Проников А.С. 1995 Т.2 Ч.2 (830967), страница 27
Текст из файла (страница 27)
Фирмы 30Ысу Е1ес(гоп!сз Согрога!юп Зопу Мадпезса!е 1пс. (Япония) освоили выпуск круговых и линейных измерительных преобразователей с магнитной шкалой, имеющих ряд преимушеств над преобразователями фотоэлектрического типа (табл. 9.3). Линейные преобразователи выполняются до 30 м длиной при дискретности шкалы до 0,1 мкм; погрешность измерения до ~(1,5.+. 1чбт'./1000) мкм, где Е— длина, м.
Угловые трехфазные преобразователи обеспечивают до 142 Рис. 9.37. Схемы растровых и кодовых фотоэлектрических преобразователей: а, е — растрового Фотозлектрического поеобразователя соответственно линейных и угловых перемещений; б. е— кодового фотоэлектрического преобразователя соответственно линейных и угловых перемещений; т — источник света; 3 — оптическая система', 3 — растровая яли кодовая шкала; а — бютодиод; б — усилитель; б — счетчик илн логическая схема Растровый: линейных перемещений угловых перемещений Кодовый: линейных перемещений угловых пе- ремещений Рис. 9.38. Индуктивный преобразователь линейных перемещений дифференциального типа: а — вяешний вид; б — дяффеРенциальиаа схема Импульсы помехи искажают ие только мгновенные значе- ния показаний, но и все последующие значения Большие затраты на изготовление, слож- ность производства при большой длине 9.3.
Сравненпе магнитных и оптических шкал Показатель Магкатааа шкала Опткчаскаа шкала (11~1) 1О а/' С близок к ко- эффициенту термического рас- ширения материала станка Коэффициент термического расширения материала шкалы 7.10-л/'С для обычных оптических шкал. Паспортная точность гарантируется только при 20 С. При колебаниях температуры, составляющих 10' С, возникает погрешность измерения 40 мкм/м Метод установки шка- лы на станок Шкала крепится винтами к корпусу, благодаря чему достигается высокая вибропроч- ность Шкала крепится в алюминиевом корпусе на резиновой прокладке клеем. Такое соединение имеет низкую прочность при колебаниях температуры и вибрациях Местоположение шкалы в станке Шкала расположена на нейтральной оси корпуса, поэтому мало подвергается влиянию деформации станка Шкала находится не на нейтральной оси корпуса, что снижает точность шкалы Ударная стойкость Так как шкала полностью металлическая, то она хорошо выдерживает ударные воздей- ствия Так как шкала изготовлена нз стекла, у нее низкая стойкость к удару Использование света для получения сигнала ограничивает использование шкалы Влияние масла, СОЖ, и грязи на точность позициони- рования В основу действия шкалы положены магнитные явления, что снижает влияние на ее работу окружающей среды Влияние стружки В конструкции предусмотрен достаточный зазор между магнитной головкой и шкалой.
Деления нанесены с глубиной несколько десятков микрометров, что предотвращает их от повреждения стружкой Между главной и индексной шкалами должен быть обеспечен зазор шириной около 10 мкм. Вследствие неглубокой градуировкн шкала может быть разрушена при попадании стружки 5000Х4 импульсов/об., имеют небольшие размеры (толщина 16 — 24 мм, диаметр 50 — 70 мм), выполнены с интегрированной муфтой, работают при частоте вращения вала до 6000 мин '. Конкретные индуктивные преобразователи дифференциального типа, как правило, встраивают в оборудование при модернизации с целью повышения точности.
Выполнены в виде защитного цилиндра со штоком, часто полностью герметичны (рис. 9.38). Их выпускают фирмы МаЬг, Но(1(пдег Ва1бтп(п Мезе(ес)гп)к, ЕЗА Мезз1ес)1п)к (Германия), РЫ11рз (Голландия) и др., типоразмеры различные: от ~0,1 до ~500 мм (или 0 — 2000 мм). Типовые характеристики приведены в табл. 9.4.
