходом подключенного к входу модуля ввода/вывода, управляющего работой электродвигателей в соответствии с выходными сигналами концевых выключателей, выходы которых соединены с входами модуля ввода/вывода. !2. Система управления образцовой силоизмерительной машины по п.1, отличающаяся тем, что выход блока фотодатчиков подключен к входу усилителя, выходом соединенного с входом аналого-цифрового преобразователя, выход которого подключен к входу системного блока компьютера. ! 3. Система управления образцовой силоизмерительной машины по п.1, отличающаяся тем, что для передачи изображения шкалы индикатора поверяемого динамометра на экран монитора компьютера используется видеокамера, выходом соединенная с входом модуля видеозахвата, выход которого подключен к USB-порту системного блока компьютера. 1. The control system of an exemplary force-measuring machine, comprising electric motors that control the movement of force measures, arrester and loading of the verified dynamometer through the load lever, limit switches, which control the position of the force measures, and a photosensor unit issuing permission to record the readings of the indicator of the verified dynamometer, characterized in that the output of the computer system unit is connected to the input of the interface converter module, the output of the input / output module connected to the input that controls the operation of the electronic electric motors in accordance with the output signals of the limit switches, the outputs of which are connected to the inputs of the input / output module. ! 2. The control system of an exemplary force-measuring machine according to claim 1, characterized in that the output of the photosensor unit is connected to the input of the amplifier, the output connected to the input of an analog-to-digital converter, the output of which is connected to the input of the computer system unit. ! 3. The control system of an exemplary force measuring machine according to claim 1, characterized in that a video camera is used to transmit the image of the indicator scale of the verified dynamometer to the computer monitor screen, the output connected to the input of the video capture module, the output of which is connected to the USB port of the computer system unit.

Description

Полезная модель относится к регулирующим и управляющим системам общего назначения, более конкретно, к системам управления испытательными машинами с программным управлением.The utility model relates to regulating and controlling systems of general purpose, and more particularly, to control systems for test machines with programmed control.

Известны образцовые силоизмерительные машины 2-го разряда типа ДО2 (Образцовые динамометры 2-го разряда ДО2-5 и ДО2-100 // Сводный каталог «Испытательные машины». - М.: ОНТИприбор. - 1966. - С.79-81) [1] и ОСМ2 (Образцовые силоизмерительные машины ОСМ2-50, ОСМ2-100-5 и ОСМ2-200-10 // Сводный каталог «Испытательные машины и стенды». - М.: ОНТИприбор. - 1967. - С.13-15) [2], входящие в Государственную поверочную схему для средств измерения силы (ГОСТ 8.065-85. Государственный первичный эталон и государственная поверочная схема для средств измерения силы) [3], и предназначенные для поверки и калибровки образцовых динамометров 3-го разряда (далее по тексту - динамометры), выпускаемых по стандарту (ГОСТ 9500-84. Динамометры образцовые переносные. Общие технические требования) [4], которые, в свою очередь, служат для, поверки рабочих средств измерения силы, в том числе испытательных машин (Роженцев B.C., Прокопенко Ю.Д., Мараховский А.В. и др. Новые гидравлические разрывные машины для стандартных испытаний металлопродукции // Заводская лаборатория. - 2010. - №4. - С.61-63; Виктор Роженцев, Анатолий Новиков, Александр Шаманин и др. Автоматизированная система для определения механических свойств материалов // Современные технологии автоматизации. - 2007. - №2 - С.72-78) [5, 6] и прессов (Ю.Д.Прокопенко, А.С.Кастанов, B.C.Роженцев. Испытательные прессы нового поколения // ПРИБОРЫ. - 2006. - №5. - С.14-16) [7], используемых для сертификационных испытаний металлопродукции и других материалов.Known exemplary power measuring machines of the 2nd category DO2 type (Exemplary dynamometers of the 2nd category DO2-5 and DO2-100 // The consolidated catalog "Testing machines." - M .: ONTIpribor. - 1966. - P.79-81) [ 1] and OSM2 (Model power measuring machines OSM2-50, OSM2-100-5 and OSM2-200-10 // Consolidated catalog "Testing machines and stands." - M .: ONTIpribor. - 1967. - S.13-15) [2] included in the State verification scheme for force measuring instruments (GOST 8.065-85. State primary standard and state verification scheme for force measuring instruments) [3] and intended for Verifications and calibrations of exemplary dynamometers of the 3rd category (hereinafter referred to as dynamometers) produced according to the standard (GOST 9500-84. Exemplary portable dynamometers. General technical requirements) [4], which, in turn, serve for verification of working means force measurements, including testing machines (Rozhentsev BC, Prokopenko Yu.D., Marakhovsky A.V. et al. New hydraulic tensile testing machines for standard tests of metal products // Factory Laboratory. - 2010. - No. 4. - S. 61-63; Victor Rozhentsev, Anatoly Novikov, Alexander Shamanin and others. Automated system for determining the mechanical properties of materials // Modern Automation Technologies. - 2007. - No. 2 - S.72-78) [5, 6] and the press (Yu.D. Prokopenko, A. S. Kastanov, BC Rozhentsev. Testing presses of a new generation // DEVICES. - 2006. - No. 5 . - S.14-16) [7] used for certification testing of metal products and other materials.

