RU1775038C

RU1775038C - Device for measuring limb stroke error

Info

Publication number: RU1775038C
Application number: SU914898231A
Authority: RU
Inventors: Витаутас Повило Гинетис; Арунас Ионо Аугустайтис; Гедиминас Гедимино Кураускас
Original assignee: Вильнюсский Государственный Завод Шлифовальных Станков
Priority date: 1991-01-02
Filing date: 1991-01-02
Publication date: 1992-11-07

Abstract

Изобретение относитс к приборостроению , в частности к устройствам измерени круговых шкал-лимбов. Цель изобретени 3 автоматизаци процесса измерени . При помощи поворота лимба 1 на 180&deg; и обратно на фотоэлектрических микроскопах(ФЭМ)2 и 3 устанавливаютс симметрично в плоскости оси вращени лимба, т.е. так, чтобы при повороте лимба на 180&deg; расположение штрихов под обоймы микроскопами было одинаковой величины, но с противоположным знаком. При вращении лимба всегда будут моменты, когда кажда пара диаметрально противоположных штрихов займет симметричное расположение относительно оптической оси ФЭМ 2 и 3. При измерении в схеме 6 совпадени фиксируетс одинаковое значение амплитуд ФЭМ 2 и 3, а измерительна информаци от третьего микроскопа 4 через ключ 8 передаетс в регистрирующий прибор. 1 ил. (Л С ч4 VI СЛ О (л) СО Сл)The invention relates to instrumentation, in particular to dial gauge measuring devices. Objective of the invention 3 automation of the measurement process. By turning the dial 1 by 180 ° and vice versa, on photoelectric microscopes (FEM) 2 and 3 are mounted symmetrically in the plane of the axis of rotation of the limb, i.e. so that when the dial is rotated 180 ° the arrangement of the strokes under the microscope clips was the same size, but with the opposite sign. When the limb rotates, there will always be times when each pair of diametrically opposite strokes takes a symmetrical arrangement relative to the optical axis of the FEM 2 and 3. When measuring in coincidence circuit 6, the same values of the amplitudes of the FEM 2 and 3 are recorded, and the measurement information from the third microscope 4 is transmitted via key 8 into the recording device. 1 ill. (L C h4 VI SL О (l) СО Сл)

Description

Изобретение относитс к области измерительной техники дл измерени углового расположени штрихов круговых шкал, Преимущественна область использовани предлагаемого устройства - измерение лимбов геодезических приборов, круговых растровых шкал дл преобразователей круговых перемещений, используемых в приборостроении и в системах контрол перемещений машин и станков с ЧПУ.The invention relates to the field of measuring equipment for measuring the angular position of strokes of circular scales. An advantageous area of use of the device proposed is measuring the limbs of geodetic instruments, circular raster scales for circular motion transducers used in instrumentation and in motion control systems of machines and CNC machines.

Известны устройства дл измерени круговых шкал-лимбов геодезических и уг- лоизмерительных приборов, описанные в книге: С.В.Елисеев. Геодезические инструменты и приборы. Основы расчета, конструкции и особенности изготовлени , М.: Недра, 1973г., с. 140-154.Known devices for measuring dial dials of geodesic and angle measuring instruments described in the book: SV Eliseev. Geodetic tools and instruments. Fundamentals of calculation, design and manufacturing features, M .: Nedra, 1973, p. 140-154.

Согласно этим устройствам, посто нный угол, при помощи которого производитс измерение лимба, образуют двум парами измерительных приборов (микроскопов ), установленных на диаметрально противоположных штрихах лимба, составл ющих так называемые диаметры штрихов лимба. Откладыва выбранный угол целое число раз на лимбе наход т веро т- нейщее значение погрешности штрихов. Дл повышени точности измерени мен ют номинальную величину откладываемых углов, мен угловое рассто ние между парами микроскопов. Недостатком данного способа и устройства дл осуществлени способа вл етс то, что примен ютс довольно большое число измерительных приборов - четыре, по которым снимаютс показани , сложна обработка результатов измерений.According to these devices, the constant angle by which the limb is measured is formed by two pairs of measuring instruments (microscopes) mounted on diametrically opposite strokes of the limb constituting the so-called diameters of the limb strokes. Putting the selected angle an integer number of times on the limb, the probable value of the stroke error is found. To increase the accuracy of measurements, the nominal value of the deposited angles is changed, changing the angular distance between the pairs of microscopes. The disadvantage of this method and device for implementing the method is that a rather large number of measuring instruments are used - four for which readings are taken, and complicated processing of the measurement results.

