Датчик активного контроля к станку для центрирования наконечников соединителей волоконных световодов

 

Изобретение относится к измерительной технике. Целью изобретения является повышение точности контроля центрирования наконечников соединителей волоконных световодов. ПУчки (Л оо ел о 4 СО

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„80„„1 5Î491 А1

G 01 В l l /27

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Ю

1 а 1

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3991422/24-28 (22) 10.12.85 (46) 07.11.87. Бюл. N - 41 (72) В.И.Попов, П.В.Тимонин и И.И.Юдин (53) 531.715.27 (088 ° 8) (56) IEFE Journal df Quantum

Electronica, 1982, v (Е-18, р. 1573-1579. (54) ДАТЧИК АКТИВНОГО КОНТРОЛЯ К

СТАНКУ ДЛЯ ЦЕНТРИРОВАНИЯ НАКОНЕЧНИКОВ СОЕДИНИТЕЛЕЙ ВОЛОКОННЫХ СВЕТОВОДОВ (57) Изобретение относится к измерительной технике. Целью изобретения является повышение точности контроля центрирования наконечников соединителей волоконных световодов. ПУчки

135 лучей, выходящие 6з торца центрируемого наконечника 19, проходят через объектив 3 и разделяются светоделительным кубиком 4 и пентапризмой 5 на два пучка лучей, первый из которых проходит через первый поляризатор 6, а второй — через второй поляризатор 7, оптические оси которых скрещены. Далее пучки лучей попадают на радиальный растр 9, а затем разделятся двулучепреломляющей призмой, при этом каждый пучок лучей попадет только на соответствующее фотоприемное устройство 11. Так как узловая точка объектива 3 смещена с оси вращения шпинделя, то при его вращении два изображения светящегося торца наконечника 19, сформированные первым

0491 и вторым пучками лучей, будут описывать окружность. Смещение центра светящегося торца наконечника 19 п1 иведет к смещению его изображений относительно центра растра 9, что вызовет модуляцию сигналов с выходов фотоприемных устройств 11 по частоте.

Сигналы с выходов частотных детекторов будут синусоидальными и противофазными, а сигнал с выхода вычитающего устройства будет пропорционален величине смещения центра торца нако нечника 19 относительно оси вращения шпинделя и не будет зависеть от погрешности изготовления радиального растра 9, точности его установки относительно оси вращения шпинделя станка. 2 ил.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в качестве датчика активного контроля станка для центрирования наконечников соединителей волоконных световодов.

Целью изобретения является повышение точности контроля центрирования наконечников соединителей волоконных световодов за счет устранения влияния неравномерности вращения шпинделя станка, ошибок изготовления оптических элементов датчика, в т.ч. растра на результаты контроля.

На фиг.1 представлена оптическая схема датчика; на фиг.2 — функциональная схема блока обработки.

Датчик содержит (фиг.1) осветитель

1., последовательно расположенные по ходу лучей осветителя 1 базировочное устройство 2, выполненное с возможностью смещения по двум координатным осям, перпендикулярным оси вращения шпинделя станка (на чертеже не показан), объектив 3, устанавливаемый в шпинделе станка так, что его узловая точка смещена с оси вращения шпинделя,. светоделительный кубик 4, пентапризму 5, входная грань которой оптически сопряжена со светоделительной гранью кубика 4, первый поляризатор 6, выполненный в виде кольца, .On2 тически сопряженный со светоделительной гранью кубика 4, второй поляризатор 7, оптически сопряженный с выходной гранью светоделительного кубика

5 4 и выполненный в виде круга, установленного концентрично первому поляризатору 6 так, что ось второго поляризатора 7 перпендикулярна оси первого призму 8, радиальный растр 9, установленный в плоскости изображения объектива 3, двулучепреломляющую призму 10, два фотоприемных устройства 11, каждое из которых выполнено в виде конденсора 12 и фотоприемника

13, оптически сопряженных с соответствующими выходными гранями двулучепреломляющей призмы 10, два усилителя-. ограничителя 14 (фиг.2) подключенные к выходам соответствующих фото20 приемных устройств, два частотных детектора 15, входы которых подключены к выходам соответствующих усилителей-ограничителей 14, вычитающее уст2 ройство 16, два входа которого пор ключены к выходам соответствующих частотных детекторов 15, генератор 17 опорных напряжений фазы которых от4 личаются на 90, два фазовых детек30 тора 18, одни входы которых подключены к выходу вычитающего устройства

16, а вторые к соответствующим выходам генератора 17 опорных напряжений.

1350491

10 вращения.

35

В базировочное устройство 2 устанавливают центрируемый наконечник 19 соединителя волоконных световодов 20.

Датчик работает следующим образом.

