IT8149189A1 - Sistema elettronico di misurazione dimensionale per macchine utensili a controllo numerico - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

a corredo-di-una-domanda-di brevetto per invenzione* -avente-per?titolo:

sistema-elattronico-di-misurazione dimensionale par macchina utensili -a controllo numerico

RIASSUNTO

descritto un sistema di misurazione.dimensionale in-procedimento con accoppiamento ottico -da impiegare con macchine utensili a controllo nu- . -merico, in cui una unit? di misurazione dimensionale con alimentazione a batteria ? racc?iusa in un allog-'giamento atto ad essere mantenuto in una selezione . jcontrollata con programma a controllo numerico automatico dal magazzino degli utensili a controllo numerico. L?unit?-di-misurazione dimenaonale pu? essere collocata in un dispositivo di macchina utensile, jper esempio un mandrino, il.cui movimento viene diretto dal programma a controllo numerico per colloca? ;re un trasduttore di misurazione dell'unit? di misurazione in contatto con un pezzo in lavorazione per -^eseguire una misurazione dimensionale-. L'unit? di.miisurazione converte il segnala elettrico,del trasduttore in un segnale a modulazione di frequenza ottico Xnfrarosso per la Irasmissione senza fili ad una unit? ricevitrice collegata ad una unit? di controllo -"basata su microcalcolatore,_ _ _ . ?? . .

DESCRIZIONE

Campo dellinvenzione . . .

... La presente invenzione si riferisce in generale ai sistemi elettronici di misuraziune. Pi? spe-.cificamente l'invenzione concerne un apparecchio di_ ..misurazione dimensionale in procedimento da usare, con macchine utensili a controllo numerico con trasmissione senza fili.o telemetria dei dati di misura-..zione ad una unit? ricevitrice controllata dal cal- .. -colatore,... .-. .._ _ . _ _ - _ _ - Descrizione della tecnica.precedente _ _

? }r- Allo scopo,di eseguire,una misurazione.di-? : ' ? mensiohale in procedimento dei pazzi,in lavorazione ..

ch-e.vengono lavorati-amacchina per mezzo di unamacchina utensile a controllo numerico (NC), ? necessario impiegare qualche tipo di -trasmissione .senza, fili di informazioni di misura zione da una unit? di . misurazione .ad una unit? ricevente. Questa necessit? ? dovuta al fatto che l'unit? di misurazione deve.essere-convertita per essere,mantenuta,nel .magazzino_ degli utensili della macchina a .controllo numerico... fanalogamente, agli .utensili-di-taglio veri .e.propri

\

?

- in esso contenut-i. Inoltre, una tale unit?,di misu-- razione deve essere suscettibile di selezione auto-..

-matica-per mezzo del programma di.cambiamento .degli . utensili a controllo numerico. .Quindi, un accoppia-.

mento realizzato strutturalmente fra l'uscita dell'unit? di misurazione ed una unit? di-ricezione e di presentazione, ovviamente non ? possibile. _

- - - Una soluzione della tecnica precedente per la misurazione in procedimento sul.centro di lavorazione di una macchina a controllo numerico ?.descritta nel brevetto statunitense 4.-118.871-Kirkham, in cui un segnale a radio frequenza viene sostanzialmente attenuato dal contatto della sonda di misura-.. zione con un pezzo in lavorazione e le sipsrfici di ri-^ferimento per--indicare.indirettamente.la.posizione* !

del mandrino della macchina utensile a controllo nu-I : ? :merico?-Questo-procedimento-indiretto si.basa sulla ,.

precisione del movimento della macchina utensila a.; controllo numerico e non viene impiegata alcuna te- . letrasmissione diretta?dei dati di misura da un trasduttora di misurazione. Inoltre, il;segnale a radioi

frequenza impiegato ? suscettibile di interferenza jelettromagnetica e deve essere usato ad una distanza I ! di-trasmissione relativamente breve fra la testa di I

.misurazione ed..un organo ricevitore'._ ..._ ].

- Un'altra soluzione della tecnica preceden-. . te, quella della trasmissione per telemetria dei da- ~ -ti dinisurazione del trasduttore di misurazione effettivo attraverso un segnale a radiofrequenza applica--to per mezzo di una antenna, ? esposta nei brevetti -statunitensi 3?570.243 - Fougere ed al. e 4.130.941---- Amsbury. Il summenzionato problema dell*interferenza non viene risolto da questa soluzione. -- -. . SOMMARIO DELLA INVENZIONE . . . - - .. -In conformit? con la presente invenzione, . un sistema di misurazione dimensionale in-procedimento -per-una macchina utensile a controllo numerico. comprende -una unit? di misurazione con alimentazio- . ne a batteria, una -testina -ricevitrice, una unit? ? ricevitrice principale-ed-una-unit?-di-controllo .

di elaborazione a di presentazione. L'unit? di misurazione-? -racchiusa in -un-alloggiamento-simile alla^-.._ forma dei -supporti degli utensili veri e propri del-.. la macchina a controllo numerico ed ? contenuta, quan-.. do non viene usata nel magazzino degli utensili del- . la macchina a -controllo numerico. Quando..viene scel- . ta per una operazione di misurazione, l'unit? di mi-.. sanazione--converte un-segnale elettrico di un .irasdutrr_ tore di misurazione -in un-segnale..ottico modulato in ?frequenza -(-FM)-nella gamma-infrarossa per.la tra-.