Наиболее близким к предлагаемому устройству , его прототипом, вл етс устройство дл осуществлени способа по за вке № 4037217/25-63/102708. Согласно спосО бу с помощью трех измерительных приборов (ИЛ), измер ют положение штриха номинально противоположного под контрольным ИП. через шаг измерени совмеща штрих под третьим ИП .Способ отличаетс и тем, что дополнительный ИП и контрольный ИП перед началом измерени устанавливают так, чтобы при повторных разворотах лимба на 180°, показани обоих приборов имели усредненное значение (одинаковые показани , но с противоположным знаком).Closest to the proposed device, its prototype, is a device for implementing the method of application No. 4037217 / 25-63 / 102708. According to method, using three measuring devices (IL), the position of the bar nominally opposite under the control PI is measured. through the step of measuring the alignment of the stroke under the third UI. The method is also characterized in that the additional UI and the control UI before the measurement are set so that when the dial is rotated 180 ° again, the readings of both instruments have an average value (the same readings, but with the opposite sign) .

Недостатком осуществлени устройства по данному способу вл етс то, что измерительна информаци снимаетс от двух ИП при совмещении штриха с оптической осью третьего ИП. Два ИП должны быть измерительными, поэтому обрабатываетс довольно много измерительной информации , процесс трудно автоматизировать .A disadvantage of the implementation of the device according to this method is that the measurement information is taken from two UIs when combining the line with the optical axis of the third UI. Two PIs must be measuring, therefore quite a lot of measuring information is processed, and the process is difficult to automate.

Целью предлагаемого устройства вл етс автоматизаци измерени и повышение его производительности, т.е., его автоматизаци путем выполнени двух ИП в качестве индикаторов о совпадении абсолютных значений амплитуды сигнала от положени штрихов, а измерение выполн The aim of the proposed device is to automate the measurement and increase its productivity, i.e., to automate it by performing two PIs as indicators of the coincidence of the absolute values of the signal amplitude from the position of the strokes, and the measurement is performed

только одним - третьим ИП.only one - the third PI.

Поставленна цель достигаетс тем, что в устройстве по способу согласно за вке № 4087217/25-63/102708, оно снабжено делителем частоты, инвентарем,-схемой совпадени , ключом и регистрирующим прибором, измерительные приборы выполнены в виде фотоэлектрических микроскопов , Один из которых через инвертор подсоединен к схеме совпадени , к которойThis goal is achieved by the fact that in the device according to the method according to application No. 4087217 / 25-63 / 102708, it is equipped with a frequency divider, inventory, coincidence circuit, a key and a recording device, the measuring devices are made in the form of photoelectric microscopes, One of which the inverter is connected to a matching circuit to which

подсоединен и диаметрально противоположный микроскоп, выход от схемы совпадени подсоединен к делителю частоты, выход с которого подсоединен к управл ющему выходу ключа, к другому входу которого подсоединены выход третьего фотоэлектрического микроскопа, а выход ключа подсоединен к входу регистрирующего прибора.a diametrically opposite microscope is connected, the output from the matching circuit is connected to a frequency divider, the output of which is connected to the control output of the key, the output of the third photoelectric microscope is connected to the other input, and the output of the key is connected to the input of the recording device.

Устройство с перечисленной совокупностью признаков за вителю неизвестно. Поэтому считаем за вленное устройство новым.A device with the listed set of features per applicant is unknown. Therefore, we consider the inventive device to be new.

Составл ющие элементы за вл емого устройства в отдельности широко известны.The constituent elements of the claimed device individually are widely known.

Однако, в данном случае они сообщают свойство (способность измерение регистрировать только от одного ИП и автоматизиро- вать процесс измерени ), которое неизвестно в аналогах.However, in this case, they report a property (the ability to measure from only one IP and to automate the measurement process), which is unknown in the analogues.

На фиг. 1 показана схема устройства.In FIG. 1 shows a diagram of a device.

Устройство содержит измер емый лимб 1, над ним установлены два фотоэлектрических микроскопа (ФЭМ)2 и 3 на диаметрально противоположных штрихах лимба, ФЭМThe device contains a measured limb 1, above it two photoelectric microscopes (FEM) 2 and 3 are installed on diametrically opposite strokes of the limb, FEM

4 установлен на штрих лимба, расположенный на рассто нии pi от линии установка ФЭМ 2 и 3 с пока неизвестной погрешностью Д б р2 п - 1 Выход от ФЭМ 2 подсоединен через аналоговый инвертор 5 к4 is mounted on the stroke of the limb located at a distance pi from the line; the installation of the FEM 2 and 3 with an as yet unknown error Д б р2 п - 1 The output from the FEM 2 is connected via an analog inverter 5

0 схеме совпадени 6, к другому входу которой подсоединен выход от ФЭМ 3. Выход из схемы совпадени 6 подсоединен к входу делител частоты 7, а из него - к управл ющему входу ключа 8. К другому входу ключа0 match circuit 6, to the other input of which the output from the FEM 3 is connected. The output from match circuit 6 is connected to the input of the frequency divider 7, and from it to the control input of key 8. To the other input of the key

5 подсоединен выход от ФЭМ 4. Выход от ключа подсоединен к счетно-регистрирую- щему устройству 9 (компьютеру, печатающему устройству). КФЭМ 2 и 3 тумблерами 11 и 12 может подключатьс показываю5, the output from the FEM 4 is connected. The output from the key is connected to the counting and recording device 9 (computer, printing device). KFEM 2 and 3 toggle switches 11 and 12 can be connected showing

щий прибор 10.general instrument 10.