В свободный торец волоконного световода 20 попадают пучки лучей осве-! тителя I, В базировочном устройстве

2 закреплен центрируемый наконечник

19 соединителя волоконных световодов

20. Объектив 3 формирует изображение светящегося торца наконечника 19 в плоскости изображения.

Пучки лучей, прошедшие через объектив 3, разделяются светоделительным кубиком 4 и пентапризмой 5 на два пучка лучей, первый из которых проходит через первый поляризатор 6, а второй — через второй поляризатор 7, при этом после поляризаторов первый и второй пучки лучей будут плоско поляризованы во взаимно перпендикулярных плоскостях.

Отразившись от призмы 8 первый и второй пучки лучей пройдут через радиальный растр 9и разделятся двулучепреломляющей прйзмой 10, при этом каждый из пучков лучей попадет на вход только соответствующего фотоприемного устройства 11.

Так как узловая точка объектива

3 смещена с оси вращения шпинделя, то при его вращении два изображения светящегося торца наконечника 19, соответствующие первому и второму .пучку лучей, будут описывать две окружности. Если центр светящегося торца наконечника 19 совмещен с осью вращения шпинделя станка,.то его два изображения в плоскости растра 9 совмещены, а при вращении будут описывать окружность одного диаметра, при этом сигналы с выхода фотоприемных устройств 11 равны между собой. Эти сигналы усиливаются и ограничиваются усилителями-ограничителями 14 и поступают на частотные детекторы 15 и далее на вычитающее устройство 16.

Сигнал с выхода вычитающего устройства 16 поступает на фазовые детекторы 18, где сравнивается с опорными сигналами генератора 17 опорных напряжений. При равенстве сигналов с выходов фотоприемных устройств 11 сигнал ка выходе вычитающего устройства 16 равен нулю.

При смещении центра наконечника

19 с оси вращения шпинделя два его изображения в плоскости растра 9 сместятся друг отноСительно друга, и сигналы фотоприемных устройств 11 будут иметь модуляцию по частоте с девиацией, равной по величине, но противоположной по знаку, при этом величина девиации частоты пропорциональна величине смещения центра светящегося торца наконечника с оси

Сигналы с частотных детекторов 15 синусоидальные и противофазные. Pasностный сигнал с выхода вычитающего устройства 16 имеет сдвиг фазы относительно опорных сигналов с выходов генератора 17 опорных напряжений.

Фазовые детекторы 18 формируют сигна— лы, которые могут быть использованы для управления приводом базировочного устройства 2 для совмещения цент-. ра светящегося торца наконечника 19 с осью вращения шпинделя станка.

Датчик обеспечивает более высокую точность контроля за счет того, что на результаты контроля не влияют ошибки изготовления радиального растра 9, точность его установки относительно оси вращения шпинделя, неравномерность вращения шпинделя станка, так как все эти факторы вызывают синфазное изменение сигналов с выходов фотоприемных устройств 11 которые устраняются вычитающим устройством 16.

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я

Датчик активного контроля к станку для центрирования наконечников соединителей волоконных световодов, содержащий осветитель, последовательно расположенные по ходу лучей осветителя базировочное устройство, выполненное с возможностью Смещения по двум координатным осям, перпендикулярным оси вращения шпинделя станка, объектив, устанавливаемый в шпинделе станка так, что его узловая точка смещена с оси вращения шпинделя, светоделительный кубик и пентапризму, входная грань которой оптически сопряжена со светоделительной гранью кубика, отличающийся тем, что, с целью повышения точности контроля, он снабжен первым поляризатором, оптически сопряженным с выходной гранью пентапризмы и выполненным в виде кольца, вторым поляризатором оптически сопряженным с выходной

Составитель . А.Заболотский

Редактор. С.Патрушева

Техред Л.Олийнык Корректор М,Максимишинец

Заказ 5249/40 Тираж 677 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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

1350491 . е

1 гранью светоделительного кубика и ными к выходам соответствующих фотовыполненным в виде круга, установлен- приемных устройств, двумя частотными ного концентрично первому поляризато- детекторами, входы которых подключеру так, что ось второго поляризатора ны к выходам соответствующих усилите5 перпендикулярна оси первого, радиаль- лей-ограничителей, вычитающим устройным растром, установленным в плоскос- ством, два входа которых подключены ти изображения объектива, двулуче- к выходам соответствующих частотных преломляющей призмой, двумя фотопри- детекторов, генератором опорных напемными устройствами, каждое из кото- 10 ряжений, фазы которых отличаются на рых выполнено в виде конденсора и 90О, и двумя фазовыми детекторами, фртоприемника, оптически сопряженных одни входы которых подключены к выс соответствующими выходными гранями ходу вычитающего устройства, а втодвулучепреломляющей призмы, двумя рые — к соответствующим выходам геусилителями-ограничителями, подключен-1б нератора опорных напряжений.