RU2684419C1 - Double swing stand - Google Patents
Double swing stand Download PDFInfo
- Publication number
- RU2684419C1 RU2684419C1 RU2018121693A RU2018121693A RU2684419C1 RU 2684419 C1 RU2684419 C1 RU 2684419C1 RU 2018121693 A RU2018121693 A RU 2018121693A RU 2018121693 A RU2018121693 A RU 2018121693A RU 2684419 C1 RU2684419 C1 RU 2684419C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- control
- drives
- mcp
- stand
- axis
- Prior art date
Links
- 238000012360 testing method Methods 0.000 claims abstract description 25
- 239000000725 suspension Substances 0.000 claims abstract description 12
- 238000013016 damping Methods 0.000 claims abstract description 8
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 claims abstract description 8
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims abstract description 7
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims abstract description 7
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims abstract description 7
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims abstract description 7
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 claims abstract description 5
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims description 7
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 2
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 abstract description 2
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 abstract description 2
- 238000012795 verification Methods 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 4
- 244000309464 bull Species 0.000 description 2
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 2
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 102100024342 Contactin-2 Human genes 0.000 description 1
- 101000690440 Solanum lycopersicum Floral homeotic protein AGAMOUS Proteins 0.000 description 1
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 230000009977 dual effect Effects 0.000 description 1
- 230000006870 function Effects 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 230000013011 mating Effects 0.000 description 1
- 230000003071 parasitic effect Effects 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 1
- 230000008439 repair process Effects 0.000 description 1
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 1
- 238000007665 sagging Methods 0.000 description 1
- 230000002269 spontaneous effect Effects 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
- 230000001960 triggered effect Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
- G01C25/00—Manufacturing, calibrating, cleaning, or repairing instruments or devices referred to in the other groups of this subclass
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Testing Of Devices, Machine Parts, Or Other Structures Thereof (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области измерительной техники, в основном к испытательному оборудованию, и предназначено для аттестации и верификации преобразователей инерциальной информации (ДУС, акселерометров, гироскопических устройств различного назначения), систем навигации (платформенных, бесплатформенных и др.), стабилизации и ориентации, в методах контроля которых предусмотрены последовательные или одновременные развороты за заданное время по двум осям на углы не превышающие ±360°.The invention relates to the field of measuring equipment, mainly to testing equipment, and is intended for certification and verification of inertial information converters (DLS, accelerometers, gyroscopic devices for various purposes), navigation systems (platform, strap-on, etc.), stabilization and orientation, in methods control of which provides for sequential or simultaneous turns in a given time along two axes at angles not exceeding ± 360 °.
Известен динамический стенд (Пат. №2526229 Российская Федерация, МПК G01C 25/00, G01P 21/00. Динамический стенд / А.П. Шкадаревич, Н.К. Горбаченя, Е.П. Васенко, М.М. Татур. - №2008152969/22; заявл. 31.12.08; опубл. 10.09.09, Бюл. №25. - 7 с.), который имеет две оси углового перемещения и обеспечивает автоматические развороты проверяемого прибора, вокруг его центра масс. Недостатком стенда является то, что в нем отсутствуют элементы для однозначной ориентации проверяемого прибора и для балансировки внутренней рамы требуется перемещать цилиндрические сектора, на которых установлен проверяемый прибор, при этом нарушается выставка его ориентации. Также отсутствует возможность двойного управления как от ПК, так и автономного - от блока управления и контроля.Known dynamic stand (Pat. No. 2526229 Russian Federation,
Известен двухосный динамический стенд (Пат. 111634 Российская Федерация, МПК G01С 25/00. Двухосный динамический стенд / Е.Ф. Белов. - №2011131206/28; заявл. 26.07.11; опубл. 20.12.11, Бюл. №35. - 6 с.), который предназначен для испытаний и калибровок измерительных устройств, датчиков угловой скорости, акселерометров, гироскопических устройств различного назначения и выбран в качестве прототипа. Недостатком стенда является то, что у него отсутствует возможность привязки приборной системы координат (СК) к СК географической и СК стенда, наличие двойного контура управления, предназначенного для строгого поддержания заданной угловой скорости, а также наличие скользящих токоподводов ограничивает мощность двигателей, используемых в приводе, и накладывает ограничения на допустимые токи, передаваемые на ось.Known biaxial dynamic stand (Pat. 111634 Russian Federation,
Задачей изобретения является создание недорогого двухосного стенда с более простой и надежной конструкцией. Двухосный стенд предназначен для обеспечения требуемой последовательности поворотов проверяемых приборов при проведении испытаний, с установкой платформы в заданные угловые положения по углу крена и тангажа в пределах ±360°.The objective of the invention is to provide an inexpensive biaxial stand with a simpler and more reliable design. The biaxial stand is designed to provide the required sequence of turns of the tested devices during testing, with the platform installed in predetermined angular positions along the angle of heel and pitch within ± 360 °.