. ;

x

_ smissione senza,fili,ad una..testina .ricevente. La te? _ stina-ricevente filtra il .segnale.,ottico,..converte,il . segnale.ottico in.segnale elettrico,ricevuto..ed ap--plica il segnale elettrico_ricevuto_.all?unit? rieevente -principale. L?unit? ricevitrice principale con-- verte il segnale elettriG-o -ricevuto modulato in frequenza in un segnale .digitale per la elaborazione..

con una unit? di elaborazione e di presentazione di . controllo basata su un microcalcolatore la .quale, a

sua volta, converte il segnale digitale in segnali

di controllo idonei al pilotaggio di.una presenta?

_ zione visualmente percettibile dei dati di.misura? .zione, .. -

_.._ DIS2GNI

_ ..Gli.scopi,e.le .caratteristiche..dell^inven-zione appariremo evidenti da una lettura di una deiscrizione .dettagliata.di una.preferita.forma di realizzazione, presa insieme ai.disegni allegati, in_

..cui: . - - _._ _ _

la figura-1 rappresenta un sistema di.misurazione generale configurato intorno ad.una macchina utensile a controllo numerico in conformit? con i -principi-della presente invenzione;_ ._

j

,. _ __ la.figura 2 rappresenta,la .combinazione _ ..

e . .

4di uno_.schema funzionaia__a_blpcchi circu?tale di _ ? _ __ una unit? di misurazione idonea all'impiego con il -sistema dell'invenzione;.

- - la figura 3 rappresenta la combina.zione di -uno schema a blocchi funzionale e di uno schema circuitale di una testina ricevitrice idonea all'uso -con la presente invenzione;

la figura 4 rappresenta uno schema combina? -to come schema a blocchi funzionale e come schema ci3>-cuitale di una unit? ricevitrice principale configura? -ta in confor?it? con i principi dell'invenzione; e . -la figura 5 rappresenta uno schema a blocchi funzionare di una unit? di controllo di elaborazio?

conveniente per l'uso in conformit? con i principi- -ideila presente invenzione'.

DESCRIZIONE DETTAGLIATA

Configurasione generale del sistema- figura--1--- -- Con -riferimento alla figura 1, un centro di lavorazione a macchina 100 a-controllo numerico ? ? rappresentato con una unit? di misurazione o di. -calibra tura 20 con azionamento a batteria contenutaper lo spostamento a controllo numerico in una-base -di-montaggio-a -mandrino 1-10-o-simili. L'unit?-di-mi- -surazione-norm?lmente viene -trattenuta nel magazzino-della-macchina -utensile-(non-rappresentato) quando-non viene usata per la misurazione delle varie dimen-? sioni di un pezzo-in-lavorazione 120?.-? -. . ...

odati- di misurai generati -da un trasdut-?toro nell'unit? di misurazione 200 vengono trasmessi senza fili attraverso una disposizione ordinata -215 di diodi emettitori di luce sotto forma di se- . gnali ottici nella gamma infrarossa modulati in frequenza (FT*l) 104?-ad una testina ricevitrice 300 in cui il segnale ottico viene convertito in un segnale elettrico amplificato per la trasmissione attraverso il percorso 105 all'unit? ricevitrice princi--pale 400. L'unit? ricevitrice principale 400-converte il segnale elettrico amplificato in un segnale _ 1digitale per la trasmissione all'unit? di controllo. ?500 di elaborazione e di presentazione?. L'unit? di :controllo 500 pu? essere facoltativamente collegata iin un modo-di-controllo a retroazione_0-adattativo. attraverso il conduttore comune 10% Inoltre, le facoltative testine ricevitrici 300A e 300B possono essere fornite nei casi in cui si desideri una raisurazione su una pluralit? di assi. Ciascun asse tra-. smetterebbe i dati di misurazione in una banda di

[-frequenze ottiche assegnata,singolarmente?; Una ul-__ teriore caratteristica facoltativa illustrata nel- .. la figura?1-?-quella di un_terminale .intelligente ? a-distanza 60 collegato all'unit? di controllo per mezzo del collegamento 106 che, per esempio, potrebbe - comprendere una normale-attrezzatura di-trasmissio? -ne di dati-RS 232.

-. Nella figura 1 ? anche rappresentata la

-unit? di controllo numerico 700 della macchina utensile 100 collegata alla macchina attraverso il conduttore comune di controllo 102. . .

