16к20пф1 Верстат токарно-гвинторізний підвищеної точності з УЦІ
паспорт, керівництво, схеми, опис, характеристики

Пристрій цифрової індикації - УЦІ

На токарномуу верстаті 16к20пф1 встановлювалося УЦИ типу Ф5071 із зовнішнім блоком живлення Ф5075 та датчиком переміщень на базі безконтактного сельсину БС-155А .

Блоки Ф5075 і Ф5071 встановлені на платформі, що кріпиться до правої сторони заднього торця шпиндельної бабки верстата.

Сельсиновий датчик БС-155А вмонтований у корпус, що кріпиться до заднього торця каретки поперечного супорта. Вал датчика через муфту з'єднаний з ходовим гвинтом поперечного супорта. Від кінця ггвинта датчик передає сигнал до блоку цифрової індикації, де він візуально представляється у вигляді значення діаметра, що обробляється. Один оборот ггвинта відповідає 10 мм зміни діаметра, що обробляється.

В даний час УЦІ Ф5071 застаріло і більше не випускається. Ремонтувати чи модернізувати його не доцільно та простіше замінити на більш сучасну модель.

На ринку є достатньо пропозицій сучасних УЦІ як іноземного, так і вітчизняного виробництва.

Щоб обійтися без заміни датчика переміщень БС-155А, можна встановити УЦІ моделі Ф5290 .

УЦИ Ф5290 - одноосьовий моноблок, зібраний на мікропроцесорі та сучасній елементній базі, використовує датчик переміщень БС-155А .

Сучасні УЦІ працюють, як правило, з кутовими та лінійними інкрементними перетворювачами переміщення (інкрементними енкодерами), що мають напругу живлення +5 В та вихідні сигнали RS422 ПІ TTL.

Російська фірма СКБ ІС випускає широку лінійку сучасних УЦІ сімейства ЛІР (більше 15 моделей) та датчики до них; від простих одноосьових – ЛІР-500 до чотириосьових ЛІР-540.

Пристрій цифрової індикації Ф5071

УЦИ Ф5071 випускало Київське виробниче об'єднання " ТочЕлектроПрилад " - флагман приладобудування СРСР, (нині - Росток-прилад ЛТД ).

Розробкою, випуском та впровадженням пристроїв цифрової індикації об'єднання займалося з 70 років за постановою Ради Міністрів СРСР.

УЦИ Ф5071 це одноосьовий пристрій цифрової індикації, який відображає в цифровому вигляді поперечну координату верстата 16к20пф1 , тобто радіус або діаметр виробу, що обробляється.

Блок УЦІ Ф5071 зібраний на елементній базі мікросхем серій КР140, К155, К161, КР544, К555, К561.

У комплект УЦІ входить:

• блок цифрової індикації Ф5071
• датчик переміщень на базі безконтактного сельсину БС-155А
• блок живлення Ф5075 - забезпечує перетворення 220 В 50 Гц в ряд напруг постійного струму, для живлення до 2-х блоків УЦІ

Технічні характеристики приладів індикації Ф5071 (Ф-5071, Ф 5071)

Блок цифрової індикації Ф5071 призначений для цифрової індикації переміщень рухливості вузлів металорізальних верстатів класу точності "Н".

Блок призначений Ф5071 для спільної роботи з датчиком переміщень на базі безконтактного сельсину БС-155А та блоком живлення типу Ф5075 у стаціонарних умовах механічних цехів машинобудівних підприємств.