Принцип действия машин [1, 2] основан на применении взвешенных с высокой точностью грузов, находящихся в поле тяжести Земли, массы которых, будучи умноженными на ускорение свободного падения на определенной географической широте, образуют кратные единицы силы для конкретного географического района.The principle of operation of machines [1, 2] is based on the use of cargoes with high accuracy that are in the Earth’s gravity field, the masses of which, being multiplied by the acceleration of gravity at a certain geographical latitude, form multiple units of force for a particular geographical area.

Наиболее близким аналогом заявляемому устройству является система управления машин серии ОСМ2. Для определения недостатков аналога необходимо рассмотреть работу одной из машин [2], например, машины ОСМ2-200-10, устройство которой приведено на рис.2.The closest analogue of the claimed device is a control system of machines of the OSM2 series. To determine the disadvantages of the analogue, it is necessary to consider the operation of one of the machines [2], for example, the OSM2-200-10 machine, the device of which is shown in Fig. 2.

Машина (рис.2) состоит из нагружающих устройств НУ1 и НУ2, соединенных между собой посредством неравноплечего грузового рычага ГР, и имеет два режима работы: режим непосредственного нагружения (режим «НН»), в котором применяется только нагружающее устройство НУ1; и режим «ОСМ», использующий оба нагружающих устройства и грузовой рычаг. Управление машиной в режиме «НН» осуществляется с пульта управления ПУ1, а в режиме «ОСМ» - с пульта управления ПУ2.The machine (Fig. 2) consists of loading devices NU1 and NU2, interconnected by means of an unequal load lever GR, and has two operating modes: direct loading mode (“NN” mode), in which only NU1 loading device is used; and the "OSM" mode, using both loading devices and the load lever. The machine is controlled in the "NN" mode from the control panel PU1, and in the "OSM" mode - from the control panel PU2.

Нагружающее устройство НУ1 представляет собой жесткий каркас, образованный четырьмя гладкими колоннами КЛ1 и КЛ2, связанный плитами ПЛ1 и ПЛ2. Условно нагружающее устройство можно разделить на три секции, разделенные плитами ПЛ: верхнюю для работы в режиме «НН»; среднюю, где расположены нагружающие колонки НК1 с мерами силы величиной 0,5 кН (2 шт.), 1 кН (2 шт.) и 2 кН (1 шт.); и нижнюю секцию с нагружающими колонками НК2 с мерами силы величиной 5 кН (1 шт.), 10 кН (2 шт.), 20 кН (1 шт.) и 50 кН (1 шт.). К нижней раме реверсора РВ1, в зоне которого располагаются поверяемые динамометры, через тягу арретира АР подвешена грузовая штанга ГШ, представляющая собой металлический стержень с жестко закрепленными на нем десятью тарельчатыми поддонами ТП, на которые в процессе нагружения накладываются меры силы. Штанга имеет кольцевой буртик (на рис.2 не показан), с помощью которого она арретируется. Арретир АР представляет собой устройство из двух червячно-винтовых домкратов (верхнего и нижнего), винты которых имеют возможность с помощью электродвигателей ЭД1 и ЭД2 в режиме «НН» совершать возвратно-поступательное движение (электродвигатели аналогичных домкратов для режима «ОСМ» на рис.2 не показаны). При арретировании штанги винты верхнего и нижнего домкратов при встречном движении одновременно зажимают кольцевой буртик штанги, фиксируя, тем самым, ее в определенном положении, а при разарретировании - освобождают штангу от фиксации. Кроме того, арретир используется при нагружении/разгружении поверяемых динамометров в режиме «НН». Меры силы, которыми нагружается штанга, а, следовательно, и поверяемый динамометр, представляют собой грузы из стальных хромированных дисков в средней секции и плит в нижней секции. Диски и плиты прокалиброваны на образцовых весах 3-го разряда и подвешены на траверсах ТР1 и ТР2 в средней и нижней секциях соответственно, которые с помощью электродвигателей ЭД3 и ЭД4 (по 5 шт. в каждой секции) перемещаются по резьбовым колоннам РК1 и РК2. Меры силы и траверсы по центру имеют отверстия для прохождения штанги. Штанга в сборе с реверсором РВ1 прокалибрована и представляет собой меру силы величиной 2 кН. Суммарный набор мер силы в режиме «НН» составляет 100 кН, что обеспечивает поверку динамометров с пределами измерения от 20 до 100 кН.The loading device NU1 is a rigid frame formed by four smooth columns KL1 and KL2, connected by plates PL1 and PL2. Conditionally loading device can be divided into three sections separated by submarine plates: the upper one for operation in the “LV” mode; the middle one, where NK1 loading columns are located with force measures of 0.5 kN (2 pcs.), 1 kN (2 pcs.) and 2 kN (1 pc.); and the lower section with NK2 loading columns with force measures of 5 kN (1 pc.), 10 kN (2 pc.), 20 kN (1 pc.) and 50 kN (1 pc.). To the lower frame of the РВ1 reverser, in the zone of which verifiable dynamometers are located, a load-bearing rod GS is suspended through the AR arrester rod, which is a metal rod with ten TP plate pallets rigidly fixed on it, on which force measures are applied during loading. The bar has an annular flange (not shown in Fig. 2), with the help of which it is arrested. The AR retirement is a device of two worm-screw jacks (upper and lower), the screws of which have the ability to use reciprocating motion using electric motors ED1 and ED2 in the “LV” mode (electric motors of similar jacks for the “OSM” mode in Fig. 2 not shown). When arresting the rod, the screws of the upper and lower jacks in the oncoming movement simultaneously clamp the annular collar of the rod, thereby fixing it in a certain position, and when releasing it, release the rod from fixing. In addition, the arrestor is used when loading / unloading verified dynamometers in the "LV" mode. The measures of force with which the rod is loaded, and, consequently, the verified dynamometer, are loads of steel chrome discs in the middle section and plates in the lower section. The disks and plates are calibrated on an exemplary 3rd-class balance and suspended on traverses TP1 and TP2 in the middle and lower sections, respectively, which are moved along the threaded columns PK1 and PK2 using electric motors ED3 and ED4 (5 pcs. In each section). Strength measures and traverses in the center have holes for the passage of the bar. The rod assembly with the PB1 reverser is calibrated and is a measure of force of 2 kN. The total set of force measures in the “LV” mode is 100 kN, which provides verification of dynamometers with measurement limits from 20 to 100 kN.

