187536. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezés mechanikai megmozdulás vagy elofordulás digitális mérésére
1 187 536 2 A találmány tárgya eljárás és berendezés mechanikai elmozdulás vagy elfordulás digitális mérésére Forgó vagy elforduló gépelemek szöghelyzetének mérése a gépipari automatizálás egyik sarkalatos műszaki problémája. Szögelfordulásra vezethető vissza a lineáris elmozdulás is, pl. fogasléc-fogaskerék típusú áttétel felhasználásával. A szerszámgépek vezérlésének egyik feltétele, hogy tengelyek, tárcsák, forgatóorsók stb. szöghelyzete, vagy más gépelemek elmozdulása minden pillanatban és kellő pontossággal mérhető legyen. A mérőelem-szöghelyzet érzékelő pontosságával szemben az utóbbi időkben fokozott követelményeket támasztanak, éppen azért, mert az érzékelő pontossága gyakran meghatározó egy gépen gyártott termék pontossága szempontjából. További követelmény még, hogy az érzékelő nyomatékigénye kicsi legyen, kevéssé terhelje a mért tengelyt. Ezt a követelményt műszer jellegű felhasználás esetén támasztják a szöghelyzet érzékelővel szemben. A működési elvet tekintve az alábbiak szerint csoportosíthatjuk a szöghelyzet érzékelőket:- elektro-mechanikus (az elforduló tárcsán kiképzett villamosán vezető szegmensek és leszedő kefék relatív helyzetét mérő, potenciométeres érzékelők)- mágneses indukció alapján működő szöghelyzet érzékelők (Hali-elemes, elektromágneses, kölcsönös induktivitás elvét felhasználó érzékelők)- optoelektromos elvű érzékelők. A különböző elven működő ismert érzékelők közül igen nagy pontosság érhető el az optoelektromos érzékelőkkel. Ezeknél üvegtárcsán vagy fémlemezen átlátszó-átlátszatlan felületeket alakítanak ki meghatározott geometriai elrendezés szerinti vonalakkal határolva. Az átlátszó és átlátszatlan felületek axiálisan és radikálisan kiképezve meghatározott kódot képviselnek. Az így kialakított - kódtárcsának nevezett - tárcsa keskeny rés előtt fordul el, amelynek másik oldalán fényérzékelő elemek, célszerűen fotodiódák vannak elhelyezve, amelyek vezetőképessége diszkrét határok között érzékelhető a megvilágítás függvényében. A kódtárcsán megvalósított kódolás alapján ínkrementális és abszolút szöghelyzet érzékelők különböztethetők meg. Az ínkrementális szöghelyzet érzékelő lényegében egy korábbi állapothoz - ez lehet a zérushelyzet - viszonyított szögelfordulást érzékel, ezzel arányos impulzusszámot állít elő. Az ínkrementális szöghelyzet érzékelő tápfeszültség kimaradáskor elveszíti az eddigi elfordulással arányos impulzus tartalmat, ezért korlátozottabb az alkalmazása, mint az abszolút szöghelyzet érzékelőnek. Az abszolút szöghelyzet érzékelő szerkezeti felépítése azonos lehet az Ínkrementális szöghelyzet érzékelőével, azzal a különbséggel, hogy az üveg- vagy maratott kódtárcsán meghatározott kód szerint - pl. Graykódnak megfelelően - váltakoznak az átlátszó és átlátszatlan szegmensek. Ennek megfelelően a kódtárcsa minden helyzetéhez egy és csakis egy kód tartozik. A szöghelyzet érzékelők jellemző adatai a felbontóképesség, a pontosság és a nyomatékigény. A felbontóképesség a kódtárcsa osztásainak finomságától és az optikai rendszer érzékenységétől függ. A pontosságot a fentieken kívül a mechanikai tűrések határozzák meg. A nyomatékigényt is a mechanikai tulajdonságok határozzák meg. A találmány szerinti megoldás nagy felbontóképességű és pontosságú digitális szögérzékelőt biztosít, amelynél előnyösen alkalmazható mágneses kódtárcsa. A találmány tehát egyrészt eljárás mechanikai elmozdulás vagy elfordulás digitális mérésére, amelynek során digitális jelekkel ellátott adathordozót és az adathordozóra felvitt digitális jeleket kiolvasó érzékelőrendszert egymáshoz képest a mérendő elmozdulásnak vagy elfordulásnak megfelelően elfordítunk. Az eljárást az jellemzi, hogy az adathordozót állandó fordulatszámmal forgatjuk, a forgó adathordozóra felvitt első digitális jelet az adathordozóhoz képest álló érzékelővel kiolvassuk, és az adathordozóra felvitt második digitális jelet olyan érzékelőrendszerrel olvassuk ki, amelyet az álló érzékelőhöz képest a mérendő elmozdulással vagy elfordulással arányosan elfordítunk. A találmány szerinti eljárásnál adathordozóként előnyösen mágneslemezt alkalmazunk, és ennek megfelelően az érzékelők mágnesfejjel vannak ellátva. Eljárhatunk a találmány szerinti eljárásban úgy, hogy a kódjelet képező második digitális jelet az elfordított érzékelőrendszerrel mindig akkor olvassuk ki, amikor az álló érzékelővel a szinkronjelet képező első digitális jelet érzékeljük. így minden egyes szinkronjelre, azaz az adathordozó minden egyes körülfordulására, egy-egy digitális kódjelet olvasunk ki, amely a mérendő szögelfordulás vagy elmozdulás pillanatértékére jellemző. A találmány szerinti eljárás oly módon is végrehajtható, hogy az impulzussorozatot képező második digitális jelet az elfordított érzékelőrendszerrel folyamatosan kiolvassuk, és a kiolvasott impülzusok számlálását mindig akkor kezdjük, amikor az álló érzékelővel a szinkronjelet képező első digitális jelet érzékeljük, és mindig akkor fejezzük be, amikor ezt az első digitális jelet az elfordított érzékelőrendszerrel érzékeljük. Az adathordozó egy-egy körülfordulása során megszámlált impulzusok száma arányos a mérendő szögelfordulás vagy elmozdulás pillanatértékével. A találmány másrészt berendezés mechanikai elmozdulás vagy elfordulás digitális mérésére, amely berendezésnek egymáshoz képest elfordíthatóan ágyazott digitális jelekkel ellátott adathordozója és az adathordozóra felvitt digitális jeleket kiolvasó érzékelőrendszere van. A berendezést a találmány szerint az jellemzi, hogy az adathordozó állandó fordulatszámmal forgatott tengelyre van felszerelve, az adathordozó mellett az adathordozó első jelsávján lévő szinkronjelet kiolvasó rögzített érzékelő van elhelyezve, az adathordozó második egyvagy több jelsávján lévő digitális jeleket kiolvasó érzékelőrendszert a rögzített érzékelőhöz képest a mérendő elmozdulással vagy elfordulással arányosan elfordító mechanizmus van, továbbá a rögzített érzékelő és az elfordított érzékelőrendszer kimenetei digitális tároló, feldolgozó és/vagy kijelző elektronikus egységhez vannak csatlakoztatva. A találmány szerinti berendezés egy előnyös ki-5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