Устройство работает следующим образом .The device operates as follows.

При помощи поворота лимба 1 на 180° и обратно ФЭМ 2 и 3 устанавливаютс симметрично в плоскости оси вращени лимба, т.е., так, чтобы при повороте лимба на 180°, расположение штрихов под обоими микроскопами было одинаковой величины, но с противоположным знаком. Процесс выставлени оговорен в прототипе-за вке № 4087217. При помощи котировочных перемещений ФЭМ 2 и 3, они выставл ютс так, чтобы были в плоскости оси вращени лим- ба. При выставлении используютс два диаметрально противоположные штрихи, т.е., штрихи в положении 0° и 180° лимба.By rotating the limb 1 by 180 ° and vice versa, the FEMs 2 and 3 are established symmetrically in the plane of the axis of rotation of the limb, i.e., so that when the dial is rotated 180 °, the arrangement of the strokes under both microscopes is the same size, but with the opposite sign . The setting process is specified in the prototype application No. 4087217. Using the quotation movements of the FEM 2 and 3, they are set so that they are in the plane of the axis of rotation of the dial. When setting, two diametrically opposite strokes are used, i.e. strokes at the 0 ° and 180 ° positions of the limb.

ФЭМ 2 и 3 будут выставлены на точном углу 180° тогда, когда показани Ci ФЭМ 2 и Сп-н ФЭМ 3 будут в такой зависимости: d -Cn+i, а при развороте лимба на 180° эти значени тоже равны, но с противоположными знаками: -Ci Cn+i Здесь i - пор дковый номер штрихов, по которым производитс отсчет: i 0, 1.2, ... 2л-1.FEM 2 and 3 will be set at an exact angle of 180 ° when the readings Ci FEM 2 and Cn-FEM 3 will be in this relationship: d -Cn + i, and when the dial is rotated 180 °, these values are also equal, but with opposite by the signs: -Ci Cn + i Here i is the sequence number of the strokes, according to which the readout is made: i 0, 1.2, ... 2l-1.

При выставлении О - вому штриху при- сваиваетс значение погрешности Со 0. Тогда после совмещени О штриха под ФЭМ 3, микроскоп 2 отсчитыва- ет истинное значение погрешности геиштриха Сп д (рг . Измерени при выставлении выполн ютс подключением поочередно ФЭМ 2 и ФЭМ 3 к показывающему прибору 10 при помощи тумблеров 11 и 12. После выставлени тумблеры 11 и 12 отключаютс и начинаетс измерение от исходного-симметричного расположени и штрихов относительно линии микроскопов ,When setting the O - stroke, the error value is assigned Co 0. Then, after aligning the О stroke under the FEM 3, microscope 2 counts the true value of the error of the geistrich Sp d (pg. Measurements during exposure are performed by connecting FEM 2 and FEM 3 to showing the device 10 with the toggle switches 11 and 12. After exposure, the toggle switches 11 and 12 are turned off and the measurement starts from the initial-symmetric location and strokes relative to the line of microscopes,

При вращении лимба всегда будут моменты , когда кажда пара диаметрально противоположных штрихов займет симметричное расположение относительно оптиче- .ской оси ФЭМ 2 и 3. Сигналы от ФЭМ 2 и 3 поступают на схему совпадени 6, только от микроскопа 2 этот сигнал идет через инвертор 5, После инвертора аналоговые сигналы микроскопов имеют одинаковые знаки и при достижении равенства их амплитуд, схема совпадени б выдает .сигнал в делитель частоты 7. В делителе частоты 7 задаетс количество импульсов, через которое должен регистрироватьс результат измерени погрешности расположени штриха под ФЭМ 4 в данный момент (например, через каждые 100 совпадений пар штрихов растрового лимба). Через заданное число совпадений делитель частоты 7 выдает управл ющий сигнал в ключ 8, при котором ключ открываетс и пропускает от ФЭМ 4, аналоговый сигнал, который пропорционален величине расположени штриха лимба под ФЭМ 4 в тот момент измерени . Информаци измерени поступает в регистрирующий прибор 9, где хранитс дл дальнейшей обработки и представлени в виде таблицы, графика.When the limb rotates, there will always be times when each pair of diametrically opposite strokes will take a symmetrical arrangement relative to the optical axis of the FEM 2 and 3. The signals from the FEM 2 and 3 arrive at coincidence circuit 6, only from microscope 2 this signal goes through inverter 5, After the inverter, the analog signals of the microscopes have the same signs and when their amplitudes are equal, the matching circuit b gives a signal to the frequency divider 7. In the frequency divider 7, the number of pulses is set, through which the result should be recorded m Deviation arrangement stroke under PEM 4 at the moment (for example, every 100 strokes matching pairs raster limb). After a given number of matches, the frequency divider 7 provides a control signal to key 8, at which the key is opened and passes from the FEM 4, an analog signal that is proportional to the size of the location of the line of the limb under the FEM 4 at the time of measurement. The measurement information is fed to a recording device 9, where it is stored for further processing and presented in a table, graph.