При поверке динамометров в режиме «НН» оператор, находящийся на мостике МС в непосредственной близости от поверяемого динамометра, с помощью переключателей пульта управления ПУ1 последовательно выполняет следующие операции: арретирует штангу, управляя электродвигателями ЭД1 и ЭД2; размещает поверяемый динамометр в зоне испытаний (динамометр сжатия в зоне «C₁» и динамометр растяжения в зоне «P₁») и перемещением траверсы ТР3 (электродвигатель перемещения траверсы на рис.3 не показан) по колоннам РК3 устанавливает требуемое расстояние между опорными площадками при поверке на сжатие и между захватами при поверке на растяжение; подвергает динамометр предварительному обжатию, для чего с помощью электродвигателей ЭД3 и ЭД4 перемещает вниз траверсы с мерами силы, образующими в сумме предельное значение силы для поверяемого динамометра, в результате чего меры силы накладываются на соответствующие поддоны штанги; разарретирует штангу и выдерживает заданную нагрузку обжатия в течение 5 минут; арретирует штангу и разгружает динамометр; разарретирует штангу и нагружает динамометр винтом верхнего домкрата арретира до минимально возможной величины силы; арретирует штангу винтом нижнего домкрата арретира; аналогично операции обжатия задает нагрузку, соответствующую первой поверяемой точке, а после разарретирования штанги визуально считывает показания с индикатора динамометра и вручную заносит их в протокол поверки; повторяет операции нагружения для остальных поверяемых точек, считывает показания с индикатора динамометра и заносит их в протокол; а после регистрации показаний индикатора динамометра на последней поверяемой точке в режиме нагружения в обратном порядке разгружает динамометр и снимает показания с его индикатора в тех же точках, что и при нагружении. Определение метрологических. характеристик динамометра регламентируется стандартом (ГОСТ 8.287-78. Динамометры образцовые переносные 3-го разряда. Методы и средства поверки) [8], в соответствии с которым погрешность динамометра определяется после его трехкратного нагружения/разгружения в точках, соответствующих 0, 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90 и 100% номинального значения силы, измеряемой динамометром.When calibrating the dynamometers in the “NN” mode, the operator located on the bridge of the MS in the immediate vicinity of the dynamometer to be verified, using the switches of the control panel PU1, sequentially performs the following operations: arrests the rod, controlling electric motors ED1 and ED2; places the verified dynamometer in the test zone (compression dynamometer in zone “C ₁ ” and tensile dynamometer in zone “P ₁ ”) and moving the TP3 cross-beam (the cross-beam moving electric motor is not shown in Fig. 3) sets the required distance between the support columns with PK3 columns at verification of compression and between grabs during verification of tension; subjected to preliminary compression of the dynamometer, for which, with the help of electric motors ED3 and ED4, it moves the traverses with force measures, forming a total force limit value for the dynamometer being verified, as a result of which force measures are superimposed on the corresponding boom pallets; sarter the bar and withstand the specified compression load for 5 minutes; arrests the bar and unloads the dynamometer; parses the bar and loads the dynamometer with the screw of the upper jack of the arrestor to the minimum possible magnitude of force; arrests the rod with a screw of the lower jack of the arrestor; similarly to the crimping operation, sets the load corresponding to the first point being verified, and after the rod is uncaged, visually reads the readings from the dynamometer indicator and manually enters them into the verification protocol; repeats loading operations for other points to be verified, reads readings from the dynamometer indicator and logs them; and after registration of the dynamometer indicator readings at the last verified point in the loading mode, it unloads the dynamometer in the reverse order and takes readings from its indicator at the same points as during loading. Definition of metrological. The dynamometer’s characteristics are regulated by the standard (GOST 8.287-78. Model portable dynamometers of the 3rd category. Verification methods and means) [8], in accordance with which the accuracy of the dynamometer is determined after its triple loading / unloading at points corresponding to 0, 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90, and 100% of the nominal value of the force measured by the dynamometer.