по данным фирмы ЕЗА (Германия). Отечественные аналоги-системы измерительные мод. 276 (диапазон измерения от + 3 до ж300 мкм, цена деления шкалы прибора индикации от 0,1 до 10 мкм, 9.4, Техннческне характеристики пндуатнвнмх преобразователей дызпззоы ызмсрепыя, мм Характеристика Размеры, мм: А В о 92 15 12 92 15 12 245 100 20 1Об5 300 20 455 150 20 0,02 0,02 1 0 0,5 Разрешающая. способность, мкм 3,2 1,2 Чувствительность, мВ/В па 1 мм 48 48 Примеч анни: 1.
Выходное напряжение ч-5 нлн ~10 В. 2. Несущая частота 2 — 10 кГц. 3. Нелннейность ~0,1; чс0,25; ~0,5тз. 4. Температура — 50... +80'С 5. Температурная погрешность с~0,05$ на 10 К. л е 7 6 Рнс. 9.39. Схема определения параметров траектории движения осн шпинделя: 7 — шпвпдель: 3, б — бескоытвктвые дзтчыкя пеозмещеппй; б, б- воомыоушщве поеобоззоввтелп: б — результаты взмереввж 7 — тозекторнк осв шпинделя; З вЂ” блок коррекывы положзппя осп шпшщеаа Ркс. 9.40. Схема внхретокового нзмернтельного преобразователя: т — деталь бвзл1; 3 — зона возппквовзыпы ввкрсвык токов в матерпзло детали; б — Радиочастотное поле; б — датчик; б — гайка креплеыпя; б — вормпрушщпй преобразователь; 7— гепвратоо рздвочзстоты; б †демодулят и усилитель; б — блок ппдкквдпы 144 погрешность измерения ч-2 деления шкалы), мод.
217 (диапазон измерения до ~1500 мкм). Бесконтактные датчики перемещений индуктивного типа предназначены для прецизионного измерения перемещений (примерно 0,5, 1, 5, 50 мм), частоты вращения валов, зубчатых колес, имеют небольшие размеры (диаметр 10 — 60 мм, длина 25 — 50 мм), несущую частоту сигнала 2 — 40 кГц и позволяют измерять параметры вибрации вращающихся узлов станка (валов, шпинделей и т. п.) относительно опор, т.
е. могут использоваться в системах обеспечения точности станков. Например, фирма )зеске! (Германия) совместно с Университетом г. Дармштадт для пятикоординатных фрезерных станков скоростно- 9.5. Технические характеристики бескеитактных анхретекееых преебразееателеб Характзрзоткка дкапазоа кзмареака, мм Средняя рабочая точкаа мм Диаметр катушки датт чика, мм Тип присоединнтельиой резьбы Минимальная длина датт чика, мм Чувствительность преоб- разоеателя, мВ/мкм 1,2 — 1,5 Л,Π— 2,5 3,5 — 4 7,5 16 М6Х0,5 М!ОХ1 М20Х1 40 75 105 Примечания: 1. Частота 0 — 10 кгн. 2. Йесущая частота 2 МГп.
3. Температура — 34... +170' С. 4. Выходное напряжение 1,5 — 20 В. 5. Длина кабеля датчика 1 м. 6. Длина кабеля прибора 4,5 м. Можно отметить также цифровой измеритель перемещений ЦИП-2М, работающий в диапазонах измерения от — 20 до +20 мкм и от — 100 до +100 мкм (при номинальном зазоре шириной 0,3 мм) с разрешающей способностью 0,1 и 1 мкм, чувствительностью 10 и 100 мкм/В и погрешностью измерений соответственно .+1 мкм и ~5 мкм. Пневматические преобразователи линейных перемещений используют в системах активного контроля размеров деталей. Различают пять типов пневматических приборов для линейных измерений: рота- метры (приборы, основанные на измерении объемного расхода), приборы низкого и высокого давлений, дифференциальные приборы и приборы, принцип действия которых основан на измерении скорости потока 1131. Бесконтактные пневматические преобразователи надеж- 145 го резания (частота вращения шпинделя до 35000 мин ') разработала конструкцию прецизионного шпинделя на магнитных опорах, роль датчиков положения в которомиграютиндуктивныебесконтактные преобразователи перемещений (рис.