Технический результат достигается тем, что в двухосном поворотном стенде, содержащем основание, установочную платформу, закрепленную на двухосном подвесе, приводы и фотоэлектрические датчики угла (ДУ), расположенные по осям внутренней и внешней рамы подвеса, блок питания, управления и контроля (БПУ), согласно изобретению, в качестве приводов использованы шаговые двигатели (ШД) с червячными редукторами; введены две демпфирующие муфты для сопряжения двигателя с червяком, привод каждой оси снабжен контроллером, состоящим из модуля цифрового процессора (МЦП) и модуля коммутации (МК); первый и второй выходы ДУ соединены соответственно с первым и вторым входами порта ДУ МЦП; первый и второй выход порта ШД МЦП соединены соответственно с первым и вторым входами МК, выходы МК соединены с соответствующими входами обмоток ШД; БПУ состоит из контроллера приема-передачи информации (ПНИ), процессорного модуля (ПМ), блока питания, платы аварийного отключения приводов; при этом ПМ через контроллер ПНИ связан с интерфейсными модулями МЦП соответствующих контроллеров приводов и с ПЭВМ, порт управления ПМ связан с управляющим входом платы аварийного отключения приводов; плата аварийного отключения приводов выполнена с возможностью подачи напряжения питания с блока питания на МК контролеров привода; введены: концевые выключатели и стопорные механизмы внутренней и внешней рам подвеса, предотвращающие их разворот более±360°, причем концевые выключатели подключены к плате аварийного отключения приводов; эквивалент проверяемого прибора, обеспечивающий контроль точности разворота поворотного стенда в заданное угловое положение; на основании, рамах и платформе выполнены плоскопараллельные площадки, обеспечивающие контроль ориентации проверяемого прибора и привязку к географической системе координат.The technical result is achieved by the fact that in a biaxial rotary stand containing a base, an installation platform mounted on a biaxial suspension, drives and photoelectric angle sensors (DU) located along the axes of the inner and outer suspension frame, a power supply, control and monitoring unit (BPU), according to the invention, stepper motors (WD) with worm gears are used as drives; two damping couplings were introduced to interface the motor with the worm, the drive of each axis is equipped with a controller consisting of a digital processor module (MCP) and a switching module (MK); the first and second outputs of the remote control are connected respectively to the first and second inputs of the remote control port of the MCP; the first and second output of the DD port of the MCP are connected respectively to the first and second inputs of the MK, the outputs of the MK are connected to the corresponding inputs of the DD windings; BPU consists of a controller for receiving and transmitting information (PNI), a processor module (PM), a power supply unit, an emergency shutdown card for drives; in this case, the PM through the PNI controller is connected to the MCP interface modules of the respective drive controllers and to the PC, the PM control port is connected to the control input of the emergency shutdown board of the drives; the drive emergency shutdown board is configured to supply voltage from the power supply to the drive controllers MK; Introduced: limit switches and locking mechanisms of the inner and outer suspension frames, preventing them from turning more than ± 360 °, and the limit switches are connected to the emergency shutdown board of the drives; the equivalent of the device under test, providing control of the accuracy of the rotation of the rotary stand to a given angular position; on the base, frames and platform, plane-parallel platforms are made, providing control of the orientation of the device under test and binding to the geographical coordinate system.
Для питания и управления приводом вместо скользящих контактов использованы многожильные кабели.Instead of sliding contacts, multicore cables were used to power and control the drive.
На фиг. 1 изображена функциональная схема двухосного поворотного стенда.In FIG. 1 shows a functional diagram of a biaxial rotary stand.
При испытаниях стенд должен обеспечивать установку проверяемого прибора в заданные угловые положения за определенное время. В состав стенда наряду с электромеханической частью в виде поворотного стола входит блок питания, управления и контроля, который включает в себя: блоки питания, процессорный модуль и контроллер приема-передачи информации по последовательному интерфейсу, плату аварийного отключения приводов, дисплей.During testing, the stand should ensure the installation of the device under test in the specified angular positions for a certain time. Along with the electromechanical part in the form of a rotary table, the stand includes a power supply, control and monitoring unit, which includes: power supplies, a processor module and a controller for receiving and transmitting information via the serial interface, an emergency shutdown card for drives, a display.
БПУ осуществляет:BPU carries out:
- управление режимом работы стенда;- management of the mode of operation of the stand;
- прием и обработку информации от приводов внутренней и внешней рам по последовательному интерфейсу обмена данными, например RS485, CAN и т.д.;- reception and processing of information from drives of internal and external frames via a serial data exchange interface, for example RS485, CAN, etc .;
- прием и обработку информации от концевых выключателей (механизмов ограничения разворота);- receiving and processing information from limit switches (reversal limiting mechanisms);
- отображение на дисплее, режимов работы и состояния;- display on the display, operating modes and status;
- соединение с внешней ПЭВМ через стандартный интерфейс, например RS485, CAN и т.д.;- connection to an external PC via a standard interface, for example RS485, CAN, etc .;
- формирование напряжений, необходимых для питания плат, входящих в состав БПУ и приводов внутренней и внешней рам;- the formation of voltages necessary for powering the boards included in the control unit and the drives of the internal and external frames;
- отключение питания приводов в случае аварийных ситуаций (срабатывание концевых выключателей или ручной останов оператором).- power off of drives in case of emergency (operation of limit switches or manual stop by the operator).
