Устройство для контроля измерительной головки Советский патент 1991 года по МПК G01B21/00 

Изобретение относится к контрольно- измерительной технике и может быть использовано для измерения погрешности сигнальных головок, применяемых в коор- динатно-измерительных машинах.

Цель изобретения - повышение точности контроля измерительных головок и упрощение конструкции за счет уменьшения запаздывания сигнала второго канала и упрощения схемы.

На чертеже избражена блок-схема устройства,

Устройство для контроля измерительных головок состоит из основания 1, на котором установлен неподвижный упор 2 и каретка 3 с возможностью передвижения по прямой линии относительно основания 1. На каретке 3 жестко закрепляется контролируемая головка 4 с наконечником 5 и частично отражающая пластинка 6. Через центр наконечника 5 проходит ось первого канала интерферометрической измерительной системы, параллельная направлению передвижения каретки 3. На этой оси расположены объектив 7, светоделитель 8, коллиматор 9 и лазер 10. Светоделитель 8 оптически связан с фотодетектором 11. Второй канал 12 интерферометрической измерительной системы выполнен по схеме Майкслсона. К выходу фотодетектора подключен формирователь импульсов (компаратор 13,настроенный на уровень срабатывания, равный половине амплитуды сигнала фотодетектора 11), выходом подключенный к прямому динамическому входу синхронизации D- триггера 14. Выход D-триггера 14 подключен к одному входу конъюнктора 15, а к другому его входу подключен выход второго канала 12 измерительной системы. К установочному входу счетчика 16 импульсов подключен выход измерительной головки 4, к счетному входу счетчика 16 подключен выход конъюнктора 15. Выход счетчика соединен с индикатором 17.

Ё

О СО

сл о

о со

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии упор 2 не касается наконечника 5, и с выхода измерительной головки на вход V счетчика 16 поступает разрешающий сигнал. Каретка 3 перемещается в сторону упора 2. На выходе первого канала 12 измерительной системы формируется периодический сигнал. Число периодов этого сигнала определяет величину перемещения каретки 3. Луч лазера 10 расширяется в коллиматоре 9, проходит светоделитель 8 и объективом 7 фокусируется через пластинку б на поверхность наконечника 5. Отраженные от наконечника 5 и пластинки 6 световые волны формируются по фронтам обьективом 7 и светоделителем 8 направляются на фотодетектор 11. На светочувствительной поверхности фотодетектора 11 формируется интерференционная картина, интенсивность которой зависит от величины зазора между наконечником 5 и пластинкой б. Пока наконечник 5 не касается упора 2, зазор между наконечником 5 и пластиной 6 остается постоянным, и интенсивность света, регистрируемая фотодетектором 11, тоже постоянна, следовательно, сигнал с выхода фотодетектора 11 постоянный, а на выходе компаратора 13 - постоям ный уровень. Триггер 14, как и счетчик 16. находится в исходном состоянии, т.е. на их выходах нули. Нуль выхода триггера 14 поступает на вход конъюнктора 15 и на его выходе формирует постоянный нуль, независимо от сигналов, поступающих на второй вход конъюнкгора 15. Таким образом, сигналы с выхода канала 12 измерительной системы на вход С счетчика 16 не поступают.

При дальнейшем перемещении каретки 3 наконечник 5 измерительной головки 4 упирается на неподвижный упор 2 и начинает перемещаться относительно измерительной головки, вследствие чего величина зазора между пластинкой 6 и наконечником 5 начинает изменяться. Изменение зазоря вызывает изменение интенсивности интерференционной картины, которую регистрирует фотодетектор 11. Периодическое изменение сигнала на выходе фоюдетекто- ра 11 вызывает перепады уровня напряжения на выходе компаратора 13. От первого положительного перепада напряжения на выходе компаратора 13 включается триггер 14, и на его выходе формируется верхний уровень сигнала, соответствующий Г. Этот уровень поступает на вход конъюнктора 15, который выполняет функцию элемента запрета. Для него верхний уровень сигнала является пропускающим, а нижний - запрещающим. Таким образом, после соприкосновения наконечника 5 с упором 2

сигналы о перемещении каретки начнут поступать от канала 12 измерительной системы через конъюнктор 15 на счетный вход счетчика 16. Счетчик 16 суммирует импульсы перемещения каретки 3 до момента срабатывания измерительной головки 4. После срабатывания измерительной головки на вход V счетчика 16 поступает запрещающий сигнал. Счет импульсов прекращается, а зарегистрированное число импульсов показывает индикатор 17. Таким образом, число зарегистрированных импульсов пропорционально величине перемещения каретки 3 от момента соприкосновения наконечника 5 с упором 2 до момента срабатывания измерительной головки 4.

Формула изобретения

Устройство для контроля измерительной головки, содержащее основание с неподвижным упором, каретку, предназначенную для размещения на ней измерительной головки, двухканальную ин- терферометрическую измерительную систеМУ с фотодетектором в каждом канале, первый канал выполнен по схеме Майкель- сона и оптически связан с кареткой, формирователь импульсов, D-триггер, коньюнктор, подключенный к выходу, счетчик импульсов, счетный вход которого соединен с выходом конъюнктора, установочный - предназначен для связи с выходом измерительной головки, а вход установки нуля связан с аналогичным входом

D-триггера и с шиной установки нуля, и индикатор, вход которого соединен с выходом счетчика импульсов, отличающееся тем, что. с целью повышения точности контроля и упрощения конструкции, второй канал интерферометрической измерительной системы выполнен в виде расположенных последовательно на одной оптической оси, параллельной линии перемещения карет и, лазера коллиматора, светоделителя, оптически связанного с фотодетектором канала, обьектива и частично отражающей пластины, жестко закрепленной на каретке, формирователь импульсов выполнен в виде компаратора и включен между фотодетектором второго канала интерферометрической измерительной системы и прямым динамическим входом синхронизации D-триггера.

/

10

Я

Уст.О

1

6 ////////л//////// /

4 5

-4

-1-

Ъ

Изобретение относится к контрольно- измерительной технике. Целью изобретения является повышение точности контроля и упрощение конструкции за счет уменьшения запаздывания сигнала второго канала и упрощения схемы. Цель достигается за счет того, что электронная схема второго канала интерференционной измерительной системы содержит лишь компаратор 13. непосредственно подключенный к D-триггеру 14, оптическая схема второго канала регистрирует изменения зазора между наконечником 5 и пластиной 6. 1 ил.