УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОТСЧЕТА ПЕРЕМЕЩЕНИЙ МАШИНЫ ПО РЕЛЬСОВОМУ ПУТИ

Предлагаемая полезная модель относится к устройствам преобразования информации при автоматизации производства и может быть использована в качестве средства обратной связи в системах числового программного управления кранами-штабелерами.
В настоящие время устройства, аналогичные предлагаемому известны. К ним относятся, в частности, устройства, описанные в книге «А.А. Смехов. Автоматизированные склады. Изд. 3-е - М.: Машиностроение. 1979. 280 с.» Одно из них содержит сельсин-датчик, входной валик которого кинематически связан с одной из колесных пар машины. Выходной сигнал сельсина-датчика поступает на сельсин - приемник, ротор которого соединен с показывающим прибором, шкала которого проградуирована в единицах пути, и, параллельно прибору, подается в систему управления перемещением машины. Такое устройство обладает простотой, но точность его мала. Причина последнего в том, что колеса при движении машины по рельсам изнашиваются, и длины их окружностей непостоянны. Кроме того, при эксплуатации машины возможно боксование колес, искажение сигнала от сельсин-датчика помехами и т.п. Для повышения точности отсчета перемещения машины разработаны и применяются и другие устройства, аналогичные предлагаемому и также описанные в упомянутой выше книге. Эти устройства построены по принципу преобразования пути, пройденного машиной, в импульсы и счета этих импульсов. Конструктивно они выполняются следующим образом. Вдоль пути рядом с рельсами, на неподвижной опоре, последовательно с некоторым интервалом устанавливаются упоры, образующие отсчетную линейку. На машине устанавливается датчик, формирующий при взаимодействии с линейкой импульсы. Выход датчика соединяется с счетной схемой, считающей импульсы и представляющей их количество в двоичном или двоично-десятичном коде. Точность таких устройств-аналогов определяется интервалом между упорами линейки, но не зависит от износа колес машины и их боксования. Поскольку, в отличии от предыдущего, это устройство дискретное, а не аналоговое, то и его помехоустойчивость выше. Тем не менее и оно не идеально. Если при работе устройства произойдет сбой в счетной схеме или окажется поврежден хотя бы один упор, то это приведет к смещению начала отсчета перемещения машины. При использовании устройства в системе управления краном-штабелером это повлечет за собой ошибочное позиционирование крана во всех позициях, следующих за той, при прохождении которой произошел сбой в счетной схеме или в которой был поврежден упор.
Для того чтобы повысить надежность устройства, его выполняют в несколько ином, модифицированном виде. Модифицированный вариант устройства описан в книге «А.А. Смехов Автоматизированные склады. Изд. 4-е. - М.: Машиостроение, 1987. 296 с». Он принят нами за прототип предлагаемой полезной модели и представляет собой следующее. Вдоль рельсового пути на неподвижной опоре располагаются n параллельных рядов упоров, так же образующих отсчетную линейку. Расположение осуществляется таким образом, чтобы в направлении, перпендикулярном рельсам, в каждой позиции машины, где должен быть произведен отсчет перемещения, упоры составляли бы комбинацию, соответствующую определенному двоичному числу (есть упор в ряду - 1, нет упора - 0). Получается кодовая отсчетная линейка, на которой число кодовых комбинаций (делений) равно числу позиций отсчета при перемещении машины. На машине устанавливается n-разрядная считывающая головка (головка считывания кода), взаимодействующая с линейкой. Она представляет собой блок фиксации делений линейки и прочитанных с нее кодовых комбинаций.
При перемещении машины по рельсам блок фиксации вместе с ней движется вдоль отсчетной линейки и выдает кодовые комбинации, соответствующие позициям отсчета перемещения.
Устройство-прототип обладает высокой точностью и надежностью. Счетных схем в нем нет, а значит, и сбоев в их работе бы не может. Если какой-либо из упоров будет поврежден, то это приведет к ошибке отсчета только соответствующего деления линейки. Смещения начала отсчета машины не произойдет, и все последующие деления линейки будут фиксироваться правильно.
Отрицательным качеством устройства, однако, несмотря на то, что оно надежнее, чем аналог, все же, является его не всегда достаточная надежность. Отсчетная линейка в нем содержит большое число элементов, при установке их нужно выверять и надежно закреплять. Если бы линейку удалось упростить, не вводя в устройство счетных схем, то в целом и все устройство оказалось бы надежнее. В соответствии с этим, задачей, решаемой при разработке предлагаемой полезной модели и являлось именно такое повышение надежности устройства.
Конструктивно решение задачи достигается за счет того, что устройство для отсчета перемещений машины по рельсовому пути, содержащее отсчетную линейку, размещенную на неподвижной опоре параллельно рельсам, и головку считывания кода, установленную на машине, отличается от прототипа тем, что оно снабжено валом, звездочкой и закрепленным на валу кодированным диском, установленным на машине с возможностью вращения относительно головки считывания кода и взаимодействующим с головкой. При этом звездочка кинематически связана с валом, а отсчетная линейка выполнена в виде пластинчатой цепи, находящийся в зацеплении со звездочкой.
На фиг.1 показана схема предлагаемого устройства, а на фиг.2 - вид на зацепление звездочки и цепи. Оно содержит отсчетную линейку, выполненную в виде пластинчатой цепи и размещенную на неподвижной опоре 2 выполненной в виде швеллера. Швеллер и цепь располагаются параллельно рельсам 3, по которым перемещается машина 4. Устройство включает в себя также вал 5 с закрепленным на нем кодированным диском 6, изготовленным из небьющегося стекла (код на нем воспроизведен прозрачными и непрозрачными участками),считывающую головку (головку считывания кода), состоящую из осветителя 7 и блока фотодатчиков 8 и звездочку 9. Цепь находится в зацеплении со звездочкой 9, а звездочка через зубчатые колеса 10 и 11 кинематически связана с валом 5. Головка считывания кода, состоящая из осветителя и блока фотодатчиков установлена на корпусе 12 устройства (закреплена неподвижно внутри него), а корпус 12 установлен на машине (т.е. головка по существу, установлена на машине). Диск 6 также установлен на машине, но имеет возможность вращаться относительно головки (для этого вал 5 закреплен в подшипниках в корпусе устройства).
При перемещении машины 4 по рельсам 3 звездочка 9, находящаяся в зацеплении с цепью 1, начинает вращаться. Ее движение через зубчатое колеса 10 и 11 передаются валу 5 и кодированный диск 6 поворачивается. При этом свет от осветителя 7 попадает на ту или иную совокупность фото датчиков 8, и считывающая головка выдает ту или иную кодовую комбинацию, соответствующую текущему положению машины на рельсах. Получается, что при перемещении машины считывающая головка последовательно друг за другом выдает кодовые комбинации, которые отображают перемещение и являются результатом работы устройства.
Предложенное устройство значительно надежнее прототипа. Оно содержит меньшее число элементов, причем не требует столь сложной их выверки и закрепления. Цепь, используемая в нем, стандартная, все остальные элементы типовые.
Таким образом, повышение надежности устройства является реальным техническим результатом разработки полезной модели.