На фиг. 2 представлена электромеханическая часть стенда - ПС, содержащий основание 1, на котором имеются пять винтовых опор с маховиками, три выставочные винтовые опоры 2, обеспечивающими выставку стенда в горизонтальную плоскость и две вспомогательные винтовые опоры 3 для фиксации выставленного положения. Для перемещения внутри помещения на нижней стороне основания размещены четыре колеса 4. На основании закреплены две стойки 5 с подшипниковыми опорами внешней рамы 6. На одной стойке (на внешней оси) установлены привод 7 с контроллером привода 8, соединители для подключения к блоку питания и управления и маховик ручного привода внешней рамы 9. На другой стойке (на внешней оси) размещен дискретный датчик угла - энкодер 10. На стойке установлен также фиксатор (арретир) 12 внешней рамы. Внешняя рама 6 закреплена в подшипниках запрессованных в стойках, она обеспечивает повороты проверяемого прибора по тангажу (вокруг оси OZ прибора) на ±360°. На внешней раме установлен лимб внешней рамы 14. Вращение внутренней рамы 15 обеспечивается подшипниками, запрессованными во внешней раме. На стенде установлены стопорные механизмы (11 и 13) и концевые выключатели внешней и внутренней рам подвеса, предназначенные для предотвращения разворота рам на угол более ±360°. На оси внутренней рамы установлены с одной стороны -соответствующий привод 16 с контроллером 17, маховик ручного привода 18 внутренней рамы, с другой стороны - энкодер 19 и фиксатор 20 внутренней рамы. Также на внешней стороне рамы (со стороны энкодера) расположены две площадки для крепления набора грузов - противовесов 21, предназначенных для статической балансировки внутренней рамы с установленным прибором. Внутренняя рама обеспечивает повороты проверяемого прибора по крену (вокруг оси ОХ прибора) на ±360°. На ней установлен лимб внутренней рамы 22. К внутренней раме 15 жестко присоединена платформа 23, предназначенная для установки и закрепления проверяемых приборов. Учитывая, что развороты, осуществляемые двухосным поворотным столом, при проверке приборов не превышают ±360°, использовано схемное решение, позволившее обойтись малым числом линий связи между БПУ и приводами, что дало возможность пропустить их через полые оси рам. За счет этого в конструкции не использованы традиционно применяющиеся в многоосных поворотных столах токоподводы. Использование токоподводов накладывает ряд ограничений: высокая стоимость качественных токоподводов, дополнительный момент трения, ограничения на минимальные и максимальные пропускаемые токи, ограничения на пропускаемые частоты, вероятность потери контакта при вибрации. Для исключения закручивания кабелей проверяемого прибора при испытаниях в электромеханическую часть ПС введены кронштейн 24 и полый вал (ось рамы). В кронштейн введен пружинный механизм 25, исключающий провисание кабелей прибора в процессе разворотов. В качестве углового энкодера был выбран датчик угла, конструкция которого имеет отверстие большого диаметра, например, угловые энкодеры серии RESR, REXM фирмы Renishaw, серия Е фирмы Autonics и серия ЛИР фирмы СКБ ИС.In FIG. 2 shows the electromechanical part of the stand - PS, containing the
На платформе выполнены посадочные поверхности и базирующие элементы, обеспечивающие однозначную ориентацию прибора относительно осей вращения стенда, а также имеются плоскопараллельные площадки для установки уровня (квадранта) на этапе проверки погрешности разворота платформы относительно географической системы координат. На рамах выполнены двадцать четыре плоскопараллельных площадки 26 для установки уровня на этапе проверки выставки поворотного устройства относительно географической системы координат восемь штук на внутренней раме и шестнадцать на внешней. Площадки позволяют поставить уровень на выбранную пару и проверить параллельность плоскости, проходящей через них, соответствующей оси вращения. При этом на рамах площадки можно установить уровень в положении 0° и при повороте рамы на 180°. На основании выполнены четыре плоскопараллельные площадки 27 для выставки ПС в азимут, они строго привязаны к осям вращения стенда. Две площадки выполнены параллельно оси Z, две другие площадки - перпендикулярны оси Z. Выставка в азимут осуществляется путем прижатия той или другой пары площадок к упорному элементу, сориентированному по сторонам света с помощью спецсредств.Landing surfaces and basing elements are made on the platform, providing an unambiguous orientation of the device relative to the axis of rotation of the stand, and there are plane-parallel platforms for setting the level (quadrant) at the stage of checking the error of the platform's rotation relative to the geographical coordinate system. Twenty four plane-
В конструкцию ПС включены механические (электромеханические) арретиры, обеспечивающие установку внешней и внутренней рам в исходное положение и предотвращающие развороты во время закрепления прибора на платформе. Для контроля привязки приборной СК к осям вращения стенда, а также проверке ориентации относительно географической СК, в состав ПС введено дополнительное устройство - эквивалент прибора, в котором базовые посадочные поверхности аналогичны посадочным поверхностям проверяемого прибора (устанавливается на время периодических, автономных проверок двухосного поворотного стола).The design of the substation includes mechanical (electromechanical) arresters, which ensure the installation of the external and internal frames in the initial position and prevent turns when fixing the device on the platform. To control the attachment of the instrument SK to the axis of rotation of the stand, as well as to check the orientation relative to the geographic SK, an additional device is introduced into the PS - the equivalent of the device in which the basic landing surfaces are similar to the landing surfaces of the device under test (set for the period of periodic, independent checks of the biaxial rotary table) .
