ФОТОЭЛЕКТРОННОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВЗАИМНОГО РАСПОЛОЖЕНИЯ ОБЪЕКТОВ Советский патент 1973 года по МПК G01B11/14 

1

Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники и может быть использовано для мгновенного цифрового преобразования положения рабочего инструмента, например, с .целью определения размеров обрабатываемого изделия.

Известны фотоэлектронные цифровые устройства для преобразования положения объекта (изделия или рабочего органа обрабатывающего механизма) в код, содержащие объектив, волоконно-оптический блок и источники света.

Существенным достоинством этих устройств является практически мгновенное преобразование положения объекта в параллельный код, удобный для непосредственного ввода в цифровые управляющие и вычислительные устройства. Однако они мало универсальны вследствие невозможности иснользования их для непрерывного бесконтактного измерения размеров изделий непосредственно в процессе их обработки (прессование, штамповка и т. п.), когда направление рабочего хода инструмента совпадает с направлением расположения входного зрачка волоконно-оптического преобразователя, т. е. параллельно ему.

Сущность изобретения заключается в том, что предлагаемое устройство содержит два автономных источника модулированного света, устанавливаемых на рабочих органах обрабатывающего механизма (например, на верхнем и нижнем бойке пресса), и блок фильтров, подключенный к выходам фотоэлементов, содержащий по два фильтра на каждый разряд, один из которых настроен на частоту модуляции первого источника света, а другой - второго. Такое выполнение устройства позволяет

осуществлять непрерывное измерение размера обрабатываемого изделия путем цифрового преобразования положений узлов обрабатывающего механизма. На фиг. 1 схематически изобрал ;ено предлагаемое фотоэлектронное устройство; на фиг. 2 - световодный жуг волоконно-оптического преобразователя.

Устройство содержит объектив /, волоконно-оптический преобразователь 2, фотоэлементы 3, блок фильтров 4 и два автономных источника 5 модулированного света. Волоконно-оптический преобразователь составлен из жтутов 6 светопроводов, передние торцы 7 которых расположены вплотную друг к другу

на одной прямой и образуют входной зрачок 8. Выходные концы 9 светопроводов объединены в соответствии с заданным кодом (например, кодом Грея) в пучки, подведенные к фотоэлементам 3. Источник света 5 содержит миниатюрную лампочку накаливания

(светоизлучающий диод и т. п.), элемент питания и релаксатор. Совокупность этих элементов обеспечивает формирование световых импульсов с заданной частотой, причем частота модулядии одного источника света вьгбирается равной fi, а другого - /2- Источники светово го излучения выполняются такими, чтобы они имели возможно меньшие размеры и были удобны для быстрой установки на контролируемых объектах. G этой целью они могут иметь магнитное основание или снабжаться пневматической присоской, либо быть приспособленными для установки на заранее подготовленное место с помощью винтового, клеевого или друго го рода соединений (установка в направляющих и т. п.). Блок фильтров 4 содержит по два фильтра на каждый разряд, причем один фильтр (10) в данном разряде настроен на частоту /ь а другой (11) -на частоту/2Рассмотрим работу устройства при измерении размера Я изделия 12 в процессе его прессования с помощью двух рабочих органов: верхнего бойка 13 и нижнего 14. Измерение осуществляется путем преобразования положений рабочих плоскостей бойков одна относительно другой, определяемых, в свою очередь, по взаимному положению в пространстве двух автономных модулированных источников света 5, установленных (например, при помощи магнитных оснований) на обоих бойках. Определение координат источников света осуществляется следующим образом. Изображения источников света в виде световых точек, яркость которых изменяется с частотами fi и /2, проецируются на определенные торцы жгутов, соответствующие фотоэлементы вырабатывают электрические сигналы, которые поступают в блок фильтров 4. На выходах фильтров 10 формируется код, пропорциональный координате источника света с частотой модуляции /ь а на выходах фильтров 11 - с частотой /2- Разность параллельных кодов является результатом измерения и может быть выработана специальным ари1фметическим блоком.

Устройство дает возмол ность оперативно вводить поправку, например, на наклеп или

износ инструмента. Для этого приводят оба бойка в соприкосновение или помещают между ними заранее измеренное изделие и далее корректируют положение одного источника света (положение другого фиксировано) до

заданного. Контроль заданного положения может осуществляться по показаниям цифрового табло, подключенного к выходу измерительной системы и установленного на рабочем месте обслуживащегр персонала.

Модуляция светового излучения дает возможность применять устройство, используя его селектирующие свойства, в условиях искусственных и естественных засветок (электросварка, солнечные блики, пламя нагревательных печей и т. п.).

Устройство может быть использовано для контроля положения в заданном направлении узлов механизмов, соверщающих движение не только по прямой, но и по более сложным

траекториям, например по дуге окружности и т. п. В этих случаях оптическая система устройства должна содержать цилиндрическую линзу.

Предметизобретеиия

Фотоэлектронное устройство для определения взаимного расположения объектов, например верхнего и нижнего бойков пресса, содержащее оптически связанные оптикоэлектронный блок, объектив и источники модулированного света, отличающееся тем, что, с целью расширения области применения, источники модулированного света установлены на контролируемых объектах, оптикоэлектронный блок выполнен в виде волоконно-оптического преобразователя и связанных с ним фотоэлементов, выходы которых подключены к частотным фильтрам, соответствующим частотам модуляции света.

йпЛ

1 1 о о

Риг I