Датчик касания Советский патент 1991 года по МПК G01B7/02 

Фиг.1

гда

12

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к измерению размеров, и может быть использовано для определения геометрических параметров заготовок и готовых изделий,

Цель изобретения - повышение точности определения момента касания за счет увеличения помехоустойчивости к случайным возмущениям.

На фиг. 1 представлена блок-схема датчика касания; на фиг, 2 и 3 Головка съема информации и блок приема информации, варианты выполнения.

Датчик касания содержит головку 1 съема информации, блок 2 приема информации, блок 3 формирования команд, включающий первый 4 и второй 5 компараторы, первый 6, второй 7 и третий 8 триггеры, первый 9 и второй 10 частотные селекторы, генератор 11 импульсов сброса и блок 12 индикации. Блок 3 формирования команд входом подключен к выходу блока приема информации, а выходом - к линии связи. Выход компаратора 4 соединен с входом первого триггера 6 и первым входом генератора 11 импульсов сброса, выход компаратора 5 соединен с входами частотных селекторов 9 и 10 и входом генератора 11, выход которого соединен с установочными входами всех триггеров и блока 12 индикации. Выход первого частотного селектора 9 соединен с входом триггера 8, выход второго частотного селектора 10 соединен с входом триггера 7, выходы второго и третьего триггеров соединены с входом блока 12 индикации, обеспечивающим световую и звуковую индикацию, выходы триггеров предназначены для подключения к линии связи.

В первом варианте блок-схема головки 1 съема информации и блока 2 приема информации (фиг.2) содержит щуповой чувст- ёительный элемент 13, подключенный к ключевому элементу 14, к которому подключен модулирующий генератор 15 и усилитель 16 мощности, излучающие элементы 17 подключены к усилителю 16 мощности. К источнику 18 питания подключены параллельно блоки 14-16, принимающий элемент 19, выход которого подключен к входу усилителя 20, выход которого предназначен для подключения к блоку 3 формирования команд.

Во втором варианте блок-схема головки 1 съема информации и блока 2 приема информации содержит последовательно включенные модулирующий генератор 21, модулятор 22, генератор 23 несущей частоты, щуповой чувствительный элемент 24, источник 25 питания, подключенный к блокам

21-23, а также последовательно соединенные датчик 26 приема электромагнитных колебаний, усилитель 27 и демодулятор 28. Блок 3 формирования команд работает

следующим образом.

Сигнал, принятый с блока приема информации на входы компараторов 4 и 5, из которых компаратор 4 имеет порог срабатывания 30-60% от максимального уровня

0 сигнала и срабатывает раньше компаратора 5, взводит триггер 6 и срывает генерацию в генераторе 11 импульсов сброса. Вслед за компаратором 4 срабатывает компаратор 5, который имеет верхний порог срабатывания

5 70-90% от нормального. При этом, если произошло касание с деталью, на выходе компаратора 5 формируются импульсы с частотой Рсл следования, которые блокируют генератор 11 импульсов сброса, на вы0 ходе которого изчезают импульсы сброса. Одновременно импульсы с компаратора 5 поступают на частотный селектор 9 импульсов, и, если частота следования РСл попала в его интервал частот, на выходе

5 селектора формируется сигнал, взводящий триггер 8, на выходе которого формируется сигнал касания, который поступает на линию связи для передачи на УЧПУ. Одновременно этот же сигнал поступает на вход

0 компаратора 5, понижая порог его до уровня 25-50%. Таким образом, улучшается захват импульсов, следующих с блока 2 приема информации. Этот же сигнал поступает на входы блока 12 индикации, где про5 исходит звуковая и световая индикация момента касания. Для слежения за состоянием источника питания в головке съема информации служит второй частотный селектор 10, выход которого подсоединен к

0 входу триггера 7. В том случае, если батареи питания находятся в сильном разряде, частота следования Рсл изменяется настолько, что выходит за пределы заданного интервала, вызывая срабатывание

5 триггера 7, на выходе которого сформируется сигнал о разряде источника питания, и через линию связи поступает на стойку УЧПУ. Если касание исчезает, то и сигнал на входе компараторов 4 и 5 также исчеза0 ет. при этом исчезают импульсы, формируемые этими компараторами для генератора 11 импульсов сброса. Тогда на выходе генератора 11 появляются импульсы, которые приводяг в исходное со5 стояние триггеры 6-8, а также блок 12 индикации. При этом триггер 8 на своем выходе формирует сигнал, говорящий об отсутствии касания - холостой ход, который через линию связи поступает на стойку УЧПУ.

Датчик касания в первом варианте (фиг. 2) работает следующим образом.