Для работы машины в режиме «ОСМ» штанга ГШ арретируется и нагружающие устройства НУ1 и НУ2 соединяются рычагом ГР. Отношение длинного и короткого плеч рычага составляет 20/1, поэтому предел воспроизводимой машиной силы увеличивается в двадцать раз относительно режима «НН» и достигает величины 2000 кН.To operate the machine in the “OSM” mode, the GSH rod is arrested and the loading devices NU1 and NU2 are connected by the GR lever. The ratio of the long and short shoulders of the lever is 20/1, therefore, the limit of the force reproduced by the machine increases twenty times relative to the “LV” mode and reaches 2000 kN.

В этом режиме работы машины поверяемые динамометры при заарретированной штанге размещаются в зоне сжатия «C₂» или подвешиваются в зоне растяжения «Р₂» реверсора РВ2 нагружающего устройства НУ2. Требуемое расстояние между опорами в зоне «C₂» и захватами в зоне «Р₂» устанавливается перемещением траверсы ТР4 (электродвигатель перемещения траверсы на рис.2 не показан). Перед поверкой установленный (подвешенный) динамометр после разарретирования штанги уравновешивается техническими разновесами таким образом, чтобы рычаг ГР принял строго горизонтальное положение. О горизонтальном положении рычага сигнализирует блок фотодатчиков (на рис.2 не показан), представляющий собой измерительный мост постоянного тока с фоторезисторами в противоположных плечах, которые освещаются лампами накаливания, и микроамперметром со средним нулевым положением, включенным в диагональ моста. Фоторезисторы от источников света закрыты флажком, жестко закрепленным на штанге ГШ. Когда ось рычага ГР смещена относительно горизонтального положения, флажок перекрывает рабочую площадь фоторезистора в одном плече моста больше, чем в противоположном плече. При этом измерительный мост разбалансирован и стрелка индикатора микроамперметра смещена относительно среднего положения. В случае горизонтального положения рычага флажок перекрывает ровно половину рабочей площади обоих фоторезисторов, мост находится в сбалансированном состоянии, а стрелка индикатора микроамперметра - в нулевом положении.In this operating mode of the machine, verified dynamometers with a locked rod are placed in the compression zone “C ₂ ” or suspended in the tension zone “P ₂ ” of the reverser РВ2 of the loading device НУ2. The required distance between the supports in the zone "C ₂ " and the grips in the zone "P ₂ " is set by moving the beam TP4 (the electric motor moving the beam in Fig. 2 is not shown). Before calibration, the installed (suspended) dynamometer, after the rod is uncaged, is balanced by technical weights so that the GR lever takes a strictly horizontal position. The horizontal position of the lever is signaled by a block of photosensors (not shown in Fig. 2), which is a direct current measuring bridge with photoresistors in the opposite arms illuminated by incandescent lamps and a microammeter with an average zero position included in the diagonal of the bridge. Photoresistors from light sources are closed by a flag rigidly mounted on the GSH rod. When the axis of the GR lever is offset relative to the horizontal position, the flag overlaps the working area of the photoresistor in one arm of the bridge more than in the opposite arm. In this case, the measuring bridge is unbalanced and the arrow of the microammeter indicator is shifted relative to the middle position. In the case of the horizontal position of the lever, the flag covers exactly half of the working area of both photoresistors, the bridge is in a balanced state, and the arrow of the microammeter indicator is in the zero position.

Режим «ОСМ» обеспечивает ручное и полуавтоматическое управление работой машины. В ручном режиме управления оператор, используя органы управления пульта ПУ2, выполняет операции поверки в следующей последовательности: производит обжатие динамометра; арретирует штангу; переключателями пульта управления задает нагрузку, соответствующую первой поверяемой точке; нажатием кнопки «пуск» накладывает заданные меры силы на поддоны штанги; разарретирует штангу, при этом рычаг ГР смещается относительно горизонтального положения; затем, нагружая поверяемый динамометр с помощью электродвигателя ЭД5, приводит рычаг ГР в горизонтальное положение. Разрешение на считывание показаний с индикатора динамометра дает блок фотодатчиков. Последующие поверяемые точки в режиме нагружения/разгружения задаются и контролируются аналогично.The OSM mode provides manual and semi-automatic control of the machine. In manual control mode, the operator, using the controls of the PU2 remote control, performs verification operations in the following sequence: compresses the dynamometer; arrests the bar; switches of the control panel sets the load corresponding to the first point being verified; by pressing the “start” button, imposes the specified measures of force on the pallets of the bar; sorts the bar, while the GR lever is shifted relative to the horizontal position; then, loading the verified dynamometer using the ED5 electric motor, brings the GR lever to the horizontal position. Permission to read readings from the dynamometer indicator is given by the photosensor unit. Subsequent points to be verified in the loading / unloading mode are set and controlled in the same way.

