Фотоэлектрическое измерительное устройство

 

Изобретение относится к измерительной технике и позволяет повысить производительность измерения внешних углов конической детали путем определения значения угла конической, детали бесконтактным методом непосредственно в угловой мере. Осветителем и щелевой диафрагмой формируют пучок прямоугольной формы, который направляют в фотоприемник, в котором световой сигнал преобразуется в электрический и усиливается в усилителе. Величина сигнала с усилителя контролируется по индикатору тока. В начальном положении устройства щелевая диафрагма ориентирована геометрическим центром отверстия перпендикулярно оси контролируемого объекта . Механизмом перемещения осветитель , щелевую диафрагму и фотоприемник поворачивают вокруг оси вала параллельно оптической оси устройства , контролируя величину сигнала по индикатору тока, При повороте осветителя , щелевой диафрагмы и фотоприемника контролируемая деталь будет частично экранировать световой поток , сформированный щелью диафрагмы, в результате чего сигнал на выходе фотоприемника будет изменяться. Минимальная величина сигнала на выходе фотоприемника будет соответствовать установке щелевой диафрагмы . перпендикулярно образующей конической поверхности контролируемой детали . Для данного положения устройства по индикатору положения, оцифрованному в угловой мере, бе.рут отсчет угла, который соответствует углу поворота устройства от начального положения, это значение угла будет соответствовать половине угла контролируемого конуса. 2 ил. (Л 1С 1С о СП

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (584 G 01 В 11 26

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3822419/24-28 (22) 06.12.84 (46) 23.04.86. Бюл. ¹ 15 (71) Ленинаканский филиал Ереванского политехнического института им. К.Маркса и Северо-Западный заочный политехнический институт (72) А.А.Сарвин и С.О.Варданян (53) 531.742(088.8) (56) Бесконтактный контроль размеров . в станкостроении. / Под ред. И.В.Харизоменова. — М.: Машиностроение, 1975, с. 90. (54) ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ ИЗМЕРИТЕЛЬНОЕ

УСТРОЙСТВО (57) Изобретенйе относится к измерительной технике и позволяет повысить производительность измерения внешних углов конической детали путем определения значения угла конической. детали бесконтактным методом непосредственно в угловой мере. Осветителем и щелевой диафрагмой формируют пучок прямоугольной формы, который направляют в фотоприемник, в котором световой сигнал преобразуется в электрический и усиливается в усили- теле. Величина сигнала с усилителя контролируется по индикатору тока.

ÄÄSUÄÄ 1226050 д

В начальном положении устройства щелевая диафрагма ориентирована геометрическим центром отверстия перпендикулярно оси контролируемого объекта. Механизмом перемещения осветитель, щелевую диафрагму и фотоприемник поворачивают вокруг оси вала параллельно оптической оси устройства, контролируя величину сигнала по индикатору тока. При повороте осветителя„ щелевой диафрагмы и фотоприемника контролируемая деталь будет частично экранировать световой поток, сформированный щелью диафрагмы, в результате чего сигнал на выходе фотоприемника будет изменяться. Ми- Е нимальная величина сигнала на выходе фотоприемника будет соответствовать установке щелевой диафрагмы С перпендикулярно образующей коничесд кой поверхности контролируемой детали. Для данного положения устройства по индикатору положения, оцифрованному в угловой мере, берут отсчет угла, который соответствует углу поворота устройства от начального положения, это значение угла будет с соответствовать половине угла контролируемого конуса. 2 ил. CO

1226050

Изобретение относится к измерительной технике и может использоваться для бесконтактного измерения внешних углов конических поверхностей.

Цель изобретения - повышение производительности измерения.

На фиг. 1 представлена принципиальная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 — положение щелевой диафрагмы по отношению к контролируемому объекту при измерении угла конуса.

Фотоэлектрическое устройство содержит источник 1 света и последовательно по ходу излучения расположенные диафрагму 2 и объектив 3, образующие осветитель 4, дополнительную диафрагму 5, выполненную в виде щели, фотоприемник 6, усилитель 7, электрически связанный с фотоприемником, индикатор 8 тока, механизм

9 перемещения, вал 10 и индикатор

11 перемещения, оцифрованный в угловых величинах.

