Фотоэлектронное устройство для определения взаимного расположения объектов

 

362186

О П И С А H:È. Я

ИЗОБРЕТЕНИЯ союз Советских

Социалистических рвспублик

К АВТОРСКОМУ - СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Зависимое от авт. свидетельства №вЂ”

М. Кл. G Olb 11/14

Заявлено 06.11.1970 {№ 1401269/18-24) с присоединением заявки №вЂ”

Приоритет—

Комитвт пв двлзы изобрвтвиий и открытий зрв Свввтв Ыиниотров

СССР

УДК 681 327 11{088 8) Опубликовано 13.XII.1972. Бюллетень № 2 за 1973.

Дата опубликования описания 26.1.1973

Автор изобретения

В. А. Пунгер

Заявитель

ФОТОЭЛЕКТРОННОЕ УСТРОИСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ

ВЗАИМНОГО РАСПОЛОЖЕНИЯ ОБЪЕКТОВ

Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники и может быть использовано для мгновенного цифрового преобразования положения рабочего инструмента, например, с целью определения размеров обрабатываемого изделия.

Известны фотоэлектронные цифровые устройства для преобразования положения объекта (изделия или рабочего органа обрабатывающего механизма) в код, содержащие объектив, волоконно-оптический блок и источники света.

Существенным достоинством этих устройств является практически мгновенное преобразование положения объекта в параллельный код, удобный для непосредственного ввода в цифровые управляющие и вычислительные устройства. Однако они мало универсальны вследствие невозможности использования их для непрерывного бесконтактного измерения размеров изделий непосредственно в процессе их обработки (прессование, штамповка и т. п.), когда направление рабочего хода инструмента совпадает с направлением расположения входного зрачка волоконно-оптического преобразователя, т. е. параллельно ему.

Сущность изобретения заключается в том, что предлагаемое устройство содержит два автономных источника модулированного свста, устанавливаемых на рабочих органах обрабатывающего механизма (например, на верхнем и нижнем бойке пресса), и блок фильтров, подключенный к выходам фотоэлементов, содержащий по два фильтра на каждый разряд, один из которых настроен на частоту модуляции первого источника света, а другой — второго.

Такое выполнение устройства позволяет

10 осуществлять непрерывное измерение размера обрабатываемого изделия путем цифрового преобразования положений узлов обрабатывающего механизма.

На фпг. 1 схематически изображено пред-

15 лагаемое фотоэлектронное устройство; на фиг. 2 — световодный жуг волоконно-оптического преобразователя.

Устройство содержит объектив 1, волоконно-оптический преобразователь 2, фотоэле20 менты 8, блок фильтров 4 и два автономных источника 5 модулированного света. Волоконно-оптический преобразователь составлен из жгутов 6 светопроводов, передние торцы 7 которых расположены вплотную друг к другу

25 на одной прямой и образуют входной зрачок 8. Выходные концы 9 светопроводов объединены в соответствии с заданным кодом (например, кодом Грея) в пучки, подведенные к фотоэлементам 8. Источник света 5 содер-.

З0 жит миниатюрную лампочку накаливания

362186 (светоизлучающий диод и т. п.), элемент питания и релаксатор. Совокупность этих элементов обеспечивает формирование световых импульсов с заданной частотой, причем частота модуляции одного источника света выбирается равной f, а другого — f2. Источники светового излучения выполняются такими, чтобы они имели возможно меньшие размеры и были удобны для быстрой установки на контролируемых объектах, С этой целью они могут иметь магнитное основание или снабжаться пневматической присоской, либо быть приспособленными для установки на заранее подготовленное место с помощью винтового, клеевого или другого рода соединений (установка в направляющих и т. п.). Блок фильтров 4 содержит по два фильтра на каждый разряд, причем один фильтр (10) в данном разряде настроен на частоту f„а другой (11) — на частоту 2.

Рассмотрим работу устройства при измерении размера Н изделия 12 в процессе его прессования с помощью двух рабочих органов: верхнего бойка 18 и нижнего 14. Измерение осуществляется путем преобразования положений рабочих плоскостей бойков одна относительно другой, определяемых, в свою очередь, по взаимному положению в пространстве двух автономных модулированных источников света 5, установленных (например,,при помощи магнитных оснований) на обоих бойках. Определение координат источников света осуществляется следующим образом. Изображения источников света в виде световых точек, яркость которых изменяется с частотами f, и f>, проецируются на определенные торцы жгутов, соответствующие фотоэлементы вырабатывают электрические сигналы, которые поступают в блок фильтров 4.

На выходах фильтров 10 формируется код, пропорциональный координате источника света с частотой модуляции f, а на выходах фильтров 11 — с частотой f2. Разность параллельных кодов является результатом измерения и может быть выработана специальным ари фметическим блоком.

Устройство дает возможность оперативно вводить поправку, например, на наклеп или износ инструмента. Для этого приводят оба бойка в соприкосновение или помещают между ними заранее измеренное изделие и далее корректируют положение одного источника света (положение другого фиксировано) до 0 заданного. Контроль заданного положения может осуществляться по показаниям цифрового табло, подключенного к выходу измерительной системы и установленного на ра бочем месте обслуживащего персонала.

15 Модуляция светового излучения дает возможность применять устройство, используя его селектирующие свойства, в условиях искусственных и естественных засветок (электросварка, солнечные блики, пламя нагревательных печей и т. п.).

Устройство может быть использовано для контроля положения в заданном направлении узлов механизмов, совершающих движение не только по прямой, но и по более сложным траекториям, например по дуге окружности и т. и. В этих случаях оптическая система устройства должна содержать цилиндрическую линзу.

ЗО Предмет изобретения

Фотоэлектронное устройство для определения взаимного расположения объектов, например верхнего и нижнего бойков пресса, содержащее оптически связанные оптикоз5 электронный:блок, объектив и источники модулированного света, отличающееся тем, что, с целью расширения области применения, источники модулированного света установлены на контролируемых объектах, оптико4о электронный блок выполнен в виде волоконно-оптического преобразователя и связанных с ним фотоэлементов, выходы которых подключены к частотным фильтрам, соответствующим частотам модуляции света.

362186

=Ф

1 2 Риг 1

Фиг 2

Составитель В. Анненков

Редактор Б. Нанкина Техред Л. Богданова Корректоры Е. Сапунова и Л. Кириллова

Типография № 24 Союзполиграфпрома, Москва, Г-19, ул. Маркса-Энгельса, 14

Заказ 958 Изд. № 1021 Тираж 403 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Ж-З5, Раушская наб., д. 4/5