В полуавтоматическом режиме оператор после обжатия динамометра последовательно задает нагрузки, соответствующие поверяемым точкам, штанга автоматически арретируется и меры силы накладываются на поддоны штанги, а оператор после получения разрешения от блока фотодатчиков считывает показания с индикатора поверяемого динамометра и заносит их в протокол поверки.In semi-automatic mode, the operator, after crimping the dynamometer, sequentially sets the loads corresponding to the points being checked, the bar is automatically arrested and force measures are applied to the bar pallets, and the operator, after receiving permission from the photosensor unit, reads the readings from the indicator of the dynamometer being verified and enters them into the verification protocol.

Режим «ОСМ» обеспечивает поверку динамометров с пределами измерения от 50 до 2000 кН.The OSM mode provides calibration of dynamometers with measurement limits from 50 to 2000 kN.

Предлагаемая полезная модель относится к системе управления машиной в режиме «ОСМ».The proposed utility model relates to a machine control system in the "OSM" mode.

Как видно из приведенного описания устройства и функционирования машины, управление в режиме «ОСМ» осуществляется вручную с помощью кнопочной станции (пульт управления ПУ2) и релейно-коммутационной аппаратуры, обеспечивающей управление электродвигателями, перемещающими меры силы, а также осуществляющими арретирование/разарретирование грузовой штанги и нагружение поверяемого динамометра через грузовой рычаг. При этом разрешение на снятие показаний с индикатора поверяемого динамометра дает блок фотодатчиков.As can be seen from the above description of the device and the functioning of the machine, control in the “OSM” mode is carried out manually using a push-button station (control panel PU2) and relay-switching equipment that controls electric motors that move force measures, as well as arresting / sizing the cargo bar and loading the verified dynamometer through the load lever. At the same time, a block of photosensors gives permission to take readings from the indicator of the verified dynamometer.

Используемая в машинах ОСМ2 система управления имеет низкий уровень автоматизации процесса поверки динамометров, требует визуального снятия показаний с индикатора поверяемого динамометра и ручного оформления протокола поверки, что приводит к значительным затратам времени и не исключает возможности появления субъективных ошибок со стороны оператора. К недостаткам системы управления так же следует отнести низкую чувствительность блока фотодатчиков, отрицательно влияющую на точность определения горизонтального положения грузового рычага машины.The control system used in OSM2 machines has a low level of automation of the dynamometer verification process, requires visual readings from the indicator of the verified dynamometer and manual execution of the verification protocol, which leads to a significant investment of time and does not exclude the possibility of subjective errors on the part of the operator. The disadvantages of the control system should also include the low sensitivity of the photosensor unit, which negatively affects the accuracy of determining the horizontal position of the cargo arm of the machine.

Целью предлагаемой полезной модели является повышение уровня автоматизации работ при поверке динамометров и объективности определения их метрологических характеристик. Поставленная цель достигается за счет того, что:The purpose of the proposed utility model is to increase the level of automation of work during calibration of dynamometers and the objectivity of determining their metrological characteristics. The goal is achieved by the fact that:

1. Выход системного блока компьютера соединен с входом модуля преобразователя интерфейсов, выходом подключенного к входу модуля ввода/вывода, управляющего работой электродвигателей в соответствии с выходными сигналами концевых выключателей, выходы которых соединены с входами модуля ввода/вывода.1. The output of the computer system unit is connected to the input of the interface converter module, the output connected to the input of the input / output module that controls the operation of electric motors in accordance with the output signals of the limit switches, the outputs of which are connected to the inputs of the input / output module.

2. Выход блока фотодатчиков подключен к входу усилителя, выходом соединенного с входом аналого-цифрового преобразователя, выход которого подключен к входу системного блока компьютера.2. The output of the photosensor unit is connected to the input of the amplifier, the output connected to the input of an analog-to-digital converter, the output of which is connected to the input of the computer system unit.

3. Для передачи изображения шкалы индикатора поверяемого динамометра на экран монитора компьютера используется цифровая видеокамера, выходом соединенная с входом модуля видеозахвата, выход которого подключен к USB-входу системного блока компьютера.3. To transfer the image of the indicator scale of the verified dynamometer to the computer monitor screen, a digital video camera is used, the output connected to the input of the video capture module, the output of which is connected to the USB input of the computer system unit.

Работа предлагаемой системы управления машиной поясняется структурной схемой, приведенной на рисунке 1, на которой, кроме того, показаны исполнительные устройства и функционально важные для понимания работы системы управления элементы конструкции.The operation of the proposed machine control system is illustrated by the structural diagram shown in Figure 1, which, in addition, shows the actuators and structural elements that are functionally important for understanding the operation of the control system.