Для точного удержания углового положения между разворотами предусмотрен ряд мер: в приводе использован самотормозящийся червячный редуктор (механическое торможение) и, при необходимости, обмотки шагового двигателя могут быть закорочены силовым коммутатором (электрическое торможение). Такое техническое решение позволило отказаться от дорогостоящих, требующих дополнительного питания и создающих магнитные поля электромагнитных муфт. В аналогичных поворотных столах с прямым приводом удержание углового положения осуществляется подачей на двигатель управляющего напряжения, исключающего поворот ротора. Однако, система управления прямым приводом, пытаясь удержать заданное угловое положение, осуществляет паразитные микроколебания ротора, которые могут фиксироваться проверяемым прибором (определяется полосой пропускания). Кроме того, это приводит к дополнительным затратам энергии и нагреву обмоток двигателя. При кратковременном "провале" питания данное угловое положение может теряться. Комбинация механического и электрического торможения, примененная в ПС, эффективна при режимах с длительной фиксацией заданного углового положения.To accurately maintain the angular position between the turns, a number of measures are provided: a self-braking worm gearbox (mechanical braking) is used in the drive and, if necessary, the stepper motor windings can be shorted by the power commutator (electrical braking). This technical solution made it possible to abandon the expensive ones that require additional power and create magnetic fields of electromagnetic couplings. In similar rotary tables with direct drive, the angular position is maintained by applying a control voltage to the engine that excludes rotor rotation. However, the direct drive control system, trying to maintain a predetermined angular position, carries out parasitic microoscillations of the rotor, which can be recorded by the device under test (determined by the passband). In addition, this leads to additional energy costs and heating of the motor windings. With a short-term “power failure”, this angular position may be lost. The combination of mechanical and electrical braking used in PS is effective in modes with long-term fixation of a given angular position.
Применение в стенде ограничителей с микропереключателями позволили предотвратить развороты внешней и внутренней рам на угол более ±360°. Ограничение разворотов осуществляется электронным и механическим способами. Схема работы ограничителя показана на фиг. 3. На неподвижной части стенда, например стойке внешней рамы, крепится основание 28 ограничителя. На основании имеются ось 29, вокруг которой вращается V-образный кулачок 30 и упор 31 для кулачка в виде выступа, и установлены два микропереключателя 32. На кулачке закреплены пружинные толкатели 33, нажимающие кнопку микропереключателя 34. На подвижной части стенда, например раме, напротив V-образного кулачка устанавливается палец-упор 35 в виде цилиндрического стержня, который обеспечивает толкание кулачка при вращении рамы в прямом и обратном направлении. Предотвращение самопроизвольного перемещения кулачка обеспечивается волнистой пружиной, установленной на его оси. В исходном положении (вид а) палец-упор находится между плечами V-образного кулачка. При начале вращения рамы в прямом направлении палец-упор толкает плечо кулачка, отклоняя его в сторону, согласно виду б. После совершения рамой оборота 360° палец-упор толкает другое плечо кулачка до тех пор, пока пружинный толкатель не нажмет кнопку микропереключателя (вид в). После срабатывания контактов микропереключателя подается сигнал на остановку двигателя, обеспечивающего вращение рамы. В случае не срабатывания электронной защиты дальнейшее движение кулачка и рамы блокируется упором на основании ограничителя (вид г). При вращении рамы в обратном направлении происходят аналогичные действия.The use of limiters with microswitches in the booth made it possible to prevent the turns of the external and internal frames by an angle of more than ± 360 °. U-turns are limited electronically and mechanically. The operation diagram of the limiter is shown in FIG. 3. On the fixed part of the stand, for example the rack of the external frame, the
