JB 5215-1991 开关触发式三维传感系统

中华人民共和国机械行业标准JB 5215- -91开关触发式三维传感系统1主题内容 与适用范围本标准规定了开关触发式三维传感系统的基本参数,技术要求,试验方法及检验规则。本标准适用于数控机床、加工中心、柔性加工系统及加工单元，座标测量机等精密位移检测系统中作定位、监控及检测,并以感应、有线、光学形式传输信号的开关触发式三维传感系统。2引用标准GB 6587.2 电子测量仪 器温度试验GB6587.3电子测量仪器湿度试验GB6587.8电子测量仪器电源频率与电压试验GB 6388运输包装收发货标志GB 190危险货物包装标志GB 19包装储运图示标志ZBY 320仪器仪表可靠性验证试验及测定试验(指数分布)导则3术语3.1开关触发式三维传感系统系指能将在垂直于测量头轴线任意方向以及沿测量头轴线方向接触感受的几何位移量转换成电触点开或关信号型式的测量系统,它主要由测量头和控制器两部分组成。以下简称“传感系统”。垂直于测量头轴线的方向为X.Y向,X、Y向所在平面为X-Y平面,测量头轴线方向为z向。3.2标准直测杆系指用于标定传感系统特性参数的直测杆。3.3最大允许超程量采用标准直测杆,测量头触端中心由自由静止状态,沿触测方向的最大允许角位移量或线位移量。3.4耦合模块有效间距系指感应传输式和光学传输式传感系统的机上耦合模块同测量头耦合模块两端面间能确保触测信号发送、接收的距离。3.5耦合模块对中偏移量系指感应传输式和光学传输式传感系统的机上耦合模块同测量头耦合模块两端面能确保触测信号发送、接收的偏移量。3.6预行程系指传感系统工作时,其测量头触端中心由自由静止状态,沿触测方向偏移至发出触测信号时的距离。3.7预行程变动量系指测量头触端在X-Y平面内任意方向进行触测,其最大与最小预行程的差值。机械电子工业部1991-07-16批准1992-07-01实施JB 5215-914产品分类:传感系统按信号传输方式分为感应传输式、光学传输式和有线传输式三类;按精度分为精密级(M)和普通级(P)两个等级。5标准直测杆标准直测杆型式和尺寸见表1.表1mm型当[ o[ 0.003标式L2L0.025/准直测杆长度020303550澳杆座长度2.5尺测杆有效长度Ls一2533杆连接螺纹直径d:| M2X0.4-6gM3X0. 5-6gM4-6g触端直径45寸扳手孔直径ds1.252杆座直径7测杆直径ds1.534.56技术要求6.1工作环境6.1.1传感系统工作环境温度范围为0~ 45"C ,相对湿度不大于90% (温度为20士5C时)。6.1.2传感系统供电电源频率50士2. 5 Hz,额定电压110 V(波动范围99~121 V)或220 V(波动范围198~242 V)。6.2 外观及相互作用6.2.1传感系统外部各种标志、数字应准确、清晰;测量头外表面不应有划痕、碰伤等缺陷。6.2.2各部件配套完整 ,紧固部分应牢固可靠,活动部分应灵活平稳,无卡滞和松动现象。6.2.3电器接插件 应插取灵活,接触可靠。接通电源后用手触碰测杆时,控制器应立即有光、声信号显示。6.3触测方向测量头在任意士x、土Y方向及+8方向均能实现触测。6.4测力使用标准直测杆时,测量头触端的径向标定测力应符合表2规定。JB 5215-91表2N等级或类型精密级(M)平均值0.05~0. 15上限值为平均值的200%普通级(P)0. 30~0. 906.5最大允许超程量测量头最大允许超程量应不小于表3的规定。表3则向单位数值士x向12. 5、14.16、18、20、22、26.5、28. 5最大允许超程量士r向+z向4、6、8、10、14、186.6耦合模 块有效间距及对中偏移量6.6.1.感应传输式传 感系统耦合模块的有效间距应不大于2 mm,其对中偏移量应不大于2 mm。6.6.2宽角度光耦合传感系统耦合模块的有效间距为10~10000mm,其发光点对测量头中心线的间距应不小于200 mm。