Преобразователь перемещения в код

 

1. ПРЕОВРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ В КОД, содержащий последовательно размещенные на оптической оси излучатель, коллиматор, анализатор, линзу и фотоприемник, выходкоторого соединен с первым входом блока формирования выходного кода, двигатель , кинематически соединенный валом с ансшизатором, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей преобразователя, в него введены формирователь изменяющегося напряжения, преобразователь напряжение-код формирователь начальной установки, при этом анализатор механически соединен с входом управления формирователя изменяющегося напряжения, выход которого соединен с первым входом преобразователя напряжение-код, второй вход которого соединен с выходом фотоприемника , а выход - с вторым входом блока формирования выходного кода , третий вход которого соединен с выходом формирователя начальной установки , четвертый вход является входом запуска, а первый и второй .выходы его являются выходами преобразователя . 2. Преобразователь по п.1, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что блок формирования выходного кода содержит первый и второй элементы И, триггер , первый и второй счетчики, дешифратор , первый, второй, третий, четвертый и пятый регистры, первый, второй и третий блоки вычитания кодов , первый и второй блоки деления КОДОВ, причем первые входы первого элемента И и первого счетчика .объединены и являются третьим входом , второй вход первого элемен (Л та И является входом запуска блока, с а выход соединен с первым входом триггера, выход которого соединен с первым входом второго элемента И, второй вход которого соединен с вторым входом первого счетчика и являет ся первым входом блока, выход второ l го элемента И соединен с. входом втоо а рого счетчика, первый выход которого соединен с вторым входом триггера, а второй выход соединен с входом дешифг ел ратора, первый, второй и третий выходы которого соединены с первыми вхбдами первого, второго и третьего регистров соответственно, выходы перво го счетчика соединены с первыми входами четвертого и пятого регистров, вторые входы первого, второго, третьего , четвертого и пятого регистров объединены и являются вторым входом блока, выход первого регистра соединен с первым входом первого .блока вычитания кодов,выход второго регистра соединен с первым входом второго

СОЮЗ СО8ЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я) 4 Н 03 M 1/24

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3672308/24-24 (22) 09.12.83 (46) 30,07.85. Бюл. № 28 (72) А.Е.Коротынский, В.М.лунин и IO.Ã.Êoâòóí (71) Ордена Ленина и ордена Трудового Красного Знамени институт электросварки им.E.Î.Ïàòîêà (53) 681 ° 325(088.8) (56) Патент США ¹ 3857639, кл. 340-747, 1974.

Авторское свидетельство СССР

¹ 771464, кл. G 01 В 11/26, 1978. (54) (57) l . ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ В КОД, содержащий последовательно размещенные на оптической оси излучатель, коллиматор, анализатор, линзу и фотоприемник, выход которого соединен с первым входом блока формирования выходного кода, двигатель, кинематически соединенный валом с анализатором, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей преобразователя, в него введены формирователь изменяющегося: напряжения, преобразователь напряжение-код форР. мирователь начальной установки, при этом анализатор механически соединен с входом управления формирователя изменяющегося напряжения, выход которого соединен с первым входом преобразователя напряжение-код, второй вход которого соединен с выходом фотоприемника, а выход — с вторым входом блока формирования выходного кода„ третий вход которого соединен с выходом формирователя начальной установки, четвертый вход является входом запуска, а первый и второй выходы его являются выходами преобразователя.

2. Преобразователь по п.1, о т л и ч а ю шийся тем, что блок формирования выходного кода содержит первый и второй элементы И, триг" гер, первый и второй счетчики, дешифратор, первый, второй, третий, четвертый и пятый регистры, первый, второй и третий блоки вычитания кодов, первый и второй блоки деления кодов, причем первые входы первого элемента И и первого счетчика .объединены и являются третьим входом блока, второй вход первого элемента И является входом запуска блока, а выход соединен с первым входом триггера, выход которого соединен с первым входом второго элемента И, второй вход которого соедииен с вторым входом первого счетчика и является первым входом блока, выход второго элемента И соединен с.входом второго счетчика, первый выход которого соединен с вторьй входом триггера, а второй выход соединен с входом дешиф;. ратора, первый, второй и третий выходы которого соединены с первыми вхо дами первого, второго и третьего регистров соответственно, выходы первого счетчика соединены с первыми входами четвертого и пятого регистров, вторые входы первого, второго, третьего, четвертого и пятого регистров объединены и являются вторым входом блока, выход первого регистра соединен с первым входом первого .блока вычитания кодов, выход второго регист — ра соединен с первым входом второго

1170.6 блока вычитания кодов, выход третьего регистра соединен с первым входом третьего и вторым входом первого блока вычитания кодов, выходы четвертого и пятого регистров соединены с вторыми входами второго и третьего блоков вычитания кодов соответственно, выход первого блока вычитания кодов соединен с первыми входами первого и второго блоков деления кодов, Bloðûå вхо ды которых соединены с выходами соответственно второго и третьего блоков. вычитания кодов, выходь1 блоков деления кодов являются выходами блока.