. - Unit? di misurazione - figura 2 -L'apparecchio contenuto nell'alloggiamento 200 dell'unit? di misurazione ? rappresentato pi? . dettagliatamente nella figura 2. L'energia di ali? mentazione per l'unit? di misurazione 200 viene fornita dalla batteria in corrente continua 216 attravea -so uno o pi?-interruttori a mercurio -217 ai.punti di-- distribuzione per lo stesso potenziale di batteria

--.T(V1) a-per-due ulteriori livelli-di potenziale, V2 e -V2 attraverso un qonvertitore della corrente con- -tinua a corrente continua 20r. Il convertitore 201 pu? per esempio comprendere un circuito integrato modello PM 562 disponibile in commercio dalla Power Products Corpr; Lo spinotto 218 ? posizionato in modo da fornire una sorgente di corrente esterna di carica alla batteria 216 attraverso il resistere-21% Gli..... . -interruttori a mercurio 217 vengono chiusi in rispo-,-sta ad un predeterminato orientamento fisico dell'asse dell'alloggiamento dell'unit? di misurazione, per impedire un non necessario assorbimento dalla batteria quando l'unit? di misurazione poggia in una posizione non utilizzata libera nel magazzina d8lla macchina utensile a controllo numerico

LJ elemento trasduttore impiegato nella preferita foima di realizzazione, ? un trasformatore differenziale variabile lineare ?,LVDT) 202 avente un pezzo o espansione polare 203 mobile per mezzo dei punti di contatto di misurazione del trasduttore ed un aw ol gimento di trasformatore a presa di uscita centrale-204. Un trasduttore di tipo LVDT che verrebbe impiegato ? quello descritto nella domanda di brevetto-sta--tunitense-pendente in via-di-concessione-No??di serie 75573s depositata il 14 Settembre 1979 e ceduta alla? stessa-cessionaria della-presente -invenzione^ Un-se-- -guaie di eccitazione per il -trasduttore -202 viene ap- -- plicato da una unit? di-demodulazione 208 attraverso -il resistore 221 ed il? trasformatore di isolamento

205 consistente dell'avvolgimento primario 206 e del-. l'avvolgimento secondario 207* H condensatore 220

viene-collegato attraverso -l 'avvolgimento secondario 20?*?-Il-segnaie di uscita del -trasduttore viene applicato agli-spinotti 3f5 e-4?6 dell-'unit? -demodulatri

~ be?a circuito integrato 208-che, per esempio, potreb--be essere scelta come .un -modello-GH/I-108, disponibile in commercio dalla Schaevitz Engineering di-Camden, -New.-Jersey.- - - - -. . Il demodulatore 208 converte il segnale di ingresso al tra sduttore in corrente alternata in un potenziale in corrente continua proporzionato .nel suo piedino terminale di uscita 12 che viene collegato attraverso il potenziometro -222 al piedino.. -.terminale 1 del circuito integrato convertitore da tensione a frequenza 210?. Il resistore 223 collega il pedino terminale di ingresso 1 del convertitote 210 ad un circuito integrato di riferimento di ten- , sione di precisione 2?9. Il resistore 222 fornisce -Una regolazione di intervallo-dei .segnale, mentre il --resistore 223 fornisca una regolazione del livello .. -di zero.-Esempi disponibili in commercio del circu?ti integra ti 209 e 210, rispettivamente sono, il-. modello AD 581 da Analog Devices ed il modello.VBC 32 da Burr-Brown. .

Il piedino terminale di uscita 7 del convertitore da tensione a frequenza 210 applica un treno . =di segnali ad impulsi aventi una frequenza porporzio--. -naie al livello di uscita del.demodulatore 208 al.piedino terminale..di-ingresso.-3-del circuito..inregrato di divisione per due 21b. Il resistor? di pull-up _ 225 collega anche l 'uscita del convertitore 210 al . potenziale di batteria V1. Il partitore 211 potrebbe per esempio comprendere un circuito integrato,di . tipo MC14013 disponibile in commercio dalla Motorola. L'uscita del partitore 211 viene collegata attraverso il potenziometro 226 di regolazione della deviazione della modulazione di frequenza ad un filtro di frequenza 212 costituito dai resistor! 227 e 230y dal condensatore 231 e dagli induttori 228.e 229;? Il fil-^ -tro di frequenza 212 viene usato per restringere le ? -bande laterali dim risultante segnale,elettrico a <? raodulazione di frequenza che verr? descritto^in segus^

-to.-L 'uscita del.,filtro 212..viene.collagata. en attraverso una rete di accoppiameifco.comprendente.il resistor? -232 ed condensatori ..233,e_234.al_piedino_ terminale di ingresso 2 del .circuito,integrato .213.che ? un -oscillatore controllato,dalla tensi.oneJLn questo caso usato come oscillatore a frequenza portante modulata. H circuito integrato.213 potreb?e_per_esempio.. essere costituito dal tipo.XR567 disponibile_in.com--mercio dalla SXARv.'.Usando il_segnale._di_frequenza .sul_ -terminale 2 come ingresso di modulazione,1 'oscillato-,. -re-213-fornisce un segnale.elettric.Q..modulatp_intor- _ ad una frequenza portante centrale sul suo piedino terminale di uscita 5? La frequenza -portante -viene regolata attraverso il potenziometro 235 collegato fra i-piedini-terminali 5 e 6 -dell?oscillatore -213.