6.6.3360°光耦合传感系统耦合模块的有效间距为10~3000mm,其耦合光轴对测量头中心线的夹角应不小于70。6.7预行程变动量使用标准直测杆时,测量头预行程变动量应不大于表4规定。表4μm名称预行程变动量1. 02.56.8单向重复性使用标准直测杆,触速为0. 48 m/min时,传感系统单向重复性应不大于表5规定。表5m你单向重复性0.51.06.9绝缘电阻当电压为500v时，电源插座的一个接线端与控制器机壳之间的绝缘电阻应大于5MQ。6.10耐压当交流电压为1 000 v时,耐压试验1 min,控制器不应有击穿现象。6.11抗干扰性传感系统应具有电磁兼容能力,受干扰时应能正常工作发讯。6.12撞击使用标准直测杆,触速lm/min时,在测量头触端所处的X-Y平面任定互为180° 的两个方位点上，分别作5000次连续撞击触测后,传感系统应能正常工作发讯。6.13可靠性传感系统的平均无故障工作时间MTBF应不少于3 000 h。7试验条件和方法JB 5215- -917.1试验 条件7.1.1环境温度 20士3C ,温度变化应不大于0. 5C/h。7.1.2传感 系统及检测设备,仪器应在同等温度条件下等温4 h。7.1.3 对于X、Y向参数,规定在X-Y平面(测量头径向平面)每隔60°设- -受检方位点,当测量头的测力为三角形分布时,起始检定方位点应设在对应力三角形的顶点或一-边的中点。7.2工作环境适 应性试验按GB6587.2和GB6587.3进行。7.3电源频率 与电压试验按GB 6587. 8进行。7.4外观及相互作用试验采用目视和手感检验。7.5触测方向试验.将测量头沿铅垂方向固定在专用装置上(见图1),使传感系统处于工作状态,移动滑台使其触点撞击测量头触端两次,绕铅垂轴线旋转测量头90°,又以滑台触点撞击测量头触端两次。然后,再将测量头绕铅垂轴线任意转-角度,重复上述动作两次,接着,沿测量头轴线方向,用一物件撞击其触端两次,测量头触端在任意方向受撞击控制器均应有光、声信号显示。7.6测力试验固定测量头并使触端处于自由静止状态，用测力检具(分度值不大于0. 01N)在X-Y平面力三角形的三顶点和三边中点处作检测,读出测量头发出信号时的测力读数,取六点读数的平均值作为该测量头的径向标定测力值。7.7最大允许 超程量试验固定采用标准直测杆的测量头并使触端处于自由静止状态,驱动测杆自静态零位偏移，用角度量具和卡尺测量,分别读出角位移值(士X、士Y向)和线位移值(+Z向)。7.8耦合模块有效间距及对中偏移量试验将测量头和相应的接收模块按要求安装在专用夹具上,并使其处于工作状态,对感应传输式测量头,可分别采用厚2mm的标准问距垫块和偏心量不大于2mm的标准对中垫块进行耦合模块有效间距及对中偏移量试验;对光学传输式测量头可采用角度量具、卡尺进行试验。7.9预行程变动量试验将采用标准直测杆的测量头固定在专用检具上,并使其处于工作状态,使测量头绕其轴线间隔60°旋转-一次,逐--检测测量头对应发出触测信号时的触端位移量,求出最大与最小位移量的差值,以该差值作为预行程变动量值。7.10 单向重复性将采用标准直测杆的测量头沿铅垂方向固定在专用装置上(见图1),并使测量头处于工作状态,调整测量头触端与滑台触点相接触;以0.48m/min的速率及小于被测试的测量头最大允许超程量的位移,撞击测量头触端10次。然后绕测量头轴线将测量头转动60°,再重复上述动作触测10次,这样在x-Y平面共进行6个方位(0°~360°)的60次触测。与此同时,用检定器(分辨率不大于0. 1 um)逐次检测读数,求出每一方位10次读数值的2o值,取六个2o值中最大三个2o值的平均值作为单向重复性值。7.11 绝缘试验用绝缘电阻计加500V电压,测量电源插座的一个接线端与控制器机壳之间的绝缘电阻值。7.12耐压试验在电源变压器初级(输入端应短路)与控制器机壳之间施加50Hz的1000V交流电压,观察1min。