Практические схемы систем для автоматизации контроля при установке в проектное положение крупногабаритного многотоннажного оборудования

При выполнении научно-исследовательских и опытно-конструкторских разработок в МИИГАиК был создан целый ряд многомерных систем контроля пространственного положения крупногабаритных изделий.

Одной из таких систем является двухкоординатная человекомашинная система контроля, позволяющая производить установку оборудования в заданном диапазоне по линейным смещениям ±600 мм со средней квадратической погрешностью ±5 мм.

Двухкоординатная система контроля

Ее функциональная схема представлена на рис. 22.1. Она состоит из трех основных блоков: нижнего прибора (НП), укрепляемого на основании сооружения, верхнего прибора (ВП), укрепляемого на грузовой тележке агрегата- погрузчика, посредством которого осуществляется установка монтируемых изделий, и визира оператора, устанавливаемого в кабине оператора.

НП предназначен для задания системы координат, связанной с сооружением, и представляет собой коллиматор, формирующий модулированный параллельно-расходящийся пучок лучей. Он выполнен по традиционной схеме и состоит из источника излучения — лампы накаливания (А), конденсора (К), диафрагмы (Д) и объектива (Об). Модуляция светового потока частотой 400 Гц осуществляется посредством механического модулятора М, приводимого во вращение двигателем (Дв).

Световой поток от НП попадает в поле зрения ВП, который представляет собой фотоэлектрическую следящую систему и состоит из приемной оптической системы (ПОС), четырехплощадочного фотодиода (ФД-19КК) и двух преобразователей. ФД расположен в фокальной плоскости ПОС. При «нулевом» положении контролируемого объекта световое пятно находится в центре ФД, при этом сигнал рассогласования равен нулю. При смещении объекта в плане на выходе ФД (в каналах X и У) появляется электрический сигнал рассогласования, который после предварительного усиление (ПУ) поступает в дифференциальный усилитель мощности (УМ1). На выходе УМ1 установлен двигатель

Рис. 22.1. Общая функциональная схема двухкоординатной системы контроля

(Дв1), который через редуктор (Р,) с учетом знака сигнала рассогласования возвращает световое пятно в центр ФД. Ротор Дв1 кинематически связан с редуктором Р , который производит рассогласование измерительной мостовой схемы, выполненной на двух идентичных потенциометрах ПД и ПП (потенциометры «датчик» и «приемник» соответственно), путем смещения движка потенциометра ПД. Таким образом, на выходе ВП в каналах X и У возникает электрический сигнал, прямо пропорциональный смещению объекта по координатам X и У.

Визир оператора представляет собой электромеханический преобразователь, который отображает на экране информационную модель плановых смещений контролируемого объекта в виде смещения светящейся подвижной марки относительно неподвижной сетки, нанесенной непосредственно на экране. Электрический сигнал разбалансировки моста в каналах X и У через УМ₂ приводит во вращение двигатель Дв₂, который через редуктор Р₃ вращает движок потенциометра ПП и тем самым производит балансировку моста ПД-ПП. Одновременно с этим вращение Дв₂ через редуктор Р₄ производит наклоны зеркала 3 на углы cp_v и ф_у. Это зеркало является частью проекционной оптической системы, формирующей на экране визира изображение подвижной марки. Разворот зеркала на угол ф_л и наклон на угол ф приводят соответственно к смещению подвижной марки на величины АХ и А У, прямопропорциональные величине смещения объекта. Кроме электромеханического визира оператора может использоваться визир оператора, выполненный на основе видеокон- трольного устройства.

Оператор, воспринимая информационную модель на экране визира, через устройство управления (УУ) воздействует на исполнительные механизмы (ИМ) агрегата и производит наведение.

Результаты лабораторных исследований, проведенных в МИИГАиК, приведены в таблице 22.1.

Таблица 22.1

Полученные результаты хорошо согласуются с расчетными параметрами.