? . . Il segnale elettrico a modulazione di frequenza viene convertito in un segnale?infrarosso ottico a modulazione di frequenza per mezzo della di- --sposizione ordinata 215 di diodi emettitori di luce --(LED) comprendente-i diodi emettitori di luce 215A, B, ... N. Il segnale elettrico a modulazione di fre- -quenza viene applicato attraverso il-resistere 236 ad un elettrodo -di porta o di controllo (gate) di una --? transistore ad effetto di campo MOSFET 214 il quale -? controlla la conduzione di-corrente generatilee di --luce attraverso la disposizione ordinata dei diodi ?emettitori di l?ce in conformit? con la-frequenzadel segnale elettrico che viene convertito. L?eiet-. trodo di porta del transistore ad effetto di campo. MOSFET 214 viene anche collegato a massa attraverso il segmento collettore-emettitore del transistore limitatore di corrente 24?? Il transistore 241 fonnisce una sorgente di corrente di conduzione .costante per la disposizione ordinata 215 insieme con -il .: ? transistore-ad-effetto di campo MOSFET-214? L*eiet-..-.

ia disposizione ordinata di diodi emettitori di luce -215 mentre-l?elettrodo di sorgeste 238.viene collegato attraverso il resistore di carico-237 a massa, l?elettrodo di base del transistore 241 viene collegato all?elettrodo di sorgente del transistore ad effetto di -campo MOSFST 214. La disposizione ordinata 15cei diodi emettitori di luce pu? essere vantaggiosamente eol-- locata in una configurazione a 36?0,intorno alla periferia dell?alloggiamento dell?unit? di misurazione per rendere possibile il collocamento di una te- .. stina ricevitrice in una qualsiasi direzione nella-? linea -di vista-dell?unit?-di misurazione:.

Testina-ricevitrice -- Figura 3_ __ -L?apparecchio della testina,ricevitrice.300 - verr? esposto-pi?-dettagliatamente nella figura 3? -- 1 -segnali luminosi-infrarossi modulati in frequenza __ -emanati dalla disposizione ordinata di diodi emettitori di luce nell?unit? di misurazione vengono otti-, camente filtrati per mezzo della lastra di.filtro infrarosso 3?1. I segnali otticamente filtrati vengono quindi diretti-in modo da incidere su un fotodiodo -3?2 che,-per-esempio,potrebbe -comprendere .un diodo_ r -PIN disponibile in-commarcio ??.-\?34

e

- i- -Un circuito di accumulo,costituito,dalla _ . combinazione in parallelo di un induttore variabile.

306 e di un condensatore 307 viene sintonizzato sulla frequenza centrale del segnale a modulazione di fre--quenza ricevuto per fornire una immunit? dal.rumore -a bassa frequenza nella testina ricevitrice. Il circuito di accumulo ? collegato fra il potenziale di __ massa ed il terminale catodico del fotodiodo 302? Il _ diodo 302 converte il segnale ottico incidente in un_ . . segnale elettrico applicato ad un amplificatore ad ..

ingresso accordato comprendente il transistore ad . effetto di campo 303, il transistore 304 e gli associati elementi passivi costituiti -dai .resistor! 309, -. ? 310, 320, 312 e 313 e dai condensatori 308, 319 e_

311.-L'elettrodo-anodico del -diodo^302 viene_

. collegato ad un primo terminale del resistore 309 ed . -a-potenziale di massa attraverso il -condensatore 308;?_ L'elettrodo catodico del diodo 302 viene ulterior-- mente collegato ad un elettrodo di porta 0.di..con- . . trollo del transistore ad.effetto di campo 303. Lo amplificatore ad ingresso accordato viene,collegato. . . ad una sorgente di potenziale V3 nella giunzione dei .

reisstori-309,-310 -e 313?-II.condensatore .di filtro_ -316 viene -inserito-fra la sorgente_.di_+V3 ed .il_po- _ stanziale di-massa.

quenza .amplificato viene applicato dall?uscita del-, l'amplificatore accordato ad un ..circuito di pilo-.taggio di linea collegato ad.inseguimento in emettitore, comprendente il transistore 305,.il resi3tore 314 ed il.condensatore di accoppiamento di uscita... -315. L'uscita dell'amplificatore sull'elettrodo collettore del transistore 304 viene.collegata ad un. elettrodo di base.del transistore di pilotaggio di . linea 305. L'elettrodo collettore del transistore 305 viene collegato alla sorgente V3* mentre l'?bat-.trodo emettitore del transistore 305 viene collega-.. to attraverso il resistore di carico 314.a potenzia-.le di massa.ed.alla linea di uscita 318 della,testir .na ricevitrice,attraverso_il condensatore di accoppiamento 315?.