9.39). Такие датчики выпускает,, например, фирма Но(1(ппег Ва1йр(п Мезз1есЬп!Ь (Германия). В СНГ преобразователи такого типа производятся, как правило, в составе измерительной аппаратуры (например, скобы измерительные БВ-6182, БВ-6067 со встроенными индуктивными преобразователями и т. п.) 1131. Бесконтактные датчики перемещений вихретокового типа Ебс(у Сиггеп1 Тгапзбпсегз по форме и размерам похожи на индуктивные, но отличаются несущей частотой сигнала (порядка 2 — 10 МГц), более высокими точностью и стоимостью (рис. 9.40). Нелинейность выходной характеристики системы датчик — нормирующий преобразователь может быть менее 0,2%.
Такие датчики выпускаются фирмами М1сго-Ерз41оп Мезз1есЬпрй ОшЬН (Германия), Опо Бойй( Со. ).Ы, Кеуепсе Согрогайоп (Япония) и др. Типовые характеристики приведены в табл. 9.5 по данным фирмы Каг1 БсЬепЬ АО (Германия). ны в эксплуатации, обеспечивают точность до 0,1 мкм при диапазоне измерения 0 — 100 мкм, но обладают инерционностью 1 — 5 с. Лазерные интерферометры различных типов являются одним из перспективных средств измерения [91.
В настоящее время их используют не только для контроля точностных параметров станка при приемосдаточных испытаниях, но и в качестве измерительных преобразователей, непосредственно встраиваемых в металлорежущее оборудование. Это экономически оправдано при создании станков высокого и особо высокого классов точности, станков для алмазного точения и т. п. Упрощенная принципиальная схема лазерного интерферометра приведена на рис. 9.41. Он состоит из лазера 1, светоделительного ку- Рнс 9.41.
Упрощенная схема лазерного ннтерферометра бика 2 и двух отражателей 3 и 4. Отражатель 4 связан с объектом и перемешается на искомое расстояние Е. Пучки света после прохождения интерферометра и отражения от зеркал отражателей 3 и 4 рекомбинируют в светоделительном кубике 2. Интерференцию наблюдают по направлениям, указанным на рисунке двойными стрелками. Искомое расстояние Т. определяется числом длин полуволн источника излучения на искомом отрезке.
Длина волны лазера составляет 0,53 мкм, поэтому достигается высокая точность измерений. Наибольшее распространение получили приборы ИПЛ (Россия) и НР-5528А фирмы Нечг1е(1 Расйагг( (США). Интерферометры производят также фирмы Сопегеп1 1пс (США), Ор1оп Ре)п1есЬп)Ь ОтЬ Н (Германия), Кеп)зЬачг Тгапзбнсег Вуз1ешз ).Ы (Великобритания) и др.
Технические характеристики некоторых лазерных интерферометров приведены в табл. 9.6. В металлорежуших станках интерферометр используют, как правило, в качестве датчика точностн позиционирования, причем за рубежом находит применение многокоординатный лазерный интерференционный преобразователь 5501А фирмы Нетн!е11 Расйагг). Так, например, при оснащении расточных станков фирмы Могпап Сопз1гисйоп (США) лазерным комплектом 5501А точность позиционирования была повышена в 10 раз (до 0,25 мкм). В качестве другого примера можно привести токарный станок ТПАРМ-100М (Россия), применение в конструкции которого аэростатических направляющих и лазерного ннтерферометра координат позволило достичь точности позиционирования +.0,5 мкм.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
