SU1388929A1 - Device for checking spindle assembly - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть использовано в приборостроении и машиностроении, в частности станкостроении, дл  диагностики вра- ш.аюшихс  валов типа шпинделей, к котоу Фиг.1 18 рым предъ вл ютс  требовани  но надежности . Цель изобретени  - повып1ение точности устройства путем синхронизации момента записи сигналов с датчиков с угловым положением вращаюшейс  части. Устройство работает следующим образом. Формирователь импульсов 14 формирует сигналы управлени  блоком опроса датчиков 2 и блоком синхронного считывани  10 и с кодом адреса, управл юш,им аналоговым коммутатором 19, блоком синхронного считывани  20 и аналого-цифровым преобразователем 21, формирует сообщение, которое через регистр сдвига 8 и излучатель 13 в виде светового сигнала передаетс  с вращающейс  части I на неподвижную. Формирователь импульсов 14 формирует сигналы управлени  записью при фиксированных положени х вращающейс  части I. 4 ил. & Фиг.1 18The invention relates to a measurement technique and can be used in instrument engineering and mechanical engineering, in particular, machine tool construction, for diagnostics of rotating shafts such as Spindles, to which Fig.1 18 eye are demanding reliability. The purpose of the invention is to improve the accuracy of the device by synchronizing the moment of recording signals from sensors with the angular position of the rotating part. The device works as follows. The pulse shaper 14 generates the control signals of the sensor interrogation unit 2 and the synchronous reading unit 10 and with the address code controlled by the analog switch 19, the synchronous reading unit 20 and the analog-digital converter 21, generates a message that through the shift register 8 and the emitter 13 in the form of a light signal is transmitted from the rotating part I to the stationary. Pulse generator 14 generates recording control signals at fixed positions of rotating part I. 4 Il. & Fig.1 18

Description

Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть использовано в приборостроении и машиностроении, в частности станкостроении, дл  диагностики вращающихс  валов типа QJпиндeлeй, к кото- рым предъ вл ютс  требовани  по надежности .The invention relates to a measurement technique and can be used in instrument engineering and mechanical engineering, in particular, machine tool construction, for diagnosing rotating shafts of the type QJ spindle, to which requirements are imposed on reliability.

Целью изобретени   вл етс  повыщение точности устройства путем синхронизации момента записи сигна;1ов с датчиков с угловым по ложени м щпиндел .The aim of the invention is to increase the accuracy of the device by synchronizing the moment of signal recording; 1s from sensors with angular positions of the spindle.

На, фиг. 1 приведена структурна  схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - устройство общий вид; на фиг. 3 - сечение А-А на фиг. 2; на фиг. 4 - сечение Б-Б на фиг. 2.In FIG. 1 shows a block diagram of the proposed device; in fig. 2 - the device is a general view; in fig. 3 is a section A-A in FIG. 2; in fig. 4 is a section BB in FIG. 2

Устройство содержит на вращающейс  части 1 блок 2 опроса датчиков, оперативный запоминающий блок 3, посто нный запоминающий блок 4, параллельный порт 5 ввода-вывода, формирователь 6 тактов, делитель 7 частоты, регистр 8 сдвига, дат- чики 9, блоки 10 синхронного считывани , датчик 11 углового положени  вращающейс  части, формирователь 12 сообщени , излучатель 13, формирователь 14 импульсов и блок 15 бесконтактного приема питани  на неподвижной части - фотоприемник 16, регистр 17 сдвига и блок 18 бесконтактной передачи питани , в формирователе 12 сообщени  - аналоговый коммутатор 19, блок 20 синхронного считывани  и аналого-цифровой преобразователь 21, в датчике 11 углового положени  вращающейс  части -- излучатель 22, фотоприемник 23 и стробоскопический диск 24, в формирователе 14 импульсов - усилитель 25 и триггер 26, в блоке 18 бесконтактной передачи питани  - источник 27 питани  и передающую обмотку 28, в блоке 15 бесконтактного приема питани  - приемную обмотку 29 и приемник 30.The device contains on the rotating part 1 a sensor polling unit 2, an operational storage unit 3, a permanent storage unit 4, a parallel input-output port 5, a shaper of 6 cycles, a frequency divider 7, a shift register 8, sensors 9, synchronous reading units 10 , an angular position sensor 11 of the rotating part, a message driver 12, an emitter 13, a driver 14 pulses and a contactless power reception unit 15 on a fixed part — a photodetector 16, a shift register 17 and a contactless power supply unit 18, in a message driver 12 - analog switch 19, synchronous reading block 20 and analog-digital converter 21, in the sensor 11 of the angular position of the rotating part - emitter 22, photodetector 23 and stroboscopic disk 24, in the driver 14 pulses - amplifier 25 and trigger 26, in block 18 non-contact power supply - power source 27 and transmitting winding 28; in contactless power receiving unit 15 - receiving winding 29 and receiver 30.

Устройство работает следующим образом.The device works as follows.