?_ .Unit? ricevitrice principale..-_figura 4_ _.Il segnale elettrico a modulazione di frequenza portato dal conduttore 318 viene applicato a una unit? ricevitrice principale, rappresentata pi? dettagliatamente nella figura 4? Il conduttore 318 . viene collegato attraverso il condensatore 432 al piedino .terminale di ingresso.12 dell'amplificatore.? limitatore 401 il quale, per esempio, potrebbe essee costituito-dal circuito integrato di_tipo UA757_ u_ disponibile in commercio dalla Fairchild Semiconductor. L'amplificatore 401 opera per ridurre al minimo il rumore di ampiezza nel segnale a modulazione di frequenza in arrivo. -. L'uscita dell'amplificatore 401 sul piedino terminale 7? viene collegata attraverso il con- -densatore 413, al piedino terminale di.ingresso.1_ del rivelatore 402 di modulazione di frequenza,.il -quale per esempio potrebbe comprendere il circuito . integrato di tipo ,LM3075 disponibile in commercio _ dalla National Semiconductor. Un circuito di accumu- . lo costituito dalla combinazione in parallelo-dell.'induttore variabile 414 e del condensatore 415 vienesintonizzato sulla frequenza centrale-del.segnale - 1 a-modulazione di frequenza e?viene .collegato -fra_i _ piedini terminali 3 e 10 del rivelatore 402. Il ri-. -velatore di-modulazione-di-frequenza 402 ?.fondamentalmente un-convertitore da frequenza a -tensione_ Qkg opera per-presentare un potenziale,sostanzialmen? te di zero volt sul suo piedino terminale di uscita . 12 ogni volta che la frequenza,del segnale di ingres-_ so risulta uguale alla frequenza centrale della.gam- . . -ma delle-frequenze.-di modulazione in _frequenza._impie-_ -gata.--L'uscita- del-rivelatore-402-viene colle-gi?uci aliuravarsu 11 conaansa,ture 410 a massa ed atrcra? verso il condensatore 417 ad un filtro passa basso_? a quattro poli convenzionalmente progettato 403 il -quale elimina il segnale di portante a frequenza superiore dalle componenti di modulazione in frequenza per presentare nella sua uscita un segnale elettrico avente una frequenza sostanzialmente identica a quella del segnale che si trova.sullfuscita del .circuito, partitore 211-dell 'unit? di misurazione.(figura 2)i? . Il segnale di uscita elettrico analogico. dal filtro passa basso 4?3 viene applicato ad un amplificatore operazionale 404 attraverso il resistore -418. Il resistore 418 viene collegato,ad un ingresso invertente dell*amplificatore 404. II..resistore..419 -viene collegato fra il potenziale .di massa e 1 '.in-Egresso non invertente dell'amplificatore 404?. Lo... .ingresso non invertente viene.ulteri?rmente collegato attraverso il resistore 42? ad una uscita dell'amplificatore 414? L'amplificatore 404 potrebbe,per esempio comprendere un.amplificatore operazionale di tipo TLO84C disponibile in commercio dalla .Texas.. -Instruments*

- II-segnale,analogico ..amplificato.e limita- ._ -tonell 'uscita dell'amplificatore 404 viene collega^ -i-to-.all'uscita 402 dell{unit?..ricevente_principale w attraverso il rasistor? 421 e l 'amplificatore invertente formatore di impulsi 405 il quale potrebbe per esempio essere scelto come-il-modello 4584 Schmidt circuito di scatto disponibile in commercio dalla -- -Motorola. Quindi, un segnale-digitale comprendente un treno di impulsi avente una frequenza di ripeti? -ziane degli impulsi corrispondente al segnale deidati di misurazione del trasduttore dell 'uhit? di misurazione originaria, ? fornito sull?uscita dell'unit? ricevitrice principale per la applicazione ad una unfeit? di controllo di elaborazione e di presenfazione che verr? discussa in-un paragrafo successivo della descrizione'.

- Continuando il riferimento alla fig-ura 4? l'uscita del rivelatore di modulazione in frequenza 402 viene ulteriormente collegata attraverso il condensatore-417 ad un -circuito di rivelazione del rumo- -re ed indicazione della qualit? del segnale generalmente comprendente un amplificatore di segnale di rumore combinato con filtro centrato intorno agli amplificatori operazionali 406 e 4?7? un circuito rivelatore di picco costituito dai diodi 433 e 434? un comparatore che utilizza l'amplificatore operaziona^---le 408, un diuodo emettitore di luce 411 indicatore di-presenza-di portante ed un amplificatore 409-for-- matore di segnale di uscita. - -Gli amplificatori 406 e 407 e gli associati componenti passivi costituiti dai resistori 423? -426, 427? 428 e 431 e dai condensatori 424? 425? -429, -430 e 432 formano essenzialmente un filtro passa alto a doppia sezione (4 poli) sintonizzato su una fre$* quenza di taglio inferiore molto superiore alla frequenza dei segnali di misurazione demodulati validi che appaiono nell'uscita del demodulatore di modulazione di frequenta 402. L'uscita di filtro nell'uscita dell'amplificatore 407 sar? sostanzialmente zero -fintanto che viene ricevuto un segnale a modulazio- .. ne di frequenza di elevata qualit? relativamente privo di rumore'. Il valore di-picco del segnale-indica? ??? di rumore nell 'uscita -dell 'amplificatore-407-viene rivelato dai diodi 433 a 43'4 ad appare ?ttra- -verso-il-condensatore 43S-il-quale viene-collegato--fra il tenninale catodico del diodo 434 ed il poten-. ziale di massa. Questo valore di picco viene confrontato con potenziale di1riferimento proporzionale a V3 che viene applicato attraverso il potenziometro --435 ad un ingresso invertente dell'amplificatore compastore 408?- -Un potenziale di polarit? negativa rlelL'u-_ Tscita-deli 'amplificatore 408 indica -1ap portante_pre- .