Структурная схема предлагаемой полезной модели включает в себя системный блок 1 компьютера, модуль преобразователя интерфейсов 2, многоканальный модуль ввода/вывода 3, электродвигатели 4, меры силы 5, грузовую штангу 6, арретир 7, поверяемый динамометр 8, грузовой рычаг 9, концевые выключатели 10, блок фотодатчиков 11, усилитель 12, аналого-цифровой преобразователь 13, видеокамеру 14, модуль видеозахвата 15.The structural diagram of the proposed utility model includes a computer system unit 1, an interface converter module 2, a multi-channel input / output module 3, electric motors 4, measures of force 5, a load rod 6, an arrestor 7, a verified dynamometer 8, a load lever 9, limit switches 10 , a block of photosensors 11, an amplifier 12, an analog-to-digital converter 13, a video camera 14, a video capture module 15.

Система управления, приведенная на рис.1, работает следующим образом. Сигналы управления, сформированные системным блоком 1 компьютера, в соответствии с заданным алгоритмом работы машины после преобразования модулем преобразователя интерфейсов 2 (тип ADAM-4520 производства фирмы Advantech) поступают в многоканальный модуль ввода/вывода 3 (модули дискретного ввода типа I-7059D и дискретного вывода типа 1-7065D производства компании ICP DAS), который управляет электродвигателями 4(1)…4(10), осуществляющими наложение/снятие мер силы 5(1)…5(10) на грузовую штангу 6, а также электродвигателями 4(11) и 4(12) арретира 7 и электродвигателем 4(13) нагружения поверяемого динамометра 8 через грузовой рычаг 9, а выходные сигналы концевых выключателей 10(1)…10(20), контролирующих положение мер силы 5(1)…5(10) (навешены на грузовую штангу 6 либо сняты с нее), через модуль ввода/вывода 3 после преобразования модулем преобразователя интерфейсов 2 поступают в системный блок 1 компьютера. Одновременно с этим выходной сигнал измерительного моста блока фотодатчиков 11 после усиления усилителем 12 (усилитель введен для повышения чувствительности мостовой схемы блока фотодатчиков и, соответственно, более точного определения горизонтального положения грузового рычага машины) и преобразования аналого-цифровым преобразователем 13 в цифровой вид поступает в системный блок 1 компьютера. Компьютер по знаку выходного сигнала усилителя 12 определяет направление вращения электродвигателя 4(13), соответствующее нагружению/разгружению динамометра 8, а при нулевом сигнале на выходе усилителя 12 формирует сигнал, разрешающий отсчет показаний с индикатора динамометра 8, и отключает электродвигатель 4(13) от источника электропитания.The control system shown in Fig. 1 works as follows. The control signals generated by the system unit 1 of the computer, in accordance with the specified algorithm of the machine after conversion by the interface converter module 2 (type ADAM-4520 manufactured by Advantech), are fed to the multi-channel input / output module 3 (discrete input modules of type I-7059D and discrete output type 1-7065D manufactured by ICP DAS), which controls the electric motors 4 (1) ... 4 (10), applying / removing measures of force 5 (1) ... 5 (10) on the load bar 6, as well as electric motors 4 (11) and 4 (12) arrestor 7 and electric motor 4 (13) loading the verified dynamometer 8 through the load lever 9, and the output signals of the limit switches 10 (1) ... 10 (20), controlling the position of the force measures 5 (1) ... 5 (10) (hung on the load bar 6 or removed from it), through the input / output module 3 after conversion by the converter module of the interfaces 2 is supplied to the system unit 1 of the computer. At the same time, the output signal of the measuring bridge of the photosensor unit 11 after amplification by the amplifier 12 (the amplifier is introduced to increase the sensitivity of the bridge circuit of the photosensor unit and, accordingly, to more accurately determine the horizontal position of the cargo arm of the machine) and converts the analog-to-digital converter 13 into digital form block 1 of the computer. The computer by the sign of the output signal of the amplifier 12 determines the direction of rotation of the electric motor 4 (13), corresponding to the loading / unloading of the dynamometer 8, and when the signal at the output of the amplifier 12 is zero, it generates a signal allowing readout from the indicator of the dynamometer 8, and disconnects the electric motor 4 (13) from power source.

Предлагаемая система управления машиной может иметь следующие режимы работы: «ручной и полуавтоматический режимы «ОСМ», используемые для поверки механических динамометров типа ДОС, ДОР и ДОУ; «автоматический режим «ОСМ», используемый для поверки электрических динамометров типа ДОСЭ, ДОРЭ и ДЭСЭ, ДЭРЭ; «конец поверки»; «печать протокола».The proposed machine control system can have the following operating modes: “manual and semi-automatic“ OSM ”modes used for checking mechanical dynamometers like DOS, DOR and DOW; “OSM automatic mode” used for checking electric dynamometers such as DOSE, DORE and DESE, DERE; “End of verification”; "Print protocol".