Модулирующий генератор 15 вырабатывает импульсный сигнал с периодом следования Fc/i, пропорциональным напряжению источника 18 питания, т.е. Fc/i f(Un). Таким образом, в момент касания детали щуповым чувствительным элементом 13 по нему начинает протекать ток, который включает ключевой элемент 14, и он пропускает импульсы генератора 15 на усилитель 16 мощности, который управляет мощностью излучения излучающих элементов 17. Оптическое излучение улавливается принимающим элементом (фотодатчиком) 19, усиливается усилителем 20 и подается на блок 3 формирования команд.

Во втором варианте (фиг.З) датчик касания работает следующим образом. Генератор 21 вырабатывает импульсный сигнал с периодом следования Рсл, пропорциональным напряжению источника 25 питания, т.е. РСЛ f(Un). Таким образом, в момент касания материала детали элементом 24 на деталь замыкается высокочастотный сигнал генератора 23, промодулированный модулятором 22 с частотой следования генератора 21. При этом в станине станка возбуждается электромагнитное поле с частотой генератора 23. Это электромагнитное поле улавливается электромагнитным датчиком 26, усиливается в усилителе 27 высокой частоты и после его демодуляции в демодуляторе 28 поступает на блок 3 формирования команд.

Повышение точности обеспечивается тем, что в блоке формирования команд полученный сигнал касания проверяется подтверждением через систему селекторов, и передача сигнала о касании на УЧПУ исключает случайность полученного сигнала. За счет предложенной конструкции значительно повышается производительность датчика по сравнению с известными конструкциями. Точность передачи информации обеспечивается за счет уменьшения чувствительности к механическим возмущениям благодаря конструктивному решению датчика касания и простой и надежной системе индикации момента касания за счет применения оригинальной схемы блока формирования команд, позволяющей принимаемые сигналы классифицировать и на основе формирования их посылать команды на ЧПУ станка.

Формула изобретения

1. Датчик касания, содержащий головку съема информации со щуповым чувствительным элементом, блок приема информации и блок формирования команд, о т л и - чающийся тем, что, с целью повышения точности, блок формирования команд еыполней в виде двух компараторов, двух час- тотных селекторов, трех триггеров, генератора импульсов сброса и блока индикации, входы компаратора объединены и со- единены с выходом головки съема

информации, выход первого компарэтопз соединен с входом первого триггера и , р вым входом генератора импульсов сброса, выход второго компаратора соединен с входами первого и второго частотных гелекторов и вторым входом генератора импульсов сброса, выход которого соединен с установочными входами всех триггеров и блока индикации, выход первого частотного селектора соединен с входом второго триггера, выход второго частотного селектора соединен с входом третьего триггера, выход которого соединен с вторым входом второго компаратора и первым входом блока индикации, второй вход которого соединен с

выходом второго триггера, выходы всех триггеров предназначены для подключения к линии связи.

2.Датчик по п.1,отличающийся тем, что головка съема информации выполйена в виде последовательно соединенных модулирующего генератора, трехвходового ключевого элемента, усилителя мощности и излучающего элемента, щупового элемен- та,соединенного с вторым входом ключевого элемента и источника питания, выход которого соединен с входом модулирующего генератора третьим входом ключевого элемента и вторым входом усилителя мощности, а блок приема информации выполнен в виде последовательно соединенных фотоприемника и усилителя мощности, выход которого соединен с входом блока формирования команд.

3.Датчик по п.2, отличающийся тем, что головка съема информации выполнена в виде последовательно соединенных модулирующего генератора, модулятора, генератора несущей частоты и щупового чувствительного элемента, источника питания, выход которого соединен с входом модулирующего генератора, вторым входом модулятора и вторым входом генератора несущей частоты, а блок приема информации выполнен в виде последовательно соединенных электромагнитного датчика, усилителя и демодулятора, выход которого соединен с входом блока формирования команд.

iP

i

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для определения геометрических параметров заготовок и готовых изделий. Цель изобретения - повышение точности определения момента касания. В датчике касания, содержащем головку 1 съема информации, блок 2 приема информации и блок 3 формирования команд, блок формирования команд выполнен в виде двух компараторов 4 и 5, двух частотных селекторов 9 и 10, трех триггеров 6 - 8 и генератора 11 импульсов сброса. В блоке формирования команд сигнал касания проверяется подтверждением через систему селекторов, тем самым исключается случайность полученного сигнала, 2 з.п.ф-лы, 3 ил.

w

1

и

15

Q

VL, I

Г

iв

I tl I

Л1

Фиг. 2

27

28

Риг.з