Патент ссср 410420

Ф

ОПИСАНИЕ 4l0420

ИЗОБРЕТ ЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советснизг

Социалистических

Республин

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 19.Х1.1971 (№ 1715417/18-24) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 05.1.1974. Бюллетень № 1

Дата опубликования описания 5.VII.!974

М. Кл. G 06k 11/00

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

УДК 681.270.12(088.8) Авторы изобретения

В. И. Власенко и А. А. Булгаков

Заявитель

УСТРОЙСТВО ДЛЯ СЧИТЫВАНИЯ ШТРИХОВ

НА ШКАЛЕ

Изобретение относится к области автоматики и может быть использовано для программного управления металлорежущими станками.

Известны устройства для считывания штрихов, содержащие шкалу, осветитель, оптическую систему, состоящую,из конденсора, объектива и зеркала, установленного на оси электромагнитного вибратора, и диафрагму, расположенную перед фотоэлементом.

Известные устройства не обладают достаточной точностью считывания штрихов.

С целью повышения точности считывания в устройстве установлены плоский линзовый растр, состоящий из цилиндрических линз, параллельных штрихам шкалы, а ширина линз равна расстоянию между ними.

На фиг. 1 изображена общая схема устройства.

На фиг. 2, 3, 4 — схемы сканирующего считывания штрихов сквозь линзовый растр, Шкала 1 прикреплена к столу координатнорасточного станка. В плоскости, параллельной шкале 1, установлен линзовый растр 2, состоящий из цилиндрических двояко-выпуклых линз 3, продольная ось которых параллельна штрихам шкалы 1.

На линзовый растр 2 направлен параллельный пучок света, который формируется с помощью конденсора 4 и осветителя 5. Под соответствующим углом к растру установлена линза 6, а позади нее — электромагнитный вибратор 7, состоящий из якоря, укрепленного на оси, на которой установлено зеркало 8. У одного конца якоря расположен электромаг5 пит 9, другой конец якоря оттягивается пружиной 10. На некотором расстоянии от вибратора установлена диафрагма 11, за которой расположен фотоэлемент 12. Выходной сигнал фотоэлемента, снимаемый с его пагрузочного

1о сопротивления 13, подается через емкость 14 на вход электронной схемы 15, предназначенной для формирования выходного импульсного сигнала.

Устройство работает с.ледующим образом.

1 Линейка со шкалой 1 движется вместе со столом станка с постоянной скоростью. Осветитель 5 через конденсор 4 и линзовый растр

2 освещает шкалч 1, образуя на ней ряд световых узких штрихов. Отраженные от шкалы

20 световые лучи проходят через линзовый растр

2, образуя двумерное изображение штрихов.

Оптическое изооражение штрихов улавливается линзой 5, работающей как объектив фотоаппарата. Это изображение воссоздается в

25 фокальной плоскости, причем эта плоскость совпадает с диафрагмой 11. В месте пересечения лучей установлено зеркало 8. Зеркало укреплено на осп, которая может поворачиваться, опираясь на две опоры. Конусообраз30 ные концы оси помещены в лупки опор. На

410420 оси укреплен железный лепесток, один конец которого периодически притягивается электромагнитом 9, а другой оттягивается пружиной 10, благодаря чему двумерное оптическое изображение штрихов на шкале 1, наблюдаемое через растр 2, совершает периодическое возвратно-поступательное движение в плоскости диафрагмы 11.

Чтобы определить характер фототока, возбуждаемого в фотоэлементе 12 световыми лучами, проходящими через диафрагму 11, рассмотрим три случая расположения линзового растра 2 и штрихов на шкале 1.

На фиг. 2 показан случай, когда оптические оси линз растра 2 расположены в промежутках между штрихами. Допустим, что штрихи на шкале 1 черные, плохо отражающие свет, а промежутки белые, хорошо отражающие изображение. Изображение, наблюдаемое сквозь растр, является равным по яркости белым полем. Сканирование такого белого равного поля в плоскости диафрагмы 11 вызывает равномерный по времени фототок, график которого показан на фиг. 2.

На фиг. 3 показан случай, когда оптические оси линз растра находятся у края штрихов или пересекают их, оставаясь у самого края. В этом случае оптическое заполнение выходного зрачка каждой линзы неполное, а изображение, наблюдаемое сквозь растр, имеет вид, показаный на фиг. 3, Сканирование такого изображения в плоскости диафрагмы 11 вызывает появление импульсного фототока в фотоэлементе 12.

На фиг. 4 показан случай, когда оптические оси линз совпадают со штрихами шкалы I. В этом случае выходной зрачок каждой линзы полностью заполнен изображением штриха. Так как линзы в растре собраны с нулевым стыком, эти отдельные изображения сливаются в сплошную черную линию. Сканирование по такой сплошной темной полосе дает постоянный низкий уровень фототока, как показано па фиг. 4 (схема работает в режиме «ДА» или «НЕТ»).

l0 Это обеспечивает улучшение отношения сигнал/шум и повышает достоверность измерен:ия.

Повышение точности считывания достигается " a счет того, что считывание осуществляет15 ся не непосредственно со шкалы, а с изображения, даваемого линзовым растром. Причем каждый штрих увеличен по своей толщине до ширины линзы растра.

Предмет изобретения

Устройство для считывания штрихов на

25 шкале, содержащее осветитель, оптическую систему, состоящую из конденсатора, объектива и зеркала, установленного на оси электромагнитного вибратора, и диафрагму, расположенную перед фотоэлементом, о т л и30 чаю щееся тем, что, с целью повышения точности работы устройства, в нем между шкалой и оптической системой установлен линзовый растр, выполненный из цилиндрических линз, продольные оси которых парал35 лельны штрихам шкалы, а ширина линз равна расстоянию между ними.

410420

Фы2.

Составитель Т, Ничипорович

Редактор Л. Утехина Техред Л. Богданова Корректор М. Лейзерман

Фиг.4

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 1551/1 Изд, № 411 Тираж 624 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, Я-35, Раушская наб., д. 4(5