В «ручном режиме «ОСМ» работа на машине в определенной степени отличается от работы машины в штатном исполнении за счет использования системного блока 1 компьютера и видеокамеры 14 (цифровая цветная видеокамера Vari-focal Lens модели DAY & NIGHT - производитель Корея), которая устанавливается в непосредственной близости от поверяемого динамометра 8 и направлена на его индикатор. Видеокамера с помощью модуля видеозахвата 15 (аналоговый рекордер серии U55 - производитель Китай), подключена к USB-порту компьютера и обеспечивает дистанционную передачу изображения шкалы индикатора динамометра 8 на экран его монитора (на рис.3 и 4 показаны фрагмент машины с видеокамерой, направленной на индикатор механического динамометра ДОС-2000 при его поверке, и экран монитора с видеоизображением шкалы индикатора динамометра ДОС-2000 соответственно). Оператор после загрузки программы испытаний, размещения динамометра 8 в зоне испытаний, его обжатия и обнуления шкалы индикатора задает режим испытаний («ручной режим «ОСМ») и заполняет протокол поверки динамометра, выведенный на экран монитора: вносит данные поверяемого динамометра, дату поверки, фамилию лица, выполняющего поверку, температуру воздуха в помещении и др. Нагружение/разгружение динамометра 8 осуществляется аналогично тому, как это делается при использовании аналога. Показания индикатора динамометра считываются оператором визуально с экрана монитора компьютера и вносятся в протокол поверки, выведенный на экран монитора.In the “OSM manual mode”, the work on the machine differs to a certain extent from the normal operation of the machine due to the use of the system unit 1 of the computer and video camera 14 (digital color video camera Vari-focal Lens model DAY & NIGHT - manufacturer Korea), which is installed in Korea immediate proximity to the verified dynamometer 8 and is directed to its indicator. The camcorder, using the video capture module 15 (an analog recorder of the U55 series, manufactured by China), is connected to the USB port of the computer and provides remote transmission of the dynamometer 8 indicator scale image to its monitor screen (Figs. 3 and 4 show a fragment of a machine with a video camera aimed at the indicator of the mechanical dynamometer DOS-2000 during its verification, and the monitor screen with a video image of the scale of the indicator of the dynamometer DOS-2000, respectively). After loading the test program, placing the dynamometer 8 in the test zone, compressing it and zeroing the indicator scale, the operator sets the test mode (“manual mode”) and fills out the dynamometer verification protocol displayed on the monitor screen: enters the data of the verified dynamometer, verification date, last name the person performing the verification, the temperature of the air in the room, etc. Loading / unloading of the dynamometer 8 is carried out in the same way as when using an analog. The dynamometer indicator readings are read out visually by the operator from the computer monitor screen and are entered into the verification protocol displayed on the monitor screen.

«Полуавтоматический режим «ОСМ» также использует видеокамеру 14 и применяется при поверке механических динамометров и электрических динамометров, протокол обмена которых с компьютером неизвестен. Оператор после загрузки программы испытаний и осуществления установочных операций задает режим испытаний («полуавтоматический режим «ОСМ»), заносит в протокол, выведенный на экран монитора, поверяемые точки и количество нагружений/разгружений, после чего вводит данные поверяемого динамометра 8 и другие необходимые сведения в протокол поверки. Запуск машины производится нажатием на экране монитора компьютера кнопки «пуск». В процессе нагружения/разгружения динамометра 8 осуществляется автоматическое арретирование и разарретирование штанги 6, наложение соответствующих мер силы 5(1)…5(10) на штангу и их снятие. При срабатывании на экране монитора индикатора «отсчет» оператор визуально считывает показания с индикатора динамометра 8 и заносит их в выведенный на экран монитора протокол поверки.“The semi-automatic“ OSM ”mode also uses a video camera 14 and is used for checking mechanical dynamometers and electric dynamometers, the protocol of exchange of which with the computer is unknown. After loading the test program and performing installation operations, the operator sets the test mode ("semi-automatic" OSM "mode), records the points to be verified and the number of loads / unloadings in the protocol displayed on the monitor screen, and then enters the data of the verified dynamometer 8 and other necessary information verification protocol. The machine is started by pressing the “start” button on the computer screen. In the process of loading / unloading of the dynamometer 8, the bar 6 is automatically locked and uncaged, the corresponding force measures 5 (1) ... 5 (10) are applied to the bar and removed. When the “countdown” indicator is triggered on the monitor screen, the operator visually reads the readings from the dynamometer indicator 8 and enters them into the verification protocol displayed on the monitor screen.

«Автоматический режим «ОСМ» служит для поверки электрических динамометров с известным протоколом обмена между поверяемым динамометром и компьютером. В этом режиме работы выход поверяемого динамометра подключается к СОМ-порту управляющего компьютера и после загрузки программы испытаний, выполнения установочных операций и предварительного заполнения протокола поверки по команде «пуск» машина автоматически проводит обжатие динамометра и его поверку в соответствии с разработанным алгоритмом.“The automatic OSM mode is used for checking electric dynamometers with a known protocol of exchange between the verified dynamometer and a computer. In this operating mode, the output of the verified dynamometer is connected to the COM port of the control computer and after downloading the test program, performing installation operations and pre-filling the verification protocol by the “start” command, the machine automatically compresses the dynamometer and calibrates it in accordance with the developed algorithm.

Обработка результатов поверки и формирование протоколов во всех рассмотренных режимах работы производится автоматически.Processing the results of verification and the formation of protocols in all considered operating modes is performed automatically.

