Фотоэлектрическая следящая система, например, для копирования по чертежу Советский патент 1959 года по МПК B23Q35/26 G02B26/10 

В известных фотоэлектрических следящих системах для копирования по чертежу не обеспечивается достаточная точность копирования, особенно на участках траекторий с малыми радиусами закруглений.

Описываемая фотоследящая система позволяет существенно увеличить точность копирования.

Согласно изобретению, ошибка системы и минимально возможным радиус копирования определяются диаметром светового пятна, который может быть сделан достаточно малым. Точность же копирования будет определяться в этом случае главным образом точностью изготовления чертежа.

На фиг. 1 схематически изображена фотоголовка; на ф«г- 2 - положение четырехгранной призмы при обходе контура; на фиг. 3 схема поддержания постоянства скоростей подач вне зависимости от формы контура копирования; на фиг. 4 - схема выбора направления и величины угла поворота фотоголовки; на фиг. 5- схема следящей системы для введения коррекции; на фиг. 6 - общая структурная схема фотоследящей системы для копирования но чертежу.

Система работает «на просвет через негатив чертежа (белая линия на черном фоне). Луч света от осветителя / через линзу 2 направляется на негатив 5- Световое пятно с линии чертежа через линзу 4 попадает на вершину четырехгранной анализаторной призмы 5. Призма 5 при работе системы ориентируется так, чтобы два ее ребра были направлены по касательной к контуру обхода. Луч света от призмы 5 попадает на четыре зеркала 6, расположенные по двум взаимно-перпендикулярным осям. От зеркала 6 четыре пучка света проходят через модулятор, выполненный в виде вращающегося полудиска 7, на фотоэлемент 8 или фотоумножитель, где формируется управляющий сигнал. При копировании замкнутых контуров следящая система производит следующие операции:

dV 120351

1.Поддерживает постоянную скорость копирования.

2.Выбирает направление и угол поворота при копировании перегибов контура.

3.Вводит необходимую коррекцию для устранения ошибки в процессе копирования.

Для управления двигателем 9 вертикальной подачи и двигателем 10 горизонтальной подачи (фиг. 3) используются сигналы синусно-косинусного вращающегося трансформатора 11, которые через фазочувствительные выпрямители-усилители 12 к 13 тл электромашинные усилители 14 поступают на соответствующие двигатели- Кроме того, иа усилители 12 и 13 подается опорное напряжение постоянной фазы. Фаза сигналов, снимаемых с вращающегося трансформатора //, выставляется так, что если две грани нркзмы 5 (линии «а-а фиг. 2) расположены по касательной к горизонтальной или вертикальной лииии копируемого контура, то одна из обмоток вращающегося трансформатора 11 подает в схему максимальный сигнал, а другая - равный нулю. При промежуточных углах наклона копируемой линии к оси абсцисс будут работать оба двигателя подач с соотношением скоростей, определяемым этими углами. Изменение величины сигналов на вторичных обмотках вращающегося трансформатора 11, в зависимости от угла наклона копируемой линии к оси абсцисс, достигается поворотом его ротора, кинематически связанного с корпусом фотоголовки и с анализирующей призмой.

Схема (фиг. 4) состОНт нз усилителя 15 переменного тока, двухфазных асинхронных двигателей 16 и 17, поворачивающих фотоголовку и ориентирующих призму так, чтобы грань «а-а находилась на касательной к линии обхода, синхронного генератора 18. Синхронный генератор 18 подает два напряжения, сдвинутых друг относительно друга по фазе на --, фаза н частота которых жестко связаны с фазой и частотой сигнала, снимаемого с фотоголовки. Эти напряжения подаются на обмотки возбуждения двухфазных асинхронных двигателей 16 и 17, которые связаны с фотоголовкой 19 через общий дифференциал.

При подходе светового пятна к изгибу контура копирования изменяется освещенность граней призмы, появляется модулированный сигнал Ис и срабатывает один из двухфазных двигателей, который поворачивает на требуемый угол - фотологовку 19.

Для введения коррекции от наличия люфтов в передаче, скоростных ошибок и т. д. служит схема (фиг. 5), в которой два фазочувствительных усилителя 20 и 21 подают сигнал, соответствующий фазы на усилители-выпрямители, управляющие через электромашинный усилитель 14 двигателями передач, и синхронный генератор 22, статор которого жестко связан с фотоголовкой, а ротор вращается со скоростью модулятора. С синхронного генератора 22 снимаются сдвинутые друг относительно друга на два опорных напряжения „„ и Vоп для выявления направления ухода светового пятна. Если световое пятно при горизонтальном движении сместится с линии чертежа, то появится напряжение Ис, снимаемое с фотоголовки, в фазе или противофазе с опорным напряжением УО„ , которое подано на усилитель 21. В этом случае

коррекция будет выполнена двигателем вертикальной подачи. При вертикальном движении коррекция должна производиться усилителем горизонтальной подачиЭто достигается тем, что при повороте фотоголовки поворачивается жестко связанный с ней статор синхронного генератора 22 и в фазе /: напряжением сигнала будет напряжение V „„ ,которое подается на

усилитель коррекции горизонтальной подачи. При промежуточных углах наклона линии копируемого контура будут работать оба усилителя коррекции.

Предмет изобретения

Фотоэлектрическая следящая система, например, для копирования по чертежу с помощью одного фотоэлемента, отличающаяся тем, iTo, с целью увеличения точности копирования и обеспечения плавности автоматического обхода замкнутых контуров с малыми радиусами кривизны, снабжена анализаторной оптической четырехгранной призмой, разлагающей луч света на четыре взаимно-перпендикулярные составляющие, которые посредством четырех отражателей передаются на экран фотоэлемента, предназначенного для формирования модулированного сигнала и в зависимости от которого определяется направление обхода контура и степень изменения и направления скоростей подач, а для создания опорного напряжения на обмотках возбуждения двигателей поворота и коррекции отработки применены генераторы, кинематически связанные с модулятором светового луча.

- 3-№ 120351 Фиг 1 Комитет по делам изобретений и открытий при Редактор Л. Г. Голандский

И1;(})0рмационно-издательский отдел. Объем 0,51 п. л.Зак. 3691

Типография Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССЯ

Подп. к печ. 29.V-59 п Тираж 1000Цена 75 коя.

Москва, Петровка, 14. Фиг. 2 Совеие Мииистров СССР Гр. 170

Ж 1С-}t1

N 12035

П д

I

/2

lu

- гФиг.З

VO

,J .

h

-

5

j;5

Фиг.

, :4j

ir. &;

т-I Abr J

:fe nii:Olill-hHu...

СЛЛТ)

22

NM2035f

Фиг. 5