Фотоэлектрический датчик для центрирования объектов

 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для выставления относительно оси различных объектов. Целью изобретения является повышение точности центрирования за счет измерения не только линейных, но и угловых смещений объекта относительно заданной оси. Пучки лучей излучателя, прошедшие через диафрагму 2, собираются коническим световодом 5 на фотоприемник 6. Центрирование объекта по линейным координатам осуществляют по наибольшему сигналу с выхода фотоприемника 6. При отсутствии угловых смещений объекта пучки лучей, отраженные от зеркальной кольцевой зоны 4 конуса 3, падают на зеркала 7 под равными углами и после последовательных многократных отражений от зеркал 7 и 8 формируют на позиционно-чувствительных фотоприемниках 9 симметричные световые пятна. В этом случае разностный сигнал с выходов противоположно расположенных позиционно-чувствительных фотоприемников 9 равен нулю. При угловом смещении объекта пучки лучей, отраженные от зеркальной кольцевой зоны 4 конуса 3, попадают на зеркала 7 под разными углами, что нарушает симметрию, при этом разность выходных сигналов с выходов противоположно расположенных позиционно-чувствительных фотоприемников 9 пропорциональна величине углового смещения объекта. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

09) (11) А2 )) 4 G 01 В 11/27 г ц " g3,g

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГННТ СССР

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Ф (61) 11 55846 (21) 4208256/24-28 (22) 10.03.87 (46) 07.04.89. Бюл. Р 13 (71) Ижевский механический институт (72) В.Н.Шиляев, В.П.Кривобоков и В.А.Мыльников (53) 531.715.27 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

В 1155846, кл. Г 01 В 11/27, 09.12.83. (54) ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ДАТЧИК ДЛЯ

ЦЕНТРИРОВАНИЯ ОБЪЕКТОВ (57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для выставления относительно оси различных объектов. Целью изобретения является повышение точности центрирования за счет измерения не только линейных, но и угловых смещений объекта относительно заданной оси. Пучки лучей излучателя, прошедшие через диафрагму 2, собираются коническим световодом 5 на фотоприемник 6. Центрирование объекта по линейным координатам осуществляют по наибольшему сигналу с выхода фотоприемника б. При отсутствии угловых смещений объекта пучки лучей, отраженные от зеркальной кольцевой зоны

4 конуса 3, падают на зеркала 7 под равными углами и после последовательных многократных отражений от зеркал

7 и 8 формируют на позиционно-чувствительных фотоприемниках 9 симметричные световые пятна, В этом случае разностный сигнал с выходов противоположно расположенных позиционночувствительных фотоприемников 9 равен нулю. При угловом смещении объекта пучки лучей, отраженные от зеркальной кольцевой зоны 4 конуса 3, попадают на зеркала 7 под разными углами, что нарушает симметрию,при этом разность выходных сигналов с выходов противоположно расположенных позиционно-чувствительных фотоприемников 9 пропорциональна величине углового смещения объекта. 1 ил.

1 471 067

Изобретение относится к области измерительной техники, может быть использовано для выставления отно- сительно оси различных объектов и является усовершенствованием изобретения по авт.св, Р 1155846, Целью изобретения является повышение точности центрирования объектов за счет измерения не только ли- Ip нейных, но и угловых смещений объекта относительно заданной оси.

На чертеже, представлена функциональная схема датчика.

Датчик содержит корпус 1, пред- 15 назначенный для скрепления с объектом контроля (не показан), и последовательно установленные в корпусе

1 по ходу пучка лучей излучателя (не показан) диафрагму 2, выполненную с возможностью изменения.ее диаметра, конус 3 с кольцевой зеркальной зоной 4 на конической поверхносо ти и углом при вершине 90, конический световод 5, фотоприемник б,опти- 25 чески связанный с малым выходным торцом конического световода 5. На вход- ном торце конического световода 5 установлен основанием конус 3 соосно с коническим световодом 5, В корпусе I установлены попарно диаметрально противоположно в двух взаимно перпендикулярных направляющих четыре измерительных блока на одинаковом расстоянии от оптической . оси датчика, Каждый из измерительных блоков выполнен в виде двух плоских зеркал 7 и 8, установленных параллельно одно другому, и позиционночувствительного фотоприемника 9. В 4 корпусе 1 выполнены четыре отверстия

1.0, через которые зеркала 7 оптически связаны с соответствующей частью кольцевой зеркальной эоны 4 конуса 3.

Позиционно-чувствительные Фотоприемники 9 оптически связаны через зеркала 7 и 8 и отверстия 10 с соответствующей частью кольцевой зеркальной зