Фотоэлектрическое устройство для останова станка и контроля положения движущегося органа
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
3I2738
Союз Советских
Социалистических
Республик
Зависимое от авт. свидетельства Л 278352
Заявлено 19Х.1967 (№ 1156677/25-8) МПК В 23q 19/00 с присоединением заявки №
Приоритет
Комитет по делам изобретений и открытий ори Совете Министров
СССР
УДК 621.94/95 (088.8) Опубликовано 31.Ч111.1971. Бюллетень № 26
Дата опубликования описания 19.Х1.1971
Авторы изобретения
А. С. Егудкин, Л. Б. Кацнельсон и Ф. И. Коган
Особое конструкторское бюро станкостроения
Заявитель
ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОСТАНОВА
СТАНКА И КОНТРОЛЯ ПОЛОЖЕНИЯ ДВИЖУЩЕГОСЯ ОРГАНА
Изобретение может быть использовано в области станкостроения для измерения перемещений подвижного органа Hd станках повышенной точности в особенности на координатно-расточных, llо основному авт. св. J¹ 278852 известно фотоэлектрическое устройство для останова станка и контроля положения движущегося органа с использованием оптическои системы и блок-схемы, работающей в ключевом режиме на принципе совпадения или временного рассогласования сигналов фотодатчиков, в котором в качестве коммутирующего элемента оптической системы применена вращающаяся плоскопараллельная стеклянная пластинка с нижней отражающей поверхностью, осуществляющая как сканирование изображения штриха эталонной линейки, прикрепленной и неподвижной станине на щель с фотодатчиком, расположенным на подвижном Органе, так и отражение нижней поверхностью пластинки светового луча от вспомогательного источника на реперную щель с фотоэлементом при заданном расчетном угле поворота пластинки.
Предлагаемое устройство отличается от известного тем, что оно снабжено установленными на движущемся органе станка растром и дискриминатором (щелью), фотодатчик которого соединен со счетчиком через генератор заполняющих импульсов. Такое выполнение устройства повышает точность останова станка и контроль положения движущегося органа.
На чертеже показана принципиальная схема предложенного устройства.
Описываемое фотоэлектрическое устройство содержит эталонную линейку 1, прикрепленную к неподвижной станине, освещающуюся источником 2 света при помощи объектива 8.
Все элементы, кроме эталонной линейки, закреплены на движущемся органе станка. Нанесенные на линейку штрихи 4 посредством объектива 5 проектируются на щель б, за которой расположен фотодатчик 7.
Между линейкой 1 и объективом 5 помещается стеклянная плоскопараллельная пластинка 8, вращаемая двигателем (на чертеже не показан) вокруг оси, параллельной штриху 4.
В процессе вращения пластинка 8 перемещает изображение источника 9 света, получаемое объективом 10, для чего нижняя часть пластинки покрывается отражающим (зеркальным) слоем 11. Отраженный от слоя 11 свет падает в щель 12, за которой установлен фотодатчик 18 начала отсчета.
Растр 14, выполненный в виде решетки, имеющей несколько сотен штрихов на 1 мм, че30 рез вращающуюся пластинку 8 проектирует312738
3 ся объективом 15 на щель (дискриминатор
lб), за которой расположен фотодатчик 17 (источник света и оптика, освещающий растр 14) Импульсы фотодатчика 17 подаются на электронный счетчик 18 (блок), а сигналы фотодатчиков 18 и 7 определяют начало и конец отсчета. Сигналы с фотодатчика
17 могут синхронизировать генератор 19 заполняющих импульсов, которые затем подсчитываются счетчиком 18.
На пути световых потоков от штриха 4 эталонной линейки и растра 14 до пластинки 8 может быть установлен оптический компенсатор (на чертеже не показан). Компенсатор, в качестве которого может использоваться стеклянная пластинка, аналогичная пластинке
8, служит для установления нулевого отсчета. На пути светового потока от растра 14 до дискриминатора 16 могут быть установлены отражающие поверхности, посредством которых оптическая система становится многоходовой и ее чувствительность может быть повышена.
Устройство работает следующим образом.
Изображение источника 9 света, пройдя через объектив 10, отражается от зеркального слоя 11 пластинки 8, в процессе вращения последней при определенном угле поворота попадает в щель 12, и на выходе фотодатчика
18 возникает электрический сигнал, отпирающий электронный счетчик 18, Таким образом, указанный поворот пластинки определяет начало отсчета импульсов, поступающих с фотодатчика 17. Импульсы на фотодатчике 17 возникают вследствие того, что при вращении пластинки 8 на щель (дискриминатор lб) подают то темные, то светлые участки изображения растра 14, даваемого обективом 15.
Счет импульсов заканчивается, когда приходящий с фотодатчика 7 сигнал запирает счетчик 18. Сигнал на фотодатчике 7 возникает в тот момент времени, когда в процессе вращения пластинка 8 поворачивается на некоторый угол от начала отсчета, при котором изображение штриха 4 эталонной линейки 1 после прохождения объектива 5 попадает в щель б. Величина угла, а следовательно, и величина зафиксированного счетчиком 18 отсчета зависят от положения подвижного органа по отношению к штриху 4 эталонной линейки.
Световые потоки от штриха линейки и растра проходят по абсолютно аналогичным оптическим каналам. Поэтому нелинейность, которая вносится пластинкой 8 в движение изображений как штриха, так и растра, на выходе оптической системы одинакова и одновременна. Цена деления растра 14 подбирается
1о с таким расчетом, чтобы получить требуемую точность отсчета. В случаях затруднительного применения такого рода растра возможен вариант устройства, в котором сигнал с фотодатчика 17 используется для синхронизации генератора 19 заполняющих импульсов. Цена импульсов соответствует получению необходимой точности. В этом варианте устройства счетчик 18 считает импульсы, идущие с генератора 19.
2о При работе на станке, например, в режиме преднабора требуется устанавливать нулевой отсчет в счетчике 18 при любом положении подвижного органа относительно штриха эталонной линейки, Эта операция производится посредством оптического компенсатора, например плоскопараллельной стеклянной пластинки, аналогичной по конструкции пластинке 8. Компенсатор устанавливается на пути световых потоков от штриха 4 эталонной личо нейки и растра до пластинки 8. Поворотом компенсатора изображение штриха 4 смещается таким образом, чтобы оно совместилось с началом отсчета растра. В этом положении компенсатор фиксируется, и на счетчике 18
35 устанавливается нулевой отсчет.
Предмет изобретения
40 Фотоэлектрическое устройство для останова станка и контроля положения движущегося органа по авт. св. № 278352, отличающееся тем, что, с целью повышения точности останова и контроля, оно снабжено установленными
4 на движущемся органе станка растром и дискриминатором (щелью), фотодатчик которого соединен со счетчиком через генератор заполняющих импульсов.
Редактор Т. Киселева
Составитель Н. Слатин
Техред Л. Л. Евдонов
Корректор E. Н. Зимина
Заказ 3262/19 Изд. ¹ 1259 Тираж 473 Подписное
ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР
Москва, K-35, Раушская наб., д. 4/5
Типография, пр. Сапунова, 2