7.13抗干扰性试验按附录B(补充件)进行。JB 5215--91测量头滑台.检定器偏心轮传感系流控制器]=cC h77777777777777777777.77 7 7图17.14撞击试验将采用标准直测杆的测量头沿铅垂方向固定在专用装置上(见图1) ,并使测量头处于工作状态,调整测量头触端与滑台触点相接触，以1 m/min的速率,及小于被测试的测量头最大允许超程量的位移，作5 000次连续撞击触测。然后绕测量头轴线将测量头转动180° ,再重复上述动作,作5 000次连续撞击触测,完成两方位点的撞击后,观察传感系统的工作状态。7.15 可靠性按ZBY 320进行,故障计算规则见附录A(补充件)。8检验规则8.1传感系统产 品须经生产厂按本标准检验合格后方能出厂,出厂检验项目为6. 2~6. 8条的内容。8.2传感系统产 品有下列情况之- -时,应进行型式试验:a.新产品定型鉴定;b. 正式生产后,产品结构、材料、工艺有较大更改,可能影响产品性能;c.正常 生产两年,积累一定产量后;d.产品停产一年以上 ,恢复生产时;e. 出厂检验结果与上次型式试验有较大差异时:f.国家质量 监督机构提出进行型式检验时。8.3型式试验样 品应不少于3套,并须保证样品与总体的一致性。8.4型式试验中 出现故障或任-项目不合格时,应加倍抽样检验,仍不合格时,则型式检验不予通过。9标志、包装、运输、储存9.1标志9.1.1传感系统上应标志:a. 制造厂名称;b.产品名称;c.注册商标;d.产品型号或标记;JB 5215- -91e. 制造日期或生产批号;f’产 品等级。9.1.2包装标志应包括9.1.1a~f内容和收发货标志、包装储运图示标志、危险货物包装标志等,包装标志应符合GB 6388、GB 190和GB 191的有关规定。9.2包装.9.2.1传感系统的包装应有良好的防潮、防锈、防展措施。9.2.2传感系统的包装中应包括产品检定证书、说明书、装箱单等随机文件和有关附件。9.3储存传感系统应储存在温度-40~+55C,相对湿度小于90%(温度20士5C时),无腐蚀性气体及清洁、通风的环境内。JB 5215--91附录A故障数计算规则(补充件)A1故障判据传感系统试验中不符合第6章技术要求中任-条时即判为故障。A2故障数计 算的规定符合故障判据的,计算故障- -次 ;重复的故障,每次均需计算- -次 ;同时发生多个故障时，计算故障-一次;d.由于短路、断路、接触不良或元器件性能不稳定等引起的故障,每次均需计算--次;在高温条件下出现的故障应计算一次;f.任一元器 件作用失效引起的故障应计算- -次。A3不作故障 数计算的规定a.不符合本标准规定而引起的故障;b.”有寿命指标的无器件由于超过规定的寿命而引起的故障;c.操作错误引起的 故障。附录B抗干扰性试验31 在与传感系统同一电网上,人为地制造下列各干扰(干扰源应离开控制器、耦合模块1 m以上,有规定者除外):a. 用40A交流接触器,每5 min左右起停一次5~10 kW电动机,试验20次;距离测量系统2m外,使用电焊机焊接20min;c.开关电风扇 ,插拔电烙铁或使用φ6 mm交直流手电钻开闭10 次;d.用75 A三相交流接触器连续通断30次;e.距离传感系统 5 m外,用5~20 kW的任一种可控硅连续工作。附加说明:本标准由全国量具量仪标准化技术委员会提出。本标准由机械电子工业部成都工具研究所归口。本标准由机械电子工业部成都工具研究所负责起草。本标准主要起草人邓宁。2鸭中华人民共和国机械行业标准开关触发式三维传感系统JB 5215-91机械电子工业部机械标准化研究所出版发行(北京8144信箱邮编 100081)版权专有不得翻印河北省清河县印刷厂印刷开本880x1230 1/16 印张3/4字数14 0001991年12月第一版1991 年12月第- -次印刷印数00. 001--1000定价1.20元编号0380