Учитывая, что могут испытываться приборы с различными вариантами исполнения базирующих элементов, эквивалент прибора изготавливается с соответствующими элементами базирования. Пример одного из вариантов исполнения эквивалента прибора приведен на фиг. 4. В любом исполнении в его конструкции должна присутствовать призма со строго ориентированными друг относительно друга поверхностями (площадками). Площадки 36 параллельны площадкам 37, плоскости зеркала 38, и перпендикулярны площадкам 39, 40, 41, 42 и опорной базовой поверхности прибора. Площадки 39 параллельны площадкам 40 и перпендикулярны площадкам 36, 37, 42, 41, плоскости зеркала 38. Площадки 36, 37, 38, 39, 40, 42, предназначены для установки уровня (квадранта) при проверке ориентации СК стенда и прибора. Зеркало 38 предназначено для контроля ориентации системы координат стенда и прибора с помощью оптических средств (теодолиты, коллиматорные устройства, гирокомпасы и т.п.). Базовая шпилька и посадочный диаметр эквивалента обеспечивают однозначную ориентацию площадок 39 и 40 параллельно оси Y, а площадок 36 и 37 - оси Z. Базовая поверхность обеспечивает однозначную ориентацию площадок 41 и 42 перпендикулярно оси X. Кроме того установкой оптического квадранта на площадки обеспечивается проверка правильности отображения угла, измеренного датчиком угла соответствующей оси при установках в промежуточные положения, отличные от горизонтальных.Considering that devices with different versions of the execution of the basing elements can be tested, the equivalent of the device is made with the corresponding basing elements. An example of one embodiment of an equivalent device is shown in FIG. 4. In any design, a prism with strictly oriented surfaces (platforms) relative to each other should be present in its design. The
Для сопряжения шагового двигателя (ШД) с червячным редуктором и для устранения вибрации при передаче вращения от работы ШД введены две демпфирующие муфты. Муфта выполнена в виде двух цанговых зажимов, устанавливающихся на сопрягаемых валах, и расположенного между ними демпфирующего вкладыша, выполненного из резины, профиль и жесткость которой выбрана из условия обеспечения требуемого коэффициента демпфирования. Совокупность алгоритмов плавного управления работой ШД и использование демпфирующей муфты, позволили существенно снизить вибрации от резонансов при вращении. Использование одинаковых приводов по двум осям позволяет иметь универсальную структуру электронных блоков, одни и те же алгоритмы управления и программное обеспечение, что обеспечивает взаимозаменяемость блоков, снижает номенклатуру используемых элементов, упрощает настройку и ремонт. При существенной разнице моментов инерции внутренней и внешней рам изменяются коэффициенты в памяти контроллера, при этом новая версия программного обеспечения не требуется.Two damping couplings are introduced to interface the stepper motor (WD) with the worm gear and to eliminate vibration during transmission of rotation from the work of the WD. The coupling is made in the form of two collet clamps mounted on mating shafts, and a damping insert made of rubber located between them, the profile and rigidity of which is selected to ensure the required damping coefficient. The combination of algorithms for smooth control of the operation of the motor stepper motor and the use of a damping clutch made it possible to significantly reduce vibration from resonances during rotation. Using the same drives along two axes allows you to have a universal structure of electronic blocks, the same control algorithms and software, which ensures interchangeability of blocks, reduces the range of elements used, simplifies setup and repair. With a significant difference in the moments of inertia of the internal and external frames, the coefficients in the controller memory change, and a new version of the software is not required.
Структурная схема привода показана на фиг. 5.The block diagram of the drive is shown in FIG. 5.
Приводы механизма разворота по крену и тангажу выполнены в виде двух одинаковых узлов, включающих в себя:The drives of the roll and pitch turning mechanism are made in the form of two identical nodes, including:
- червячный редуктор, приводимый в движение ШД;- a worm gear driven by a motor drive;
- дискретный датчик угла (угловой энкодер);- discrete angle sensor (angular encoder);
- контроллер;- controller;
- плата силовых электронных ключей (модуль коммутации);- power electronic key board (switching module);
- модуль последовательного интерфейса (интерфейсный модуль). Учитывая, что точности разворотов в основном обеспечиваются- serial interface module (interface module). Given that turning accuracy is mainly provided
приводами, имеющими сложные функциональные связи, для пояснения их работы структурная схема приводов представлена более подробно.drives with complex functional relationships, to explain their work, the structural diagram of the drives is presented in more detail.
