Датчик активного контроля к станку для центрирования наконечников соединителей волоконных световодов Советский патент 1987 года по МПК G01B11/27 

лучей, выходящие ii3 торца центрируемого наконечника 19, проходят через объектив 3 и разделяются светодели- тельным кубиком 4 и пентапризмой 5 на два пучка лучей, первый из которых проходит через первьй поляризатор 6, а второй - через второй поляризатор 7, оптические оси которых скрещены. Далее пучки лучей попадают на радиальный растр 9, а затем раз- дрлятря двулучепреломляющей призмой, при этом каждый пучок.лучей попадет только на соответствующее фотоприемное устройство 11. Так как узловая точка объектива 3 смещена с оси вращения шпинделя, то при его вращении два изображения светящегося торца наконечника 19, Сформированные первы

1

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в качестве датчика активного контроля станка для центрирования наконечников соединителей волоконных световодов.

Целью изобретения является повышение точности контроля центрирования наконечников соединителей волоконных световодов за счет устранения влияния неравномерности вращения шпинделя станка, ошибок изготовления оптических элементов датчика, в т.ч. растра на результаты контроля.

На фиг,1 представлена оптическая, схема датчика; на фиг,2 - функциональная схема блока обработки.

Датчик содержит (фиг,1) осветитель 1., последовательно расположенные по ходу лучей осветителя 1 базировочное устройство 2, выполненное с возможностью смещения по двум координатным осям, перпендикулярным оси вращения шпинделя станка (на чертеже не показан) , объектив. 3, устанавливаемый в ШПИ11Деле станка так, что его узловая точка смещена с оси вращения шпинделя, светоделительный кубик 4, пен- тапризму 5, входная грань которой оптически сопряжена со светоделитель ной гранью кубика 4, первый поляризатор 6,выполненный в виде кольца, .опи вторым пучками лучей, будут описывать окружность. Смещение центра светящегося торца наконечника 19 дет к смещению его изображений относительно центра растра.9, что вызовет модуляцию сигналов с выходов фо- топриемньпс устройств 11 по частоте. Сигналы с выходов частотных детекторов будут синусоидальными и противофазными, а сигнал с выхода вычитаю- щего устройства будет пропорционален величине смещения центра торца наконечника 19 относительно оси вращения шпинделя и не будет зависеть от погрешности изготовления радиального растра 9, точности его установки относительно оси вращения шпинделя стака. 2 ил.

тически сопряженный со светоделитель- ной гранью кубика 4, второй поляризатор 7, оптически сопряженный с выходной гранью светоделительного кубика

4 и выполненный -в виде круга, установленного концентрично первому поляризатору 6 так, что ось второго поляризатора 7 перпендикулярна оси первого, призму 8, радиальный растр 9, установленный в плоскости изображения объектива 3, двулучепреломляющую призму 10, два фотоприемных устройства 11., каждое из которых выполнено в виде конденсора 12 и фотоприемника 13, оптически сопряженных с соответствующими выходными гранями двулучепреломляющей призмы 10, два усилите- ляг-ограничителя 14 (фиг,2) подключенные к выходам соответствующих фотоприемных устройств, два частотных детектора 15, входы которых подключены к выходам соответствующих усилителей-ограничителей 14, вычитающее устройство 16, два входа которого подключены к выходам соответствующих частотных детекторов 15, генератор 17 опорных напряжений, фазы которых отличаются на 90 , два фазовых детектора 18, одни входы которых подключены к выходу вычитающего устройства 16, а вторые к соответствующим выходам генератора 17 опорных напряжений.

10

15

1350491

В базировочное устройство 2 устанавливают центрируемый наконечник 19 соединителя волоконных световодов 20, Датчик работает следующим образом, с В свободный торец волоконного световода 20 попадают пучки.лучей осветителя 1. В базировочном устройстве

2закреплен центрируемый наконечник 19 соединителя волоконных световодов 20. Объектив 3 формирует изображение светящегося торца наконечника 19 в плоскости изображения.

Пучки лучей, прошедшие через объектив 3, разделяются светодели- тельным кубиком 4 и пентапризмой 5 на два пучка лучей, пе-рвый из которых проходит через первый поляризатор 6, а второй - через второй поляизатор 7, при этом после поляризаторов первый и второй пучки лучей будут плоско поляризованы во взаимно перпендикулярных плоскостях.

Отразившись от призмы 8 первый второй пучки лучей пройдут через адиальньй растр 9 и разделятся дву- учепреломляющей призмой 10, при этом каждый из пучков лучей попадет на вход только соответствующего фотоприемного устройства 11.