'sente" ovvero -la buona qualit? -del segnale',, Il segna---le di polarit? negativa quindi provocher? il flusso - ?di-una corrente generatrice di luce attraverso il --. diodo emettitore di luce 411 il -cui terminale cato--- dico viene collegato al comparatore di uscita 408 ----attraverso il rasistora 436 ed il cui terminale ano- -dico viene collegato a potenziale di massa'. Un segnale indicatore di-qualit? viene applicato alla-uscita 438 dell'unit? ricevente attraverso il resistere 437 ed il circuito di scatto Schmidt 4?9 per la trasmissione all'unit? di elaborazione e di controllo della figura 5*? --Unit? di controllo di elaborazione e presentazione --figurai -- L'unit? di controllo di-elaborazione e pre-- sentazione ? una unit? basata su un mieroelaboratore -?-il-quale -rieeve :un segnale-digitale ed il-segnale l? -indicatore di qualit? dall'unit? ricevitrice prin- ; cipale e, fintanto che ? presenta il segnale,indi- ? catore di qualit? converte il segnale digitale sotto ?controllo programmato dal microelaboratore in segnali di controllo idonei per l'impiego nel pilotaggio.

7 di una unit? di presentazione visualmente percetti-??-b-ile per i dati di misurazione trasmessi dall'unit? -di misurazione.-L'unit?-di-controllo -inoltre ha-la-t? capacit? di elaborare il segnale digitale ricevuto- . -e convertito -in modo da trasferire i desiderati dati di-controllo/inforinazione nuovamente all*unit? di controllo della macchina -a -controllo numerico attraverso il conduttore comune facoltativo 101 rappresentato, -nella -figura 1-,

. Una conversione di segnali-digitali viene eseguita insieme con il funzionamento di un circuito di conteggio e di temporizzazione programmabile collegato al microelaboratore e consiste nel contare il numero de&Li impulsi del segnale digitale che si verificano in un predeterminato periodo di tempo:. Se, durante una conversione, un segnale digitale presenta la presenza di -rumore, il-segnale indicatore di .' -qualit?- cambier? di polarit? informando il mieroelaboratore che la -presentazione dovrebbe essere spen-

? Una ulteriore caratteristica del microelaboratore ? la capacit? di fornire una funzione di-?-;, auto-azzeramento in cui, una volta attivata, il suecessivo valore del segnale digitale convertito verr? sottratto per mezzo del programma dalle successive -conversioni del -segnale1. Se la funzione di azzera-..L.-mento automatico viene inserita quando.la sonda sulla -sanit?-di-misurazione ?-deflessa in misura.maggiore di una data percentuale del fondo scala, l'elaboratore -pu? fare in modo che l'unit? di presentazione emetta dei lampi di luce per indicare perci? una condizione di "fuori di portata"'.

limiti dei puntii stabiliti di funzionamen to simmetrici doppi sono disponibili sulla unit? di presentazione sotto forma di interruttori a manopola aventi uscite collegate per la ricezione dal microelaboratore. -- Con riferimento alla figura 5, gli elementi principali dell'unit? -di controllo di elaborazione..

e di presentazione 500 comprendono il microcalcolatore 501, il temporizzatore programmabile. 502-1 'adattatore di interfacciamento periferico .503.il-converti- . tore in multipiex e-1.'unit?-di-memorizzazione_temporanea o di latch 504, l'unit? di presentazione e di.

.controllo di-presentazione?505-e_1'unit? di-ingres-. so ad interruttore aomanopola-506;. Il microcalcolatd--_ re- 501 potrebbe-per esempio-comprendere,un microcal-_ colatore Motorola I,106802 ed un associato dispositi-, vo di memoria a sola lettura SPROM di.t-ipo MCM27-16;?_ _ Il temporizzatore programmabile .502.potrebbe per . . -esempio -comprendere--1 unit?-di-temporizzazione ..pro-r-_ grav abile-Motorola-MC684O.-H ~PIA5O3.per esempio ?_ -costituito- da-una-o-pi?-unit?-MC68 21?anche -disponi-_ ----Un conduttore comune di selezione di .indi--rizzamento e di chip 507 collega il microcalcolatore 501 al temporizzatore programmabile e contatore 502 -ed all'adattatore di interfacciamento-periferico -(PIA) 503. Il conduttore comune bidirezionale di dati e di controllo misto 508 -similmente intercollega -il contatore programmabile e temporizzatore 502, il microcalcolatore 501 e l'adattatore PIA 503. Gli ingressi dell'interruttore a manopola in 506 sono col--legati attraverso il conduttore comune 511, attraver--so il convertitore in muEtiplex 5?4, quindi attravers -so il conduttore comune -5?9 all'adattatore PIA 5?3 . ^per la successiva lettura -dal microcalcolatore 5Q1 -utilizzando il-conduttore comune di-indirizzi 507 . ed il--conduttore comune di-dati .50S. In maniera ana4 ioga, i segnali di controllo vengono fatti passare fra 1 Adattatore PIA 503 e l'unit? di presentazione 5?5 attraverso il conduttore comune 510. ...