Двухосный поворотный стенд работает следующим образом. Питание и управление приводом осуществляется по минимальному количеству проводников: 2 линии - питание, 3 линии - управление. Питание БПУ осуществляется от мощного источника бесперебойного питания, позволяющего продолжить цикл испытаний при отключении сетевого напряжения и предотвратить попадание помех на стенд из промышленной сети. Питание каждого привода осуществляется от одного мощного стабилизированного блока питания. БПУ осуществляет управление приводами и обмен информацией с ними по стандартному последовательному интерфейсу, например, RS485, CAN и т.п., что позволяет обойтись малым числом линий связи. В БПУ процессорный модуль (ПМ) через порт (ППпи) связан с портом (Ппм) контроллера ПЛИ, а через порт управления (ПУПр) ПМ подаются управляющие команды на вход управления (Вх.упр). платы аварийного отключения приводов. ДУ инкрементного типа, выдает импульсы пропорционально углу поворота рамы, а также выдает импульс при прохождении специальной риски (нулевая метка), являющейся началом отсчета. Сигнал с первого выхода (Вых. 1) ДУ (нулевая метка) поступает на первый вход (вх. 1) порта ДУ модуля цифрового процессора (МЦП). Сигнал со второго выхода (Вых. 2) ДУ (импульсы) поступает на второй вход (вх. 2) порта ДУ МЦП. Контроллер ППИ через второй порт последовательного обмена (ППО2) связан с ПЭВМ. Управляющие сигналы (Упр.) о необходимом угле поворота и времени разворота с контроллера ППИ через первый порт последовательного обмена (ППО1) по сформированному адресу поступают на интерфейсные модули (крена или тангажа) и передаются в МЦП через последовательный порт (П1). МЦП анализирует управляющие сигналы, сравнивает их с сигналом, полученным с ДУ, и производит следующие вычисления: текущее угловое положение, требуемый угол разворота, направление, функцию изменения скорости разворота в каждой точке вращения для обеспечения заданного временного интервала. По результатам вычислений МЦП выдает через первый выход (вых.1) порта ШД последовательность импульсов на первый вход (вх. 1) модуля коммутации, определяющих направление и скорость вращения. К выходам МК (1, 2, … n) подключены обмотки ШД, где n - количество обмоток двигателя. Через выход платы аварийного отключения подается напряжение (Uп) выходного каскада силовых электронных ключей на МК соответствующих контролеров привода. МЦП через второй выход (вых. 2) порта ШД на второй вход (вх. 2) МК выдает сигнал ШИМ, пропорциональный требуемому напряжению питания ШД для данной скорости. В результате силовыми электронными ключами напряжение питания снижается до требуемого значения. По алгоритму, сформированному в МЦП, происходит плавный разгон ШД за счет увеличения частоты управляющих импульсов и плавное торможение - за счет снижения частоты, при подходе к заданному угловому положению. Для управления разворотом в МЦП запрограммирован регулятор.Biaxial rotary stand works as follows. The drive is powered and controlled by the minimum number of conductors: 2 lines - power, 3 lines - control. Power supply to the control unit is carried out from a powerful uninterruptible power supply, which allows you to continue the test cycle when the mains voltage is disconnected and to prevent interference from entering the stand from the industrial network. Each drive is powered by one powerful stabilized power supply. The control unit manages the drives and exchanges information with them via a standard serial interface, for example, RS485, CAN, etc., which makes it possible to dispense with a small number of communication lines. The FWT processor module (PM) through the port (P P Pi) associated with the port (ppm) controller PLI, and through the management port (P p UE) served PM control commands to the control input (Vh.upr). emergency shutdown circuit boards An incremental type remote control generates impulses in proportion to the angle of rotation of the frame, and also gives an impulse when passing a special risk (zero mark), which is the origin. The signal from the first output (Output 1) of the remote control (zero mark) is fed to the first input (input 1) of the remote control port of the digital processor module (MCP). The signal from the second output (Output 2) of the remote control (pulses) is fed to the second input (input 2) of the remote control port of the MCP. The PPI controller through the second serial communication port ( P2 ) is connected to the PC. Control signals (Cont.) Of the required angle of rotation and the reversal time with PPI controller through a first serial communication port (P TAG1) formed by address supplied to the interface modules (roll or pitch) and transmitted to the SCM through the serial port (P 1). The MCP analyzes the control signals, compares them with the signal received from the remote control, and performs the following calculations: the current angular position, the required rotation angle, direction, the function of changing the rotation speed at each rotation point to provide a given time interval. According to the calculation results, the MCP sends a sequence of pulses to the first input (input 1) of the switching module through the first output (output 1) of the SD port, which determines the direction and speed of rotation. The motor windings are connected to the MK outputs (1, 2, ... n), where n is the number of motor windings. Through the output of the emergency shutdown board, the voltage (U p ) of the output stage of the power electronic keys is supplied to the MK of the corresponding drive controllers. The MCP through the second output (output 2) of the SD port to the second input (input 2) of the MC generates a PWM signal proportional to the required supply voltage of the SD for a given speed. As a result, power electronic switches reduce the supply voltage to the desired value. According to the algorithm formed in the MCP, there is a smooth acceleration of the stepper motor due to an increase in the frequency of control pulses and smooth braking due to a decrease in the frequency when approaching a given angular position. A controller is programmed to control the U-turn.
Программное обеспечение позволяет реализовывать любую циклограмму работы стенда в режимах позиционирования или угловых скоростей раздельно по каждой из осей или одновременно по двум осям. Программное обеспечение записывается в энергонезависимую память соответствующего контроллера.The software allows you to implement any sequence diagram of the stand in positioning modes or angular velocities separately for each axis or simultaneously for two axes. The software is written to the non-volatile memory of the corresponding controller.
