Лазерное устройство для диагностирования приводов подач станочных модулей

 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения и диагностирования рассогласования между входными и выходными звеньями механизмов. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей лазерного устройства за счет обеспечения возможности измерения скорости угловых перемещений. С этой целью в схему устройства, работающего на основе лазерного интерферометра для измерения перемещений, введена дифракционная решетка 12 для измерения линейных перемещений, вторая вращающаяся дифракционная решетка 14, которая позволяет модулировать лазерное излучение с частотой углового перемещения , третий фотоприемник 10 и два электронных блок,а 16 и 18 обработки сигналов, что позволяют не только измерять и фиксировать перемещения входного и выходного звеньев контролируемого привода в электронных блоках 16 и 17, но и вычислять сигнал рассогласования с помощью блока 18 обработки сигналов. 1 ил. О)

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

«»SU<«» 13 4 ду 4 С 01 В 21/00

y»«p g Qp „Я

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4054421/24-28 (22) 20. 01. 86 (46) 15. 08. 87. Бюл. У 30 (71) Саратовский политехнический институт (72) Б.M Бржозовский, А.А. Игнатьев, В.В. Мартынов и Е.В. Байков (53) 531.7(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 1236667, кл. G 01 В 21/00, 1983. (54) ЛАЗЕРНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДИАГНОС ТИРОВАНИЯ ПРИВОДОВ ПОДАЧ СТАНОЧНЫХ

МОДУЛЕЙ (57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения и диагностирования рассогласования между входными и выходными звеньями механизмов.

Целью изобретения является расширение функциональных воэможностей лазерного устройства за счет обеспечения возможности измерения скорости угловых перемещений. С этой целью в схему устройства, работающего на основе лазерного интерферометра для измерення перемещений, введена дифракционная решетка 12 для измерения линейных перемещений, вторая вращающаяся дифракционная решетка 14, которая позволяет модулировать лазерное излучение с частотой углового перемещения, третий фотоприемник 10 и пва электронных блока 16 и 18 обработки сигналов, что позволяют не только измерять и фиксировать перемещения

Ъ входного и выходного звеньев контролируемого привода в электронных блоках 16 и 17, но и вычислять сигнал рассогласования с помощью блока 18

Э обработки сигналов. 1 ил.

1330466

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения и диагностирования рассогласования между входными и .) выходными звеньями механизмов, служащих для преобразования вращательного движения в поступательное, а также в качестве датчика линейного и углового перемещения„ в частности ра- lQ бочих органов прецизионных металлорежущих станков.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей лазерного устройства за счет обеспечения 15 возможности измерения угловых перемещений.

На чертеже изображена принципиальная схема лазерного устройства.

Лазерное устройство содержит ла- 20 зер 1, установленный перед коллиматором 2 и оптически связанный с ним, светоделитель 3 (коллиматор 2 установлен перед светоделителем 3 и оптически связан с ним), блок 4 модуляции,25 светоотражательную пластину 5 (светоделитель 3 установлен перед блоком 4 модуляции и оптически связан с ним и светоотражательной пластиной 5), вращающуюся дифракционную решетку 6, 30 второй светоделитель 7, светосоединитель 8, второй 9 и третий 10 фотоприемники, вторую светоотражательную пластину 11, второй светосоединитель

12, первый фотоприемник 13, линейную дифракционную решетку 14, три электронных блока 15-17 обработки сигналов и третий светосоединитель 18.

Светоотражательная пластина 5 установлена перед вращающейся дифрак- 4р ционной решеткой (ИУП} 6 и оптически связана с ней.

Светоделитель 7 установлен перед светосоединителем 12 и оптически связан с ним и со светосоединителем 8.

Светосоединитель 8 установлен перед фотоприемником 9 и оптически связан с ним.

Светосоединитель 12 установлен перед фотоприемником 10 и оптически связан с ним.

Светоотражательная пластина 11 установлена перед светосоединителем 12 и оптически связана с ним.

Светосоединитель !8 устаногпен перед фотоприемником 13 и оптически связан с ним.

Блок 4 модуляции установлен перед линейной дифракционной решеткой (ИЛП) 14 и оптически связан с ней, а так же со светоделителем 7 и светосоединителем 18.

Вращающаяся дифракционная решетка (ИУП) 6 установлена перед светосоединителем 18 с возможностью вращения вместе с вращающимся входным звеном привода подач в плоскости, перпендикулярной световому потоку, и оптически связана со светосоединителями

8 и 18. Линейная дифракционная решетка (ИЛП) 14 установлена перед пластиной 11 с возможностью линейного перемещения вместе с линейно перемещающимся выходным звеном привода подач станка (не показан} в плоскости, перпендикулярной световому потоку, и оптически связана с светоотражательной пластиной 11.

Фотоприемник 13 установлен по ходу светового потока, преломленного светоотражательной пластиной 5, оптически связан со светоделителем 18, а также электрически связан с электронными блоками 15 и 16 обработки сигналов.

Фотоприемник 9 установлен по хо-! ду светового потока с боковой диагностируемой частотой + g получен У ного на вращающейся дифракционной решетке 6, и оптически связан с электронным блоком 15 обработки сигналов.