• Діапазон вимірів переміщення - від 0,01...9999,99 мм;
• Дискретність відліку – 10 мкм;
• Цифровий відлік на індикаторному табло приладу блок індикації Ф5071, що відповідає одному обороту ротора сельсина БС-155А, становить 10,00 мм;
• Внутрішньокрокова похибка блоку спільно з сельсин БС-155А - не перевищує 10 мкм; нестабільність (тимчасовий догляд) показань блоку разом із цим сельсином не перевищує ±2 мкм;
• Прилад блок індикації Ф5071 забезпечує:
• цифрову індикацію значення контрольованого переміщення у десятковій системі числення;
• індикацію знака контрольованого переміщення по відношенню до встановленого початку відліку;
• скидання на нуль, показання на індикаторному табло;
• запровадження довільного значення координати зі знаком «плюс» чи «мінус» та подальший відлік від цього значення;
• індикацію подвоєного значення контрольованого переміщення у режимі «Діаметр»;
• При зміні температури (у робочому інтервалі) на кожні 10К зміщення початку відліку приладу блок індикації Ф5071 не перевищує ±15 мкм;
• збільшення внутрішньокрокової похибки блоку не перевищує 5 мкм;
• збільшення нестабільності (тимчасового відходу) показань блоку не перевищує ±1 мкм;
• Блок нормально функціонує при швидкості зміни фази вимірювального сигналу до 1500 циклів за хвилину;
• Прилад блок індикації Ф5071 допускає тривалу безперервну роботу протягом не менше ніж 16 годин з наступною перервою 1 годину;
• Відлік показань блоку проводиться з індикаторного табло, що складається із символу контрольованої координати, однієї знакової та шести цифрових газорозрядних індикаторних ламп;
• Визначення показання всередині одиниці молодшого розряду здійснюється газорозрядним індикаторним приладом;
• У блоці передбачена можливість зміни пластмасових пластин із символами контрольованих координат X, У, Z;
• Живлення приладу блок індикації Ф5071 здійснюється від автономного блоку живлення типу Ф5075.
• Сумарна потужність, споживана блоком індикації та блоком живлення, не перевищує 65 ВА при номінальній напрузі мережі живлення;
• Габаритні розміри – 490 x 380 x 130 мм;
• Маса – 8кг.

Сельсін БС-155А

Виробник: ЗАВОД ФІОЛЕНТ м. Сімферополь, ТУ: ЛШ0.301.005ТУ

БС-155А сельсин-приймач безконтактний, працює в індикаторному режимі за принципом трансформатора, що обертається. Застосовується отримання на вихідних обмотках напруги, амплітуда і фаза якого визначаються кутовим положенням ротора.

Сельсини БС-155А застосовуються як вимірювачі неузгодження стежать систем. За допомогою сельсинів даного типу можуть бути побудовані системи дистанційних передач індикаторного (ІДП) та трансформаторного (ТДП) типів, внаслідок чого розрізняють індикаторний та трансформаторний режими роботи сельсинів.

Сельсін БС-155А

Технічні характеристики сельсину БС-155А

• Напруга живлення - 100 Вольт;
• Частота мережі живлення - 400 Гц;
• Потужність, не більше - 4 Вт;
• Споживаний струм - 0,15 Ампер
• Маса приладу сельсин БС-155А, не більше - 0,375 кг;

Пристрій цифрової індикації Ф5290

Производителем УЦИ Ф5290 является ООО Росток-прилад лтд, г. Киев преемник ПО "ТочЭлектроПрибор".

Современное УЦИ, которое является более совершенным аналогом блока Ф5071.

УЦИ Ф5290, так же как і Ф5071 предназначен для совместной роботи з датчиком перемещений на базе бесконтактного сельсина БС-155А, но имеет встроенный блок живленняи і собран на базе микропроцессора.

УЦИ Ф5290 имеет дополнительные функции, которые могут облегчить работу з прибором і повысить производительность роботи на станке. Например:

• индикацию отсчета перемещений в диапазоне от минус 9999999 до плюс 9999999 при контроле линейных перемещений
• функция компенсации люфта
• выдачу сигнала для електроавтоматики верстата при достижения "0" счетчика перемещений.
• ввод произвольного значения начального отсчета в любой точке контролируемого переміщення і дальнейший отсчет от етого значения;
• определение і восстановление координаты опорной точки;
• выдачу команд керування при переходе через нулевой отсчет і при нулевом отсчете в пяти старших разрядах цифрового табло;
• вывод результатов измерений на внешние регистрирующие пристроя в післядовательно-параллельном двоично-десятичном коде 8-4-2-1.

Отличием УЦИ Ф5290 от Ф5291 является то, что УЦИ Ф5290 работает з датчиком переміщення типа сельсин, а УЦИ Ф5291 работает з датчиком переміщення типа линейка или угловой датчик переміщення.

Для использрвания в современных УЦИ сельсинного датчика перемещений БС-155А разработан преобразователь А560 (далее – преобразователь).