Режим работы «конец поверки» определяет формирование файла с протоколом поверки испытанного динамометра, который может быть отпечатан после перехода в режим «печать протокола».The “end of verification” operating mode determines the formation of a file with the verification protocol of a tested dynamometer, which can be printed after switching to the “print protocol” mode.

Предлагаемая полезная модель позволяет полностью автоматизировать процесс поверки электрических динамометров в режиме «ОСМ», сократить время поверки механических динамометров за счет автоматизации обсчета результатов поверки и оформления протоколов и повысить достоверность определения метрологических характеристик поверяемых динамометров за счет повышенной чувствительности мостовой схемы блока фотодатчиков.The proposed utility model allows you to fully automate the verification process of electric dynamometers in the "OSM" mode, to reduce the verification time of mechanical dynamometers by automating the calculation of calibration results and design protocols and to increase the reliability of determining the metrological characteristics of verified dynamometers due to the increased sensitivity of the bridge circuit of the photosensor unit.

Система управления машиной по предлагаемой полезной модели прошла опробацию в процессе модернизации образцовой силоизмерительной машины 2-го разряда ОСМ2-200-10, эксплуатируемой во ФГУП «РОСТЕСТ», г.Москва.The control system of the machine according to the proposed utility model was tested during the modernization of an exemplary power measuring machine of the 2nd category OSM2-200-10, operated by the Federal State Unitary Enterprise ROSTEST, Moscow.

Использованная литератураReferences

1. Образцовые динамометры 2-го разряда ДО2-5 и ДО2-100 // Сводный каталог «Испытательные машины». - М.: ОНТИприбор. - 1966. - С.79-81.1. Exemplary dynamometers of the 2nd category DO2-5 and DO2-100 // Consolidated catalog "Testing machines". - M .: ONTIpribor. - 1966. - S.79-81.

2. Образцовые силоизмерительные машины ОСМ2-50, ОСМ2-100-5 и ОСМ2-200-10 // Сводный каталог «Испытательные машины и стенды». - М.: ОНТИприбор. - 1967. - С.13-15.2. Exemplary force measuring machines OSM2-50, OSM2-100-5 and OSM2-200-10 // Consolidated catalog "Testing machines and stands." - M .: ONTIpribor. - 1967. - S.13-15.

3. ГОСТ 8.065-85. Государственный первичный эталон и государственная поверочная схема для средств измерения силы.3. GOST 8.065-85. State primary standard and state calibration chart for force measuring instruments.

4. ГОСТ 9500-84. Динамометры образцовые переносные. Общие технические требования.4. GOST 9500-84. Dynamometers exemplary portable. General technical requirements.

5. Роженцев B.C., Прокопенко Ю.Д., Мараховский А.В. и др. Новые гидравлические разрывные машины для стандартных испытаний металлопродукции // Заводская лаборатория. - 2010. - №4. - С.61-63.5. Rozhentsev B.C., Prokopenko Yu.D., Marakhovsky A.V. et al. New hydraulic tensile testing machines for standard testing of metal products // Factory Laboratory. - 2010. - No. 4. - S. 61-63.

6. Виктор Роженцев, Анатолий Новиков, Александр Шаманин и др. Автоматизированная система для определения механических свойств материалов // Современные технологии автоматизации. - 2007. - №2 - С.72-78.6. Victor Rozhentsev, Anatoly Novikov, Alexander Shamanin and others. Automated system for determining the mechanical properties of materials // Modern Automation Technologies. - 2007. - №2 - S.72-78.

7. Ю.Д.Прокопенко, А.С.Кастанов, B.C.Роженцев. Испытательные прессы нового поколения // ПРИБОРЫ. - 2006. - №5. - С.14-16.7. Yu.D. Prokopenko, A.S. Kastanov, B.C. Rozhentsev. Test a new generation of presses // DEVICES. - 2006. - No. 5. - S.14-16.

8. ГОСТ 8.287-78. Динамометры образцовые переносные 3-го разряда. Методы и средства поверки.8. GOST 8.287-78. Dynamometers exemplary figurative 3rd category. Methods and means of verification.

Claims

1. The control system of an exemplary force-measuring machine, comprising electric motors that control the movement of force measures, arrester and loading of the verified dynamometer through the load lever, limit switches, which control the position of the force measures, and a photosensor unit issuing permission to record the readings of the indicator of the verified dynamometer, characterized in that the output of the computer system unit is connected to the input of the interface converter module, the output of the input / output module connected to the input that controls the operation of the electronic electric motors in accordance with the output signals of the limit switches, the outputs of which are connected to the inputs of the input / output module.

2. The control system of an exemplary force-measuring machine according to claim 1, characterized in that the output of the photosensor unit is connected to the input of the amplifier, the output connected to the input of an analog-to-digital converter, the output of which is connected to the input of the computer system unit.

3. The control system of an exemplary force measuring machine according to claim 1, characterized in that a video camera is used to transmit the image of the indicator scale of the verified dynamometer to the computer monitor screen, the output connected to the input of the video capture module, the output of which is connected to the USB port of the computer system unit.