Таким образом, заявлен двухосный поворотный стенд, содержащий основание, установочную платформу, закрепленную на двухосном подвесе, приводы и фотоэлектрические датчики угла (ДУ), расположенные по осям внутренней и внешней рамы подвеса, блок питания, управления и контроля (БПУ). Отличительная особенность стенда заключается в том, что в качестве приводов использованы шаговые двигатели (ШД) с червячными редукторами; введены две демпфирующие муфты для сопряжения двигателя с червяком, привод каждой оси снабжен контроллером, состоящим из модуля цифрового процессора (МЦП) и модуля коммутации (МК); первый и второй выходы ДУ соединены соответственно с первым и вторым входами порта ДУ МЦП; первый и второй выход порта ШД МЦП соединены соответственно с первым и вторым входами МК, выходы МК соединены с соответствующими входами обмоток ШД; БПУ состоит из контроллера приема-передачи информации (ППИ), процессорного модуля (ПМ), блока питания, платы аварийного отключения приводов; при этом ПМ через контроллер ППИ связан с интерфейсными модулями МЦП соответствующих контроллеров приводов и с ПЭВМ, порт управления ПМ связан с управляющим входом платы аварийного отключения приводов; плата аварийного отключения приводов выполнена с возможностью подачи напряжения питания с блока питания на МК контролеров привода; введены: концевые выключатели и стопорные механизмы внутренней и внешней рам подвеса, предотвращающие их разворот более ±360°, причем концевые выключатели подключены к плате аварийного отключения приводов; эквивалент проверяемого прибора, обеспечивающий контроль точности разворота поворотного стенда в заданное угловое положение; на основании, рамах и платформе выполнены плоскопараллельные площадки, обеспечивающие контроль ориентации проверяемого прибора и привязку к географической системе координат.Thus, a biaxial rotary stand is declared, comprising a base, an installation platform mounted on a biaxial suspension, actuators and photoelectric angle sensors (DU) located along the axes of the inner and outer suspension frame, power supply, control and control unit (BPU). A distinctive feature of the stand is that stepper motors (WD) with worm gearboxes are used as drives; two damping couplings were introduced to interface the motor with the worm, the drive of each axis is equipped with a controller consisting of a digital processor module (MCP) and a switching module (MK); the first and second outputs of the remote control are connected respectively to the first and second inputs of the remote control port of the MCP; the first and second output of the DD port of the MCP are connected respectively to the first and second inputs of the MK, the outputs of the MK are connected to the corresponding inputs of the DD windings; A control unit consists of a controller for receiving and transmitting information (PPI), a processor module (PM), a power supply unit, and an emergency shutdown card for drives; in this case, the PM through the PPI controller is connected to the MCP interface modules of the respective drive controllers and PC, the PM control port is connected to the control input of the emergency shutdown board of the drives; the drive emergency shutdown board is configured to supply voltage from the power supply to the drive controllers MK; Introduced: limit switches and locking mechanisms of the inner and outer suspension frames, preventing them from turning more than ± 360 °, and the limit switches are connected to the emergency shutdown board of the drives; the equivalent of the device under test, providing control of the accuracy of the rotation of the rotary stand to a given angular position; on the base, frames and platform, plane-parallel platforms are made, providing control of the orientation of the device under test and binding to the geographical coordinate system.
Кроме того, введен кронштейн с разгрузочным устройством для закрепления штатных кабелей испытуемых приборов.In addition, a bracket with an unloading device was introduced to fix the standard cables of the tested devices.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018121693A RU2684419C1 (en) | 2018-06-13 | 2018-06-13 | Double swing stand |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018121693A RU2684419C1 (en) | 2018-06-13 | 2018-06-13 | Double swing stand |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2684419C1 true RU2684419C1 (en) | 2019-04-09 |
Family
ID=66089714
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2018121693A RU2684419C1 (en) | 2018-06-13 | 2018-06-13 | Double swing stand |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2684419C1 (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU190692U1 (en) * | 2019-04-15 | 2019-07-09 | Акционерное общество "Научно-производственное объединение автоматики имени академика Н.А. Семихатова" | DOUBLE HANDING ROTARY DYNAMIC STAND |
CN114355787A (en) * | 2021-09-17 | 2022-04-15 | 北京星途探索科技有限公司 | Shaft-lacking turntable semi-physical simulation verification technology based on certain type supersonic cruise target |
CN118377239A (en) * | 2024-06-21 | 2024-07-23 | 北京航天众信科技有限公司 | Semi-physical simulation method, device and system for rolling target projectile and storage medium |
CN118500445A (en) * | 2024-07-22 | 2024-08-16 | 中国空气动力研究与发展中心设备设计与测试技术研究所 | Device and method for performance test of inclination sensor |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7255008B2 (en) * | 2005-04-07 | 2007-08-14 | Imv Corporation | Vibration-testing system |