L'unit? di temporizzazione programmabile e di conteggio 502 comprende un ,primo contatore con . ingresso in serie collegato per la ricezione del segnale digitale portato dal conduttore 422, ed un ulteriore contatore caricato con un valore iniziale dal microcalcolatore 501 attraverso il conduttore c camme di dati 508. L'ulteriore contatola esegue il -conteggio in senso decrescente in maniera autonoma -fino a zero nel quale momento un segnale di richiesta -di interruzione viene trasmesso attraverso il percorso 509 all'ingresso di IRQ del microcalcolatore 5?1--il quale* a sua volta, provoca il?fatto che il microcalcolatore 501 legga il contenuto del primo contatore nell'unit? di temporizzazione programmabile e -di conteggio 5?2, completando cos? la conversione del -segnale digitale che appare nel percorso 422.

Un segnale indicatore della qualit? dei segnalik nel percorso 438 viene letto periodicamente --- nell'adattatore PIA 503 per mezzo del-microcalcolato--re 501 attraverso il conduttore comune di dati 508v 1--. Se questo segnale non ? presente,?il microcalcolatore-- 501 proivoca lo spegnimento della presentazione per -.

mezzo dei segnali di controllo applicati all'unit? --di presentazione 505 attraverso il-conduttore comune . d? dati 508, le uscite 503 dell'adattatore PIA ed -il -conduttore comune 51?. .

CONCLUSIONE-?Il sistema di misurazione a telemetria finora-descritto, mentre preferibilmente-utilizsa la- -^trasmissione di dati di -telemetria ottici infrarossi* f?~facilmente-adattato all'uso -facoltativo di-una- :- trasmissione di dati a radiofrequenza applicati per. -mezzo di-antenna per quelle applicazioni nelle...qua-.. - li -il collocamento di una testina .ricevitrice,nella -linea di vista del trasmettitore della testina .di_ --migrazione non ? possibile. Bar esempio,,la sostituzione degli elementi circuitali 214? 241?-437 e.. -215 della figura 2, con una antenna trasmittente nel punto 240, insieme con la sostituzione del filtro. ? ottico 301 e del fotodiodo 302 della figura 3 con., una antenna ricevente potrebbe facilmente adattate.. il sistema descritto all'impiego con una .trasmis~ ...sione di.dati a radiofrequenza;.._

Si dovrebbe notare che 1*invenzione..qui - descritta ? stata illustrata con.riferimento.ad_una 4particolar e..forma-di ..realizzazione:V-Si..deve_co.mpren-:dere che molti dettagli usati per facilitare la descrizione -di-una tale particolaresforma di.rsalizza--zione sono stati scelti soltanto per convenienza a . - senza limitazione sull*ambito dell1invenzione. Molte altre forme di realizzazione.possono essere concepite da coloro clie sono,esperti nel ramo senza con ci? allontanarsi dai principi dellinvenzione1. In accor-;do con-ci?; si intende,che l'invenzione debba ,essere -[limitata.semplicemente -dall'ambito __e_.dallo..spirito .delle_allegate..rivendicazioni>_

Claims (2)

1. RIVENDICAZIONI

   -1?. Apparecchio per eseguire una misurazio- .. ne in-procedimento di un oggetto sottoposto.a .lavora ziona a macchina in una macchina utensile a con-.. trolio numerico comprendente: .. . . - Mezzi di misurazione dimensionale aventi un -alloggiamento atto al ritegno rimovi "bile in un magaz--zino di utensili della macchina utensile a control-, lo numerico e per la selezione automatica dal magaz- . zino e per 1inserimento in un dispositivo di macchina utensile spostabile relativamente all'oggetto attraverso controllo numerico, i mezzi di misurazione ... comprendendo mezzi a trasduttore per generare un.se--gnale elettrico proporzionale allo spostamento dei.. __ Smezzi a-trasduttore provocato-da.una-caratteristica _ fisica dell'oggetto, e mezzi per convertire il segna-,ig elettrico-in un segnale ottico nella .gamma-infra- _ -rossa con una determinata frequenza, ....._ _ 1- ? mezzi per ricevere a distanza senza .fili.r _ e per convertire il segnale ottico in segnale digita? -le relativo allo spostamento dei mezzi di trasdu- . zione, e

   mezzi-di controllo che .rispondono al.segna? . -le digitale per-fom ire una sua presentazione__visualf-mente percettibile"..

   . .
2. 2. Apparecchio .secondo la rivendicazione 1j?ulteriormente comprendente mezzi a batteria in corrente continua collocati nell'alloggiamento dei mezzi di misurazione e mezzi per il collegamento dei mezzi a batteria in corrente continua ai mezzi di misurazione, comprendente mezzi di commutazione che rispondono ad un orientamento dell?alloggiamento nel magazzino degli utensili per staccare elettricamente i mezzi a batteria dai mezzi di misurazione e che rispondono ad un orientamento dell?alloggiamento, quando inseriti nel dispositivo mobile della macchi na utensile per collegare elettricamente i mezzi a batteria ai-mezzi di misurazione;.