3. Преобразователь по п.1, о т— л и ч а ю шийся тем, что формирователь изменяющегося напряжения содержит потенциометр и преобразователь сопротивление"напряжение, первый вход потенциометра соединен с первым входом преобразователя сопротивлениенапряжение и со своим первым выходом, второй выход потенциометра соединен с вторым входом преобразователя сопротивление-напряжение, выход которого является выходом формирователя, движок потенциометра является входом управления формирователя.

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может . быть использовано, в частности, для оперативного контроля сварочных перемещений и деформаций широкого класса 5 изделий в процессе сварки.

Целью изобретения является расши- рение функциональных возможностей . преобразователя перемещения в код.

На Фиг.1 приведена структурная схема преобразователя, на фиг.2 - структурная схема блока формирования выходного кода на фиг.З вЂ” временная диаграмма работы преобразователя, на фиг ° 4 — выполнение анализатора. 15

Преобразователь перемещения в код содержит излучатель 1, коллиматор 2, анализатор 3, линзу 4, фотоприемник

5, двигатель 6, блок 7 Формирования выходного кода, формирователь 8 из- 20 меняющегося напряжения, состоящий из потенциометра 9 и преобразователя 10 сопротивление-напряжение, преобразователь 11 напряжение-код, формирователь 12 начальной установки, блок 7 25 формирования выходного кода содержит элемент И 13, триггер 14, счетчики .

15 и 16, дешифратор 17, регистры 1822, блоки 23-25 вычитания кодов, блоки 26 и 27 деления кодов, элемент И gp

28.

Излучатель 1 с установленным на нем коллиматором 2 закрепляется на неподвижной оснастке, анализатор 3, линза 4 и фотоприемник 5 устанавли.ваются на объекте в контролируемой точке, причем фотоприемник 5 .устанав+ ливается в фокусе линзы 4, двигатель

6 приводит в движение анализатор 3, потенциометр 9 движком механически связан с анализатором 3 и подключается к преобразователю 10 сопротивление-напряжение, выход которого соединен с преобразователем 11 напряжение-код, блок 7 также соединен с преобразователем 11 напряжение-код, к которому подключен формирователь

12 начальной установки, фотоприемник

5 соединен с преобразователем 11 напряжение-код, на блок 7 подается сигнал запуска, а выходы его являются выходами N> и И преобразователя.

Преобразователь работает следующим образом.

Двигатель 6 приводит в движение анализатор 3, выполненный в виде непрозрачной маски 29 со щелью 30 И-об разной формы (фиг.4) или с тремя щелями 30. 1-30.3. Анализатор 3 совершает возвратно-поступательное движение в плоскости, перпендикулярной направлению распространения луча излучателя 1, в качестве которого может быть использован гелий-неоновый лазер. Анализатор 3 механически связан с движком потенциометра 9, полный оборот которого соответствует перемещению анализатора 3 в одном направлении. При достижении анализатором 3 конечного положения срабатывает формирователь 12 начальной установки и вырабатывает импульс Т»„ (фиг.3), поступающий в блок 7. з :1170615 4.

При пересечении щелями 30-2-30-3" где К» — коэффициент преобразования анализатора 3 лазерного луча сраба- потенциометра 9 тывает фотоприемник 5 и вырабатыва

К вЂ” коэффициент преобразования

Ф ет сигнал T>, поступающий в блок преобразователя 10. 7 и запускающий преобразователь 11 g Этот код запоминается в регистре 20. напряжение-код. Аналогично в момент пересечения

В качестве преобразователя 19 мо- луча щелью 30-2 в регистре 21 эапоми жет использоваться операционный уси- нается код Ny<, и при пересечении литель, на вход которого подается пуча щелью 30-3, в регистре 22 запоопорное напРяжение, а в обратную 10 минается код N>> . Зная значейия этих

1 связь включается потенциометр 9. кодов, можно определить коэффициент

В момент срабатывания фотоприемни" {» преобразования иотенциометра 8 ка 5 происходит преобразование значе ния сопротивления R> потенциометра 9

Х „ в код Nz преобразователем 11 напря- 15 17 -N

»»» зн жение-код, в качестве которого можно где Х вЂ” расстояние межд" двумя вер.