При вращении вращающейс  части 1 параметры диагностировани  регистрируютс  датчиками 9, в аналоговом виде преобразуютс  формирователем 12 в параллельный цифровой код, который поступает на первые входы регистра 8 сдвига, преобразуетс  в последовательный цифровой код, передаваемый излучателем 13 в виде светового излучени  в корпус и1пиндель- ного узла. Управление работой формировател  12 осуществл етс  блоком 2 опроса датчиков через параллельный порт 5 ввода-вывода (ППВВ), при этом в оператив- ном запоминающем блоке 3 хранитс  программа опроса диагностических датчиков 9 и управлени  передачей цифровых результатов через регистр В сдвига, а в посто нном запоминающем блоке 4 - программа опроса. Световое излучение от из- лучател  13 воспринимаетс  фотоприемником 16, преобразуетс  регистром 17 в параллельный код и поступает на выход устWhen the rotating part 1 rotates, the diagnostics parameters are registered by the sensors 9, are converted in analog form by the shaper 12 into a parallel digital code, which goes to the first inputs of the shift register 8, is converted into a serial digital code transmitted by the emitter 13 as light emission to the body and the spindle node . The operation of the imaging unit 12 is performed by the sensor polling unit 2 via the parallel input-output port 5 (UITV), while the operative memory unit 3 stores the program for polling the diagnostic sensors 9 and controlling the transfer of digital results through the shift register B, and storage unit 4 - a survey program. The light radiation from the emitter 13 is sensed by the photodetector 16, converted by the register 17 into a parallel code, and is outputted by the mouth

ройства. Частота опроса блока 2 опроса датчиков задаетс  формирователем 6 такта непосредственно, а регистра 8 сдвига - через делитель 7 частоты.roystva The sampling frequency of the sensor sampling unit 2 is set by the clock generator 6 directly, and the shift register 8 through the frequency divider 7.

Формирователь 12 следующим образом.Shaper 12 as follows.

сообщени  работаетmessage works

5five

0 0

з 0 5 s 0 5

00

5five

00

По щине адресов задаетс  датчик 9, подключаемый через аналоговый коммутатор 19 к входу блока 20 синхронного считывани , момент фиксации сигнала и начала преобразовани  путем возбуждени  управл ющих входов соответственно аналогового коммутатора 19, блока 10 синхронного считывани  и АЦП 21. Фиксаци  сигнала в блоке 20 синхронного считывани  производитс  путем его запоминани  в аналоговом виде на период преобразовани  в АЦП 21. Фиксаци  сигналов всех диагностических датчиков 9 происходит одновременно в блоках 10 синхронного считывани  в те моменты времени, когда световой поток от излучател  22, отражаемый от стробоскопического диска 24 и принимаемый фотоприемником 23 датчика 11 углового положени  вращающейс  части, становитс  максимальным, что происходит периодически в определенных угловых положени х и приводит к срабатыванию триггера 26 от сигнала с фотоприемника 23, усиленного усилителем 25 формировател  14 импульсов и формированию сигнала запоминани  на управл ющих входах блоков 10 синхронного считывани  и запроса на втором управл ющем входе прерывани  блока 2 опроса датчиков. После поступлени  запроса блок опроса датчиков переходит на выполнение программы опроса диагностических датчиков 9, котора  формирует последовательность опроса диагностических датчиков 9, а также пор док передачи цифровых результатов, поступающих на первый вход регистра 8 сдвига, и адресов датчиков , поступающих на второй вход регистра 8 сдвига. Питание устройства осуществл етс  бесконтактным способом через обмотку 28, соединенную с источником 27 питани , на обмотку 29, соединенную с приемником 30 блока 15 бесконтактного приема питани , осуществл ющим стабилизацию напр жени  и питание всех блоков устройства , расположенных в корпусе.Sensor 9 is connected via the address bar; it is connected via analog switch 19 to the input of synchronous reading unit 20, the moment of signal latching and conversion starts by energizing control inputs of analogue switch 19, respectively, of synchronous reading and ADC 10 unit 10. Locking signal in synchronous reading unit 20 is produced by memorizing it in analog form for the period of conversion to ADC 21. The signals of all diagnostic sensors 9 are fixed simultaneously in blocks 10 of synchronous reading at the same time The time when the luminous flux from the radiator 22, reflected from the stroboscopic disk 24 and received by the photo-receiver 23 of the angular position sensor 11, becomes maximum, which occurs periodically at certain angular positions and triggers the trigger 26 from the signal from the photo-receiver 23 amplified the amplifier 25 of the pulse driver 14 and the generation of a memory signal at the control inputs of the synchronous read and request blocks 10 at the second interrupt control input of the sensor polling unit 2 s. After a request has been received, the sensor polling unit proceeds to execute a program for polling diagnostic sensors 9, which generates a sequence of polling diagnostic sensors 9, as well as the order of transmitting digital results to the first input of the shift register 8 and the addresses of the sensors to the second input of the shift register 8 . The device is powered in a contactless manner through a winding 28 connected to a power source 27 to a winding 29 connected to a receiver 30 of a contactless power receiving unit 15, which stabilizes the voltage and power of all units of the device located in the housing.