Так как узловая точка объектива

3смещена с оси вращения шпинделя, то при его вращении два изображения светящегося торца наконечника 19, соответствующие первому и второму

пучку лучей, будут описывать две окружности. Если центр светящегося торца наконечника 19 совмещен с осью вращения шпинделя станка, то его два

си н с г лы дл г р с

то на ош ра си ра 30 ка си до ры во

20

25

35

Ф

ку

изображения в плоскости растра 9 сов- 40 соединителей волоконных световодов, мещены, а при вращении будут описывать окружность одного диаметра, при этом сигналы с выхода фотоприемных устройств 11 равны между собой. Эти сигналы усиливаются и ограничиваются усилителями-ограничителями 14 и поступают на частотные детекторы 15 и далее на вычитающее устройство 16.

Сигнал с выхода вычитающего устройства 16 поступает на фазовые детекторы 18, где сравнивается с опорными сигналами генератора 17 опорных напряжений. При равенстве сигналов с выходов фотоприемных устрой ств 11

содержащий осветитель, последовательно расположенные по ходу лучей осветителя базировочное устройство, выполненное с возможностью Смещения по

45 двум координатным осям, перпендикулярным оси вращения шпинделя станка, объектив, устанавливаемьш в шпинделе станка так, что его узловая точка смещена с оси вращения шпинделя,

50 светоделительный кубик и пентапризму, входная грань которой оптически соп. ряжена со светоделительной гранью кубика, отличающийся тем.

что, с целью повьшгения точности контсигнал н-а выходе вычитающего устройс- gg роля, он снабжен первым поляризато- тва 16 равен нулю.ром, оптически сопряженным с вьтходПри смещении центра наконечника ной гранью пентапризмы и выполненным 19 с оси вращения шпинделя два его в виде кольца, вторым поляризатором изображения в плоскости растра 9 оптически сопряженным с выходной

0

5

сместятся друг относительно друга, и сигналы фотоприемных устройств 11 будут иметь модуляцию по частоте с девиацией, равной по величине, но противоположной по знаку, при этом величина девиации частоты пропорциональна величине смещения центра светящегося торца наконечника с оси вращения.

Сигналы с частотных детекторов 15 синусоидальные и противофазные. Разностный сигнал с выхода вычитающего устройства 16 имеет сдвиг фазы отно- сител,ьно опорных сигналов с выходов генератора 17 опорных напряжений. Фазовые детекторы 18 формируют сигналы,- которые могут быть использованы для управления приводом базировочно- го устройства 2 для совмещения центра светящегося торца наконечника 19 с осью вращения шпинделя станка.

Датчик обеспечивает более высокую точность контроля за счет того, что на результаты контроля не влияют ошибки изготовления радиального растра 9, точность его установки относительно оси вращения шпинделя, неравномерность вращения шпинделя стан- 0 ка, так как все эти факторы вызывают синфазное изменение сигналов с выходов фотоприемных устройств 11, которые устраняются вычитающим устройством 16.

0

5

35

Формула изобрете ни я

Датчик активного контроля к станку для центрирования наконечников

40 соединителей волоконных световодов,

содержащий осветитель, последовательно расположенные по ходу лучей осветителя базировочное устройство, выполненное с возможностью Смещения по

45 двум координатным осям, перпендикулярным оси вращения шпинделя станка, объектив, устанавливаемьш в шпинделе станка так, что его узловая точка смещена с оси вращения шпинделя,

50 светоделительный кубик и пентапризму, входная грань которой оптически соп. ряжена со светоделительной гранью кубика, отличающийся тем.

гранью светоделительного кубика и выполненным в виде круга, установленного концентрично первому поляризатору так, что ось второго поляризатора перпендикулярна оси первого, радиальным растром, установленнь1м в плоскости изображения объектива, двулуче- преломляющей призмой, двумя фотоприемными устройствами, каждое из которых выполнено в виде конденсора и фртоприемника, оптически сопряженных с соответствующими выходными гранями двулучепреломляющей призмы, двумя

1350491 .

ными к выходам соответствующих фотоприемных устройств, двумя частотными детекторами, входы которых подключе- J. ны к выходам соответствующих усилителей-ограничителей, вычитающим устройством, два входа которых подключены к выходам соответствующих частотных детекторов, генератором опорных нап- 10 ряжений, фазы которых отличаются на 90, и двумя фазовыми детекторами, одни входы которых подключены к выходу вычитающего устройства, а вторые - к соответствующим выходам геусилителями-ограничителями, подключен-15 нератора опорных напряжений.

Изобретение относится к измерительной технике. Целью изобретения является повышение точности контроля центрирования наконечников соединителей волоконных световодов. ПУчки (Л оо ел о 4 СО

Фиг. 2

Редактор. С.Патрушева

Составитель . А.Заболотский

Техред Л.Олийнык Корректор М.Максимишинец

Заказ 5249/40Тираж 677Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул.Проектная, 4