   -3* Apparecchio_secondo la,rivendicazione . !-1, in cui i mezzi-a-trasduttor ecomprendono un trasformatore differenziale.variabile lineare,.mezzi,a.. demodulatore aventi un ingresso collegato.all 'uscita del trasformatore per operare per generare un segnale di tensione nell'uscita dei mezzi a demodulatore proporzionale al segnale di uscita del trasformatore, un convertitore da tensione a frequenza avente un ingresso collegato all'uscita dei mezzi a.demodulatore per operare per generare un segnale di uscita del,_ convertitore avente una frequenza proporzionale alla. tensione che.si trova sull'ingresso del convertitore, ed un oscillatore a frequenza portante modulata avente un-ingresso collegato all'uscita del-convertitore per operare per generare un segnale modulato in -frequenza -nella sua uscita, la modulazione essendo proporzionale alla frequenza,del segnale-ricevuta dal convertitore da tensione a fraauenza

   ? . 4? Apparecchio secondo la rivendicazione....

   1, in cui i mezzi impiegati per convertire il.segna- . le elettrico in un segnale -ottico nella gamma degli, infrarossi, comprendono mezzi di commutazione aventi un ingresso di controllo collegato allfuscita dei -mezzi a trasduttore ed una pluralit? di-diodi emettitori di luce nella gamma infrarossa collegati ai-.mazzi di commutazione, -i mezzi di commutazione operando. -?come collegati per-permettere la conduzione.-df.cor-, rente genoatrice di luce attraverso la pluralit? dei --diodi emettitori di luce-in -conformit?-con-il-segnale elettrico applicato all?ingresso di-controllo._ -- -5. Apparecchio seoondo la rivendicazione . 4, in cui i diodi emettitori di luce nella gamma in? . -frarossa sono disposti intorno ad una periferia .del- . -1'alloggiamento dei mezzi di misurazione in maniera . ? tale da-fomire la-emissione del segnale ottico...sostanzialmente in una configurazione di~360?.in.un._H_ spiano sostanzialmente normale-all 'asse_dell'alloggia? .

   mento

   _ 6. Apparecchio secondo la rivendicazione ..

   -3, in cui i mezzi impiegati per.ricevere senza fili,.

   a distanza -e per-convertire il.segnale ottico compren- . -dono un filtro infrarosso ottico disposto per rice? .. ... vere il segnale ottico, un.diodo PIN collegato per _ . . la ricezione di un segnala di uscita filtrato dal _ filtro ottico peroperare.per generare un segnale elet-^ trico ricevuto proporzionale al segnale ottico, e ... mezzi di rivelazione,di modulazione in frequenza collegati per la ricezione del segnale elettrico rice? vuto per operare per.generareil segnale digitale.

   _ ..._ .7. Apparecchio secondo la .rivendicazione_

   -6,-ulteriormente comprendente mezzi ,di.rivelazione._

   -del-1ivelio di..rumor?_collegati.ad una_;useita_deile -mezzi-di-rivelazione .di-modulazione, in frequenza per_ -roperare-in modo-ga generare.;uu_segnale,indicatore di_ qualit? avente.una predeterminata,polarit? ogni volta che un segnale.di rumore inferiore ad una grandezza predeterminata s presente sull?uscita dei mezzi di .

   -rivelazione di modulazione in frequenza._ _ .

   __ _ 8. Apparecchio secondo la.rivendicazione.

   -7,-in-cui.-i mezzi..di._.controlio_comprendono:_ __ _ mezzi di .temporizzazione..programmabile_e_ di.conteggio.,coliegati.per.la..ricezione e la accumulazione dei-segnale -digitale,-un -microcalcolatore collegato per la COEU-nicazione di dati -con-i mezzi di temporizzazione programmabile -e -di conteggio,

   -- mezzi di interfacciamento periferico collegati per la comunicazione dai dati -conr. il mierocalcolatore e collegati per la ricezione del segnale indicatore di qualit?,

   -mezzi di presentazione collegati ai mezzi-? di interfacciamento periferico,

   i mezzi dyi?iporizzazione programmabile e di conteggio operano in modo da generare una interruzione nel microcalcolatore alla fine di un prede--terminato intervallo di tempo per-fare in modo che -? -il microcalcolatore legga il segnale,digitale accu-.-mulato nei mezzi di temporizzazione programmabile e' -di-conteggio,-il microcalcolatore inoltre comprende mezzi che rispondono al segnale digitale di lettura per applicare segnali al mezzo di presentazione attraverso il mezzo di interfacciamento periferico, facendo in modo che il mezzo di presentazione fornisca una indicazione percettibile del -valore del se-. gnale digitale.

   - 9. -Apparecchio-secondo la rivendicazione 8, in cui il microcalcolatore comprende ulteriormen-. te un mazzo che risponde all'assenza del segnale di indicazione di qualit? sul mezzo di interfacciamento periferico, che opera per inibire il mezzo di presentazione per la durata dell'assenza attraverso un segnale di estinzione applicato al mezzo di presenta^-zione attraverso il mezzo di interfacciamento periferico

   - 10? Apparecchio secondo la rivendicazione 8, in cui il microcalcolatore comprende ulteriormente un mezzo per determinare che un valore di segnale digitale accumulato come corrente deve essere sot- . tratto dai-valori -dei segnali .digitali .successivi accumulati-nei- mezzi-di temporizzazione_programmabil e... e -di conteggio,-implicando cos?_una-funzione di autoazzeramento?