Фотоприемник 10 установлен по ходу светового потока с нижней боковой частью а — Q, полученного в блоке 4 модуляции, оптически связан с светосоединителем 12, а также электричес" ки связан с электронным блоком 16 обработки сигналов.

Электронный блок 15 обработки сигналов электрически связан с фотоприемниками 13 и 9 и электронным блоком 17 обработки сигналов и установлен вне зоны станка.

Электронный блок 16 обработки сигналов электрически связан с фотоприемниками 13 и 10 и электронным блоком 17 обработки сигналов и установлен вне зоны станка.

Электронный блок 17 обработки сигналов электрически связан с электронными блоками 15 и 16 обработки сигналов и установлен вне зоны станка.

Лазер 1 — многомодовый лазер, коллиматор 2, светоделители 3 и 7, светоотражательные пластины 5 и 11, светосоединители 8, 12 н 18, блок 4 модуляции, фотоприемники 13, 9 и 10

1330466 установлены на общем основании, жестко закрепленном на станине станка.

Лазерное устройство работает следующим образом.

Луч света от источника (лазера) 1 излучения проходит через коллиматор 2 и делится светоделителем 3. Часть излучения 2/3/ проходит через блок

4 модуляции, на выходе которого обра- р зуются лучи с различными частотами

Я,Q + Q, G3 — Q, где ц — несущая частота, Q — частота модуляции. Луч света с частотой с) попадает с выхода блока 4 модуляции на вход линейной дифракционной решетки (ИЛП) 14, установленной с воэможностью линейного перемещения вместе с контролируемым объектом (приводом подач) и образующей на выходе лучи с различными частотами, из которых используется луч с частотой G3+ Q (й„ - частота, пропорциональная скорости линейного перемещения, знак которой зависит от направления движения контро- 25 лируемого объекта). Часть излучения

j1/3 / с выхода светоделителя 3 с помощью светоотражательной пластины 5 попадает на вход вращающейся дифракционной .решетки (ИУП) 6, на выходе 30 которой образуются лучи с различными частотами, из которых используются лучи с частотами Q и а и (+S2Ь частота, пропорциональная скорости

1 углового перемещения) ° Луч света с основной частотой (а, полученной на выходе вращающейся дифракционной решетки 6, смешивается с частью луча с верхней боковой частотой u + G с по. мощью светосоединителя 18 на входе 40 фотоприемника 13. Луч света с нижней боковой частотой K — - C2 с помощью светосоединителя 8 смешивается на входе фотоприемника 9 с лучом частотой

Я и . Фотоприемники 9 и 13 электри- 45 чески связаны с электронным блоком 15, выделяющим частоту + +Яв, интегрирование которой за время измерения дает угловое перемещение.

JIy света с частотой ua Q c помощью светосоединителя 12 смешивается на входе фотоприемника 10 с частью излучения с нижней боковой с частотой а -Я . Фотоприемники 10 и 13 электрически связаны с электронным блоком 16, выделяющим частоту + Q„, интегрирование которой за время измерения дает линейное перемещение. Выходы блоков 15 и 16 электрически связаны с блоком 17, выделяющим сигнал рассогласования+ 4 между входным и выходным звеном привода подач.

Формула изобретения

Лазерное устройство для диагностирования приводов подач станочных модулей, содержащее лазер, установленные на ходу его светового потока светоделитель, предназначенный для разделения светового потока на основной и дополнительный, блок модуляции, выполненный в виде дифракционной решетки., установленной -с воэможностью вращения в плоскости, перпендикулярной основному световому потоку и предназначенный для разделения падающего на него основного светового потока на три световых пучка, соответственно несущей верхней и нижней боковых частот, отражатель, установленный на ходу светового пучка несущей частоты и предназначенный для связи со станочным модулем, первый свето.соединитель, установленный в месте пересечения световых пучков нижней боковой частоты и светового пучка, отраженного от отражателя, второй светосоединитель, установленный в месте пересечения дополнительного светового потока и светового пучка верхней боковой частоты, первый фотоприемник, вход которого оптически связан с первым светосоединителем,. второй фотоприемник, вход которого оптически связан с вторым светосоеди. нителем, электронный блок обработки сигналов, входы которого связаны с выходами первого и второго фотоприемников соответственно, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, оно снабжено второй вращающейся дифракционной решеткой, установленной по ходу дополнительного светового потока и предназначенной для разделения его на два дополнительных световых пучка несущей и боковой диагностируемой частот, третьим светосоединителем, установленным в месте пересечения дополнительного светового пучка боковой диагностируемой частоты и светового пучка нижней боковой частоты третьим фотоприемником, оптически связанным с третьим светосоединителем, вторым и третьим электронными блоками обработки сигналов, вхо1330466

Составитель В. Чулков

Редактор А. Ревин Техред И.Попович Корректор М. Шароши

Заказ 3570/42 Тираж 67С Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 ды второго электронного блока обработки сигналов связаны с выходами второго и третьего фотоприемников соответственно, а выход — с входом третьего электронного блока обработки сигналов, второй вход которого соединен с выходом первого электронного блока обработки сигналов, а отражателЬ выполнен в виде линейной дифракционной решетки.