Осветитель и фотоприемник скреплены с валом.

Устройство работает следующим образом.

Предварительно устройство устанавливают на металлорежущем станке так, 30 что ось вала 10 перпендикулярна оси шпинделя станка, в котором установлена контролируемая деталь 12 кони:ческой формы. Контролируемую деталь .располагают между осветителем 4 с И дополнительной диафрагмой 5 и фотопр иемником 6 так, что она частично перекрывает световой пучок от осветителя. Освещают источником 1 света диафрагму 2, расположенную в фокаль- 4О ной плоскости объектива 3. Коллимированный пучок, сформированный объективом, направляют на дополнительную диафрагму 5, после которой про шедший ее световой пучок имеет прямо- 4> угольную форму. Преобразованный пучок направляют в фотоприемник, установленный коаксиально с осветителем.

Фотоприемник 6 перехватывает весь пучок, прошедший щелевую диафрагму, и преобразует световой сигнал в электрический, который затем усиливается в усилителе 7. Величина сигнала с о усилителя постоянно контролируется по индикатору 8 тока. В начальном И положении дополнительная диафрагма 5 ориентирована геометрическим цент,ром щели вдоль плоскости, проходящей через оптическую ось устройства (осветителя 4) и ось вала 10.

Механизмом 9 перемещения осветитель 4, дополнительную диафрагму 5 и фотоприемник 6 поворачивают вокруг оси вала 10, контролируя величину сигнала по индикатору 8 тока. При перемещении (вращении) осветителя и фотоприемника контролируемая деталь частично экранирует световой поток, сформированный щелью дополнительной диафрагмы, в результате чего сигнал на выходе фотоприемника 6 изменяется. Величина сигнала пропорциональна площади светового пучка (S) не экранируемого контролируемой деталью 12. Она определяется как отношение S = m h, где h — высота щели; m — средняя линия проекции пучка в плоскости фотоприемника. Форма проекции — трапеция, в момент, когда щелевая диафрагма оказывается перпендикулярной образующей конуса контролируемой детали 12, форма проекции светового пятна становится прямоугольной. В этом случае средняя линия m проекции пучка оказывается минимальной и, как следствие, при неизменной высоте h щели сигнал на выходе фотоприемника также минимален.

Для данного положения устройства по индикатору 11 положения берут отсчет угла, который равен углу поворота дополнительной диафрагмыЫ от начального положения, при котором ее центр перпендикулярен.оси контролируемого конуса. Поскольку начальное и конечное положения щелевой диафрагмы являются перпендикулярными оси контролируемого конуса и его обРазующей, значение на индикаторе 11 положения соответствует половине угла контролируемого конуса Ы (фиг. 2). !

Предлагаемое устройство позволяет бесконтактным методом по одному замеру определить угол конической детали непосредственно в угловой мере, что дает возможность повысить производительность измерений.

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я

Фотоэлектрическое измерительное устройство, содержащее осветительную систему, установленную с возможностью перемещения и выполненную из источника света, первой диафрагмы и объектива, в фокусе которого установлена первая диафрагма, фотоприемник, усилитель, соединенный с ним индикатор тока, механизм перемещения осветительной системы и фотоприемника и индикатор перемещения, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения производительности измерения, оно снабжено второй диафрагмой, выполненной в виде прямоугольной щели, установленной на выходе осветительной системы, и валом, установленным с возможностью поворота во1226050 круг своей оси, один конец вала соединен с индикатором перемещения, а другой — с осветительной системой через механизм ее перемещения вокруг оси вала, осветительная система и фотоприемник установлены коаксиально между собой и механически соединены с валом, ось вала параллельна оптической оси устройства, а вторая

10 диафрагма ориентирована так, что середина высоты ее щели находится в плоскости, проходящей через оптическую ось устройства и ось вала.

1226050

Составитель Н.Солоухин

Техред Н.Боикало

Корректор Л. Пилипенко

Редактор О.Юрковецкая

Тираж 670

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 2110/28

Подписное

Производственно-полиграфическое предприятие, r.Óæãîðoä, ул.Проектная, 4