Конструкци  предлагаемого устройства диагностики шпиндельного узла обеспечивает повышение точности диагностировани , так как уменьшаетс  погрешность измерений , св занна  с колебанием частоты вращени , на каждом обороте щпиндел  угловые положени , в которых происходит фиксаци  и аналого-цифровое преобразование сигналов всех датчиков, совпадают, а также использование в качестве блоков синхронного считывани  схем выборки и хранени  аналогового сигнала типа КР1100СК2.The design of the proposed spindle node diagnostic device provides an increase in the accuracy of diagnostics, since the measurement error associated with the oscillation of the rotational frequency decreases, on each turn of the spindle the angular positions in which fixation and analog-to-digital conversion of signals from all sensors occur coincide, and the use of as blocks of synchronous reading of sampling and storage circuits of an analog signal such as KR1100SK2.

Claims (1)

Формула изобретени Invention Formula ввода-вывода, выходы аналого-цифрового преобразовател  формировател  сообщени  соединены с вторыми входами регистра сдвига, выход которого соединен с излучателем , расположенным на оси вращени  вращающейс  части, на неподвижной части - блок бесконтактной передачи питани , фотоприемник, расположенный тесно с излучателем вращающейс  части, выход фоOJiUKiJ И 1ИЛ 1 . t -- v -.. J I i р СГI / O, the outputs of the analog-digital converter of the message former are connected to the second inputs of the shift register, the output of which is connected to the emitter located on the axis of rotation of the rotating part, on the fixed part - contactless power transmission unit, photodetector located closely to the emitter of the rotating part, output FOR OJiUKiJ AND 1IL 1. t - v - .. J I i p SG вход-выход блока опроса датчиков соеди- 10 сдвига, выход которого  вл етс  выходом ней через шину данных с входами-выхо- устройства, отличающеес  тем, что, с целью - повыщени  точности устройства путем синхронизации момента записи сигналов с датчиков с угловым положением вращающейс the input-output unit of the interrogation of the sensors of the connection of the shift, the output of which is its output through the data bus with the inputs and outputs of the device, characterized in that in order to increase the accuracy of the device by synchronizing the moment of recording signals from the sensors with the angular position of the rotating 11 - 1 1 1 tyCJt ll i t i iJllV l..- -- - 11- .Uлл.ЛГ-1Л11 - 1 1 1 tyCJt ll i t i iJllV l ..- - - 11- .Ull.LG-1L мирователь тактов, выход которого соеди-части, на вращающейс  части в него ввенен с первым управл ющим входом блока дены блоки синхронного считывани , форми-рователь импульсов и датчик углового положени  вращающейс  части, выход которого через формирователь импульсов соеди нен с управл ющими входами блоков синми °вьУо7а ми па рал ельного порта ввода-20 хронного считывани  и вторым управл ювывода формирователь сообщени , содержа-щим входом блока опроса датчиков, входыThe world of clock, the output of which is the connecting part, is inserted into the rotating part into it with the first control input of the block, synchronous reading blocks, a pulse shaper, and an angular position sensor of the rotating part, the output of which through the pulse shaper is connected to the control inputs of the synms A voyage of the parallel-input input-20 port of the chronically read and the second control of the message driver, containing the input of the sensor polling unit, the inputs щий последовательно соединенные аналого-блоков синхронного считывани  соединеныThe serially connected synchronous read analog blocks are connected вый коммутатор блок синхронного считы-с выходами соответствующих датчиков,the outboard switch is a synchronous read-out unit with the outputs of the respective sensors, вани  и аналого-цифровой преобразователь,выходы - с соответствующими входамиvani and analog-to-digital converter, outputs - with the corresponding inputs управл ющие входы которых подключеныаналогового коммутатора формировател  сок первым выходам параллельного порта общени .control inputs of which are connected to an analog switch of the driver sap for the first outputs of the parallel communication port. Устройство дл  контрол  шпиндельного узла, содержащее на вращающейс  части датчики, блок бесконтактного приема питани , блок опроса датчиков, выход которого соединен через щину адреса с адресными входами параллельного порта ввода-вывода , оперативного запоминающего блока и посто нного запоминающего блока,A device for controlling the spindle assembly, containing on the rotating part of the sensors, a contactless power receiving unit, a sensor polling unit, the output of which is connected via the address bar to the address inputs of the parallel input / output port, the operative storage unit and the permanent storage unit, ntn - J,......-г -.ntn - j, ......- g -. дами посто нного запоминающего блока и оперативного запоминающего блока и входом параллельного порта ввода-вывода, форопроса датчиков и через делитель частоты с управл ющим входом регистра сдвига , первые и вторые входы которого соединены с соответствующими первыми и вторыthe dames of the permanent storage unit and the operative storage unit and the input of the parallel input / output port, the foropros of the sensors and through the frequency divider with the control input of the shift register, the first and second inputs of which are connected to the corresponding first and second гъg