УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ НЕСООСНОСТИ Российский патент 2005 года по МПК G01B11/27 G01B11/16 

Предлагаемое изобретение относится к области машиностроения, а именно к устройствам контроля линейных размеров и контроля несоосности одновременно в нескольких сечениях, и может быть использовано в измерительной технике.

Известно устройство [А.С. СССР №1696860, БИ №45 от 07.12.1991, МПК G 01 В 21/00], содержащее источник излучения и последовательно установленные в заданном положении фотоэлектрические головки, состоящие из фотомишеней, выполненных в виде чередующихся прозрачных и непрозрачных участков для потока излучения и развернутых каждая последующая относительно предыдущей на определенный угол, и фотопреобразователей, установленных диаметрально противоположно на непрозрачных участках фотомишени и блока регистрации, соединенного входами с выходами фотопреобразователей и обеспечивающего получение информации о величине разностного сигнала с диаметрально противоположных фотопреобразователей для каждой фотоэлектрической головки.

Недостатком устройства является наличие фотоэлектрических головок, каждая из которых требует точной установки на определенный угол, что ограничивает область применения устройства.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является волоконно-оптический датчик [А.С. СССР №1753267, БИ №29 от 07.08.1992, МПК G 01 В 21/00], содержащий две оптоэлектронные системы, состоящие из источника излучения, первого гибкого световода от источника излучения, второго гибкого световода в ходе лучей, отражаемых от изделия, фотоприемника, регистрирующего устройства и насадки, скрепленной с общим концом обоих гибких световодов, и вторую пару гибких световодов с общей насадкой, расположенной соосно с насадкой первой пары гибких световодов в плоскости, перпендикулярной оси контролируемого изделия, второй излучатель и второй фотоприемник, дифференциальный усилитель, входы которого соединены с выходами обоих фотоприемников, а выход - с входом регистрирующего устройства.

Данное устройство имеет низкую точность измерения, так как принцип его действия основан на измерении разности интенсивности отраженных потоков световых лучей. Область применения данного устройства ограничена, так как разные материалы имеют разную степень отражения или вообще не имеют, а также разную поверхность.

Задачей предлагаемого изобретения является упрощение конструкции и повышение точности и производительности операций контроля на основе бесконтактного способа измерения с применением волоконно-оптического датчика.

Поставленная задача достигается тем, что предлагаемое устройство содержит две оптоэлектронные системы, каждая из которых выполнена в виде гибких осветительных и приемных пучков световодов, расположенных соосно и регистрирующих сигналы в одной плоскости, две дополнительные оптоэлектронные системы и регистрирует совместно с первыми двумя оптоэлектронными системами сигналы в двух взаимно перпендикулярных плоскостях, выходы которых оптически сопряжены с фотодиодными матрицами, причем выходы матриц соединены с входами блока аналого-цифрового преобразования (АЦП), а выходы блока АЦП - с входами блока вычислений.

Сравнительный анализ с прототипом показал, что предложенное устройство отличается тем, что содержит две дополнительные оптоэлектронные системы и регистрирует совместно с первыми двумя оптоэлектронными системами сигналы в двух взаимно перпендикулярных плоскостях, выходы которых оптически сопряжены с фотодиодными матрицами, причем выходы матриц соединены с входами блока АЦП, а выходы блока АЦП - с входами блока вычислений.

Сущность предложенного технического решения поясняется чертежами (фиг.1-3).

Предложенное устройство содержит оптоэлектронную систему, состоящую из источника света 1, пучка осветительных световодов 2, поля детали 3, соосно расположенных пучков приемных световодов 4, на концах которых расположены фотодиодные матрицы 5, блок АЦП 6, блок вычислений 7.

Устройство работает следующим образом (фиг.1). Поток направленного света, испускаемого источником света 1, проходит через пучок осветительных световодов 2 и, пройдя через поле детали 3, попадает на соосно расположенные пучки приемных световодов 4, на концах которых расположены фотодиодные матрицы 5, сигналы с которых обрабатываются в блоке АЦП 6, а затем цифровая информация подается в блок вычислений 7.

Работа устройства основана на использовании принципа прохождения света через поле детали и в зависимости от этого - в "закрытии" деталью 3 части световодов 4 в приемном пучке (фиг.1, 2 и 3).

Блок вычислений 7 (фиг.1) вырабатывает управляющие сигналы о малых перемещениях в двух взаимно перпендикулярных направлениях двухкоординатного стола 7, установленного на столе пресса 8. Во время работы базовая деталь 6 после ориентации устанавливается и закрепляется на двухкоординатном столе 7 (фиг.2 и 3).

Применение устройства позволит повысить точность и производительность операций контроля положения детали на основе бесконтактного способа измерения с применением волоконно-оптического датчика. Повышение эффективности устройств контроля подобного типа основано на сочетании оптоэлектронно-механических средств, предназначенных для измерения малых перемещений, а повышение производительности операций контроля позволит снизить себестоимость изделий и повысить тем самым конкурентоспособность предложенного устройства.

Устройство для контроля несоосности содержит источник света, две оптоэлектронные системы, каждая из которых содержит гибкие осветительные и приемные пучки световодов, расположенные соосно, и фотоприемники, регистрирующие сигналы в одной плоскости. Устройство содержит две дополнительные оптоэлектронные системы и регистрирует совместно с первыми двумя оптоэлектронными системами от источника света сигналы в двух взаимно перпендикулярных плоскостях, при этом выходы приемных световодов оптически сопряжены с фотодиодными матрицами, причем выходы матриц соединены с входами блока аналого-цифрового преобразования, а выходы блока аналого-цифрового преобразования соединены с входами блока вычислений. Технический результат - упрощение конструкции и повышение точности и производительности операций контроля. 3 ил.

Устройство для контроля несоосности, снабженное источником света, двумя оптоэлектронными системами, каждая из которых содержит гибкие осветительные и приемные пучки световодов, расположенные соосно, и фотоприемники, регистрирующие сигналы в одной плоскости, отличающееся тем, что устройство содержит две дополнительные оптоэлектронные системы и регистрирует совместно с первыми двумя оптоэлектронными системами от источника света сигналы в двух взаимноперпендикулярных плоскостях, при этом выходы приемных световодов оптически сопряжены с фотодиодными матрицами, причем выходы матриц соединены с входами блока аналого-цифрового преобразования, а выходы блока аналого-цифрового преобразования соединены с входами блока вычислений.