US7359047B2 (en) * | 2003-07-28 | 2008-04-15 | Leica Geosystems Ag | Device for checking or calibrating the angle-dependent alignment of a high-precision test piece |
RU111634U1 (en) * | 2011-07-26 | 2011-12-20 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Тренд" | TWO-AXLE DYNAMIC STAND |
RU2526229C2 (en) * | 2012-10-22 | 2014-08-20 | Российская Федерация, от имени, которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России) | Dynamic biaxial bench |
RU2564829C1 (en) * | 2014-05-12 | 2015-10-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственный центр автоматики и приборостроения имени академика Н.А. Пилюгина" (ФГУП "НПЦАП") | Bench to measure vibration reactive moments of gyromotor |
RU169585U1 (en) * | 2016-03-09 | 2017-03-23 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Южно-Уральский государственный университет (национальный исследовательский университет)" (ФГБОУ ВО "ЮУрГУ (НИУ)") | Triaxial swivel dynamic stand |
-
2018
- 2018-06-13 RU RU2018121693A patent/RU2684419C1/en active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7359047B2 (en) * | 2003-07-28 | 2008-04-15 | Leica Geosystems Ag | Device for checking or calibrating the angle-dependent alignment of a high-precision test piece |
US7255008B2 (en) * | 2005-04-07 | 2007-08-14 | Imv Corporation | Vibration-testing system |
RU111634U1 (en) * | 2011-07-26 | 2011-12-20 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Тренд" | TWO-AXLE DYNAMIC STAND |
RU2526229C2 (en) * | 2012-10-22 | 2014-08-20 | Российская Федерация, от имени, которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России) | Dynamic biaxial bench |
RU2564829C1 (en) * | 2014-05-12 | 2015-10-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственный центр автоматики и приборостроения имени академика Н.А. Пилюгина" (ФГУП "НПЦАП") | Bench to measure vibration reactive moments of gyromotor |
RU169585U1 (en) * | 2016-03-09 | 2017-03-23 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Южно-Уральский государственный университет (национальный исследовательский университет)" (ФГБОУ ВО "ЮУрГУ (НИУ)") | Triaxial swivel dynamic stand |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU190692U1 (en) * | 2019-04-15 | 2019-07-09 | Акционерное общество "Научно-производственное объединение автоматики имени академика Н.А. Семихатова" | DOUBLE HANDING ROTARY DYNAMIC STAND |
CN114355787A (en) * | 2021-09-17 | 2022-04-15 | 北京星途探索科技有限公司 | Shaft-lacking turntable semi-physical simulation verification technology based on certain type supersonic cruise target |
CN118377239A (en) * | 2024-06-21 | 2024-07-23 | 北京航天众信科技有限公司 | Semi-physical simulation method, device and system for rolling target projectile and storage medium |
CN118500445A (en) * | 2024-07-22 | 2024-08-16 | 中国空气动力研究与发展中心设备设计与测试技术研究所 | Device and method for performance test of inclination sensor |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2684419C1 (en) | Double swing stand | |
CN106767930B (en) | Strapdown inertial navigation and alignment prism installation deflection angle measuring method | |
US8099876B1 (en) | Azimuth determination system and method therefor | |
CN109632102A (en) | Infrared polarization image measuring device based on rotatory polarization piece | |
ES2757748T3 (en) | Angular measuring device and method for operating an angular measuring device | |
CN114111844A (en) | MEMS inertial device test system | |
EP2715422B1 (en) | Variable polarization separation via beam splitter rotation | |
RU2611714C1 (en) | Method of determining scaling factors of laser gyroscope | |
RU2494345C1 (en) | Multi-purpose wide-range test bench for monitoring of angular velocity metres | |
CN105403977B (en) | One kind being used for prism centring adjustment mechanisms | |
CN103018009A (en) | Simulation detection device and simulation detection method of laser warning device | |
RU111634U1 (en) | TWO-AXLE DYNAMIC STAND | |
Kumar et al. | Design and development of telescope control system and software for the 50/80 cm Schmidt telescope | |
CN113252070B (en) | Double-fiber gyroscope bandwidth test system and test method | |
CN106289324B (en) | Calibration device for inertial measurement unit | |
CN103791896A (en) | Full range north seeker of pendulum gyro north finder and method | |
CN109827758A (en) | The polarization extinction ratio test macro of polarization-maintaining passive device | |
US2497614A (en) | Stable vertical | |
CN210666192U (en) | Polarized light polarization-maintaining transmission device based on rotating half-wave plate | |
RU2544295C1 (en) | Gyrocompass | |
Kumar et al. | Active compensation of disturbances using dual motors in telescope motion control | |
Osman et al. | Multi-sensor inertial navigation systems employing skewed redundant inertial sensors | |
US3551905A (en) | Device for indicating astronomical coordinates of astronomical instruments | |
Polushkin et al. | Automatic rotary device for verification of the accuracy characteristics of strapdown inertial navigation system | |
US3360655A (en) | Angular motion sensor |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PC43 | Official registration of the transfer of the exclusive right without contract for inventions |
Effective date: 20220325 |