П»С» Х г использ ов ат ь, например, инте гральную тикальними щелями 30-1 и микросхему 572НВ 1. По сигналу "Пуск", 30-Ц анализатора 3. поступающему на вход блока 7, в момент прихода импульса Т от формиро" 20 Поскольку щель 30-2 наклонена к вателя 12 чачальной установки через щелям 30-1 н 30-3 под углом " =45 д

Ч вЂ” > элемент И 28 происходит установка то изменение координаты f лазерного триггера 14 (фиг.2). луча на плоскости анализатора 3 рав

Счетчики l5 и 16 считывают импуль" но изменению координаты X (trip =1).

1 сы, поступающие от фотоприемника 5 25,Поэтому код N. на выходе преобразопри пересечении щелями 30-I-30-3 ана- .вателя 11 напряжение-код в момент лизатора 3 луча. По приходу третьего пересечения щельв 30-1 луча ссотнет- импульса Т с элемента И 13 (фиг.3) ствует координате Х, а в момент песчетчик 15 обнуляется и срабатывает ресечения щелью 30-2 — координате У. триггер 14, По переднему фронту им- »г Следовательно, координаты Х<<и У, напульсов Т», Т2, Т> на выходах девиф чала отсчета можно определить по ратора 17 (фнг.36,),3) происходит - формулам

1 запись кода N< с вихода преобразователя 10 напряжение-код в регистры 20, »k

21 и 2? соответственно. Счег и»к 16 н " »»

З5 обнуляется имиliibcoM Т„и третьим В последующие циклы измерения кооримпульсом Т»,. динаты Х»У положения луча А7 онредеПо передним фронтам импульсов Т и лнются относительно начала отсчета

Т (фиг.3S,)), соответствулцих прихо- как ду в счетчик 16 первых двух нмнуль-! сов Т»1, происходит запись кода Н,» в регистры 18 и 19 соответственно. Циклу измерения Т»» соответствует время ме цу двумя последовательным,, и пуль. ледовательно, в преобразователе

Сле овательно в сами Т Счетчик 15 работает только

Ь » его в начальное положение поскольачальное положение, посколь в блок 7 сигнала "Пуск". Во втором и последующих циклах происходит нерезва пись кода в регистры 18 и 19,Р к Р измеРЯемых сваРочн"х пеРеме",.

Допустим, анализатор 3 движется щений начальнаЯ Установка преобРазо вправо и начальным положением луча вателя может быть п оизв излучателя 1 в плоскости анализатора

3 является точка А»» (фиг.4) °

При пересечении луча щелью 30-1 этом можно записать в ниде происходит, запуск преобразователя 11 напряжение-код и на его выходе получателя код N»»»

Ф» 2 ("»н »7н ) 1170615

Блоки 23-27, входящие в состав блока 7, реализуют алгоритм, указанный в системе уравнений (1).

Блок 7 мажет быть собран на микросхемах серии !55, в качестве блоков

23, 24 и 25 вычитания кодов можно использовать микросхему К58ТИК2, в качестве блоков 26 и 27 деления кодов"микросхему К587НК3.

На выходах преобразователя в каж дом цикле измерения Тц получается коды К» и ", соответственно равные

N(-N

Н = — — -1 —N, -Н, N -N

N 3. И (" и 1 н

Умножив зти коды на нормирукнций множитель Х„, можно получить дейст»Э вительные значения координат контролируемои точки А свариваемого объек1

10 та, т.е. сварочные перемещения. Диапазон измерения преобразователя зависит только от расстояния и может г быть выбран, исходя из конкретных применений. Максимальный диапазон !

5 измерении ограничен (((изическими раз1 мерами линзы 4.

1 1706 f5

1170б15 Уф

Tjyp

Т< 2 3

Составитель Ю. Котов

Редактор Т. Митейко Техред Т. Фанта Корректор О. Тигор

Заказ 4715/54 Тираж S72 Подписное

BHHHIIH Государственного комитета СССР по делая изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Филиал ЛПП "Патент", r.Óæãîðîä, ул.Проектная, 4