Поочередный ввод результатов измерени Ct позвол ет высчитать все погрешности угла расположени штрихов в лимбе. Последовательность расчета следующа . Составл етс система управленийEntering the Ct measurement results one by one allows you to calculate all the errors in the angle of the strokes in the limb. The calculation sequence is as follows. Management system is being compiled

C2r,.i ., С2„-г 2„-2-7 „-,-1)4Сп-- ) с, )C2r, .i., C2 „-g 2„ -2-7 „-, - 1) 4Сп--) с,)

) + A ) + A

количество штрихов i 0. 1,22n-1.the number of strokes i 0. 1.22n-1.

При этом, из условий выставлени микроскопов известно .что д р0 - 0: б /)п - извест- на величина; Д - : Вышеуказанных уравнений можно составить (2п+1) с таким же числом неизвестных. Решение находитс обычными средствами или программным методом путем последовательного расчета.Moreover, it is known from the conditions of exposure of the microscopes that dr0 - 0: b) n - the quantity is known; D -: The above equations can be made up (2n + 1) with the same number of unknowns. The solution is found by conventional means or software by sequential calculation.

Благодар упрощенной схеме измерени , результаты ввод тс только из одного ФЭМ, поэтому возможно процесс измерени провести во врем непрерывного вращени лимба, учитыва быстродействие современных схем электроники. Положительный эффект - достигаетс за счет наличи фотоэлектрических микроскопов, соединенных через инвертор в одной ветви в схему совпадени , делитель частоты, ключ, к которому подсоединен третий - измерительный микроскоп и в регистрирующее устройство. Наличие такой схемы измерени упрощает процесс и увеличивает производительность измерений.Due to the simplified measurement scheme, the results are input from only one FEM, so it is possible to carry out the measurement process during continuous rotation of the dial, taking into account the speed of modern electronic circuits. A positive effect is achieved due to the presence of photoelectric microscopes connected through an inverter in one branch to a coincidence circuit, a frequency divider, a key to which a third measuring microscope is connected and to a recording device. The presence of such a measurement circuit simplifies the process and increases the measurement performance.

Технико-экономическа эффективность предлагаемого устройства заключаетс в том, что повышение производительности измерени лимбов - очень важна задача в метрологии лимбов. Измерение лиЛбов очень трудоемкий процесс, особенно сбор измерительной информации, что положительно решает предлагаемое устройство.The technical and economic efficiency of the proposed device is that increasing the performance of measuring limbs is a very important task in the metrology of limbs. Measuring LIBs is a very time-consuming process, especially the collection of measurement information, which positively solves the proposed device.

7 177503887 17750388

Производительность измерени увеличива-процесса измерени , оно снабжено индициетс примерно в 4-5 раза по сравнению срующим блоком, электрически св занным сThe measurement performance of the magnifying measurement process, it is equipped with an indication of about 4-5 times in comparison with the folding unit, electrically connected to

известными. В итоге ожидаема технике-выходами диаметрально расположенныхfamous. As a result, the expected technology-outputs diametrically located

экономическа эффективность составл етприборов, инвертором, схемой совпадени ,cost-effectiveness of devices, inverter, matching circuit,

примерно 17,5тыс. руб. в год на одну изме-5 один вход которой через инвертор св зан сabout 17.5 thousand. rub. per year for one meter-5, one input of which through an inverter is connected to

рительную установку, что дл более широко- выходом одного из измерительных прибого применени составит значительнуюров, второй - с диаметрально расположенэкономию .ным прибором, делителем частоты, входthe installation, which for a wider output of one of the measuring applications of the application will be significant, the second - with a diametrically located saving device, frequency divider, input

Claims

which is associated with the output of the circuit coincides with the key whose control input is

The device for measuring the error is connected with the output of the coincidence circuit, the stroke of the dial containing three measurement input key connected to the output device, two of which are the third device’s house, and the recording

are located diametrically opposite to the device, the input of which is connected to the output

but one relative to the other, I distinguish 15 keys, and measuring instruments are more efficient in that they are automated in the form of photoelectric microscopes.