Преобразователь А560предназначен для преобразования сигналов, поступающих з сельсина БС-155А, в стандартные прямоугольные квадратурные диференціальные сигналы (SIN і COS) в уровнях TTL или HTL (определяется при заказе) для післядующей их обробки в системах числового программного керування (далее – ЧПУ) или пристроях цифровой индикации (далее – УЦИ ).

Пристрій цифровой индикации Ф5290

Пристрій цифровой индикации Ф5290. Дивитись у збільшеному масштабі

Технічні характеристики приборов индикации Ф5290

Пристрій цифровой индикации Ф5290 (в дальнейшем - УЦИ) предназначено для контроля линейных или угловых перемещений по одной оси координат з помощью первичного измерительного преобразователя перемещений - сельсина БС-155А (в дальнейшем - сельсин), индикации положения подвижных механізмов верстата или другой машины, в котором оно применяется, і используется в качестве специализированного вспомогательного комплектующего вироби в составе информационно-измерительных систем, металлообрабатывающих верстатів і других машин при измерении і контроле механических перемещений

Области применения - системы цифровой индикации.

По основному функциональному назначению УЦИ соответствует типу I по ГОСТ 27537.

УЦИ Ф5290 обеспечивает:

• УЦИ обеспечивает автоматическое тестирование основних вузлів при включении сетевого електроживлення
• Дискретность отсчета - 0,01 мм
• УЦИ обеспечивает индикацию отсчета перемещений в диапазоне от минус 9999999 до плюс 9999999 при контроле линейных перемещений, или от 0.00.00 до 359.59.59 при контроле угловых перемещений з индикацией отсчета в градусах, угловых минутах і секундах, или от 0 до 359, или от 0,0 до 359,9, или от 0,00 до 359,99, или от 0,000 до 359,999 при контроле угловых перемещений з индикацией отсчета в градусах, десятых, сотых, тысячных долях градуса.
• УЦИ обеспечивает индикацию отсчета абсолютных угловых перемещений внутри одного оборота ротора сельсина в диапазоне от 0.0 до 359.5, или от 0.00 до 359.59 з индикацией отсчета в градусах, і угловых минутах, или от 0 до 359, или от 0,0 до 359,9, или от 0,00 до 359,99 при контроле абсолютных угловых перемещений внутри одного оборота ротора сельсина з индикацией отсчета в градусах, десятых, і сотых долях градуса.
• УЦИ обеспечивает гашение незначащих нулей в старших разрядах отсчета.
• Коеффициент масштабного преобразования УЦИ, определяющий количество счетных импульсов за один оборот ротора сельсина соответствует числу 100, или 200, или 300, или 400, или 500, или 600, или 800, или 1000, или 1200, или 1500, или 2000 , или 3000, или 4000, или 5000, или 6000, или 7500, или 10000, или 15000, или 20000, или 30000.
• Предел допускаемой систематической составляющей внутришаговой погрешности УЦИ совместно з сельсином в нормальных условиях применения равен 0,001 оборота ротора сельсина.
• УЦИ обеспечивает масштабирование числа импульсов, формируемых сельсином, з значением масштабирующего коеффициента от 0,000001 до 9,999999.
• УЦИ обеспечивает дискретность изменения отсчета переміщення от 1 до 99 единиц младшего разряда.
• УЦИ обеспечивает индикацию запятой, отделяющей ноль, или один, или два, или три, или четыре, или п'ять младших разрядах отсчета перемещений.
• УЦИ обеспечивает ввод произвольного значения начального отсчета в диапазонах по пп.1.2 і 1.3.
• УЦИ обеспечивает переключение направления оси координат.
• УЦИ обеспечивает компенсацию люфта.
• УЦИ обеспечивает ввод, запоминание і контроль числа в качестве значения люфта в диапазонах по п.1.2.
• УЦИ обеспечивает ввод, запоминание і контроль числа в качестве значения координаты опорной точки в диапазонах по п.1.2.
• УЦИ обеспечивает автозапись значения координаты опорной точки по сигналу от сельсина з блокировкой, или без блокировки зоны опорной точки от зовнішнього переключателя.
• УЦИ обеспечивает восстановление значения координаты опорной точки по сигналу от сельсина з блокировкой, или без блокировки зоны опорной точки от зовнішнього переключателя.
• УЦИ обеспечивает формирование і индикацию выдачу команд керування при позиционировании в заданную точку (в дальнейшем - позиционирование): двух команд направления переміщення, двух команд снижения скорости переміщення, одной команды останова.
• УЦИ обеспечивает индикацию рекомендованного направления руху при позиционировании в заданную точку.
• УЦИ обеспечивает ввод, запоминание і контроль значений уставок двух команд снижения скорости переміщення і одной команды останова по п.1.17 в диапазонах значений отсчетов перемещений по п.1.2 і их выдачу при подходе к точке позиционирования.
• УЦИ обеспечивает блокировку выдачи команд керування по п.1.17 при поступлении внешней команды.
• УЦИ обеспечивает выполнение позиционирования по п.1.17 путем ввода і запоминания значения координаты точки позиционирования з возможностью її однократной отработки.
• УЦИ обеспечивает обмен з внешними пристроями по интерфейсу RS232C (УЦИ з функцией обмена по интерфейсу поставляются по отдельному заказу).
• УЦИ обеспечивает выдачу релейной команды керування длительностью не менее 0,1 сек. при нулевом отсчете в пяти старших разрядах цифрового табло.
• УЦИ обеспечивает индикацию запятой во втором, третьем или четвертом младших разрядахцифрового табло.
• УЦИ устойчиво работает при прерывании електропитающего напряжения на время до 10 ms, если интервал между двумя прерываниями електропитающего напряжения не менее 1 с.
• Мощность, потребляемая УЦИ от електропитающей сети, не превышает 8 Вт.
• По стойкости к воздействию механических внешних воздействующих факторов УЦИ соответствует группе механического исполнения М8 по ГОСТ 17516.1.
• Степень защиты УЦИ от попадания внутрь твердых посторонних тел і воды соответствует IP43 по ГОСТ 14254.
• По устойчивости к климатическим воздействиям УЦИ соответствуют исполнению УХЛ категории 4 по ГОСТ 15150.
• Габаритные розміри УЦИ, не преышают 325 х 315 х 95 мм
• Масса УЦИ, не превышает 3,5 кг
• УЦИ обеспечивает индикацию текущего отсчета переміщення при вращении ротора сельсина от 0 до 1200 об/мин
• Время установления робочого режима УЦИ в рабочих условиях применения не превышает 5 мин.
• При выдаче команд по п.1.17 УЦИ обеспечивает коммутацию внешних електрических ланцюгів постоянного тока от 1 до 1000 мА при напряжении зовнішнього источника електроживлення от 5 до 30 В.
• Ток коммутации по каждому из входов керування УЦИ по пп. 1.16, 1.20 не превышает 10 мА при напряжении внутреннего источника електроживлення (12 ± 2) В.
• Электропитание УЦИ осуществляется от сети переменного тока напряжением от 85 до 242 В і частотой от 49 до 61 Гц.
• Нормы качества електрической енергии при електропитании УЦИ - по ГОСТ 13109.
• УЦИ обеспечивает непрерывную работу в течение не менее 16 ч з післядующим перерывом не менее 1 ч.
• Среднее время восстановления УЦИ в рабочих условиях применения не превышает 4 ч.
• Средний срок службы УЦИ в рабочих условиях применения до предельного состояния - не менее 14 лет.
• Предельным считается состояние, при котором суммарные затраты на ремонт превысят 60 % стоимости УЦИ.

Дискретность цифрового отсчета соответствует значению, определяемому по формуле:

d = Nn/(100*N)

где d - значение дискретности, mm или градусы;

N - коеффициент масштабного преобразования отсчета, устанавливаемый на УЦИ і выбираемый из ряда 2, 3, 4, 5, 6, 8, 10, 12, 20. 40.

Nn - численное значение шага измерительного преобразователя (ИП), соответствующее перемещению в миллиметрах на один оборот ротора сельсина - для УЦИ Ф5290;

Пристрій цифровой индикации ЛИР-511

Производилель: СКБ ИС г. Санкт-Петербург.

ЛИР-511 Одноосевое полноразмерное пристрій цифровой индикации для роботи з угловыми і линейными инкрементными преобразователями переміщення (инкрементными енкодерами), имеющими напряжение живлення +5 В і выходные сигналы RS422 ПИ TTL.

В сравнении з ЛИР-510, имеет функциональную цифровую клавиатуру для преднабора, режим измерения радиус/диаметр, возможность компенсации люфта і систематической погрешности.

Пристрій цифровой индикации ЛИР-511

Выпускается в металлическом корпусе з высокопрочным порошковым покрытием. По типу корпуса различают два исполнения - приборное і панельное. Приборное виконання имеет в основании корпуса ножки з резьбовыми отверстиями, что позволяет использовать УЦИ как настільний прибор или закреплять его на кронштейне. Панельный варіант исполнения корпуса предназначен для встраивания УЦИ в технологические стойки, шиты, пульты керування і т.д. і его крепления при помощи отверстий в лицевой панелі.

На передньої панелі УЦИ ЛИР-511 расположено высококонтрастное индикационное светодиодное табло зеленого свечения з высотой цифр 13 мм (7 десятичных разрядов і знак), кнопки задания режимов измерения і цифровая клавиатура.

Дискретность входного сигнала енкодера, знак, формат индицирования і степень огрубления настраиваются для каждой оси з помощью кнопки "ПАРАМ", расположенной на задньої панелі прибора.

УЦИ предполагает возможность роботи в трех системах отсчета. Относительная система отсчета позволяет производить измерения от произвольно выбранной начальной позиции, которая определяется нажатием кнопки обнуления на передньої панелі в любом месте контролируемого переміщення і може определять систему координат измеряемой (обрабатываемой) детали. Абсолютная система отсчета определяет систему координат верстата или измерительной системы і связана з положением референтной метки енкодера. Для переключения между относительной і абсолютной системами отсчета предусмотрена кнопка на передньої панелі. Также существует і оперативная система отсчета, которая дает возможность производить промежуточные измерения без потери результата в абсолютной і относительной системе, для переключения на которую имеется кнопка на передньої панелі УЦИ.

На задньої панелі ЛИР-511 расположены разъем вилка РС10ТВ для подключения енкодера, вход для подключения питающей сети (сетевой кабель длиной 1,8 метра з евровилкой входит в комплект поставки), клавишный выключатель, клемма заземления, держатель предохранителя 2А. При заказе додаткових опций "порт RS232" і "приемник зовнішнього сигнала" устанавливаются разъемы D-sub вилка DB9 і вилка РС7ТВ.

Список литературы

1. Верстати токарно-винторезные з пристрійм цифровой индикации 16к20ф1, 16к20пф1, 16к25ф1. Руководство по експлуатации 16к20ф1.000.000 РЭ, 1979
2. Токарно-винторезные верстати 16к20, 16к20п, 16к20г, 16к25. Руководство по експлуатации 16К20.000.000, 1979
3. Ремонт токарно-гвинторізного верстата 16к20. часть 1, часть 2, часть 3, Тула, 1988
4. Блок индикации Ф5071. Техническое опис і инструкция по експлуатации
5. Блок живлення Ф5075. Техническое опис і инструкция по експлуатации
6. Пристрій цифровой индикации Ф5290. Инструкция по експлуатации 3ПД.670.055 ИЭ


7. Ачеркан Н.С. Металлорежущие верстати, Том 1, 1965
8. Батов В.П. Токарные верстати., 1978
9. Белецкий Д.Г. Справочник токаря-универсала, 1987
10. Денежный П.М., Стискин Г.М., Тхор И.Е. Токарное дело, 1972. (1к62)
11. Грошовий П.М., Стіскін Г.М., Тхор І.Є. Токарна справа, 1979. (16к20)
12. Модзелевський А. А., Мущинкін ​​А.А., Кедров С. С., Соболь А. М., Завгородній Ю. П., Токарні верстати, 1973
13. Пікус М.Ю. Довідник слюсаря з ремонту верстатів, 1987
14. Схіртладзе А.Г., Новіков В.Ю. Технологічне обладнання машинобудівних виробництв, 1980
15. Тепінкічієв В.К. Металорізальні верстати, 1973
16. Чернов Н.М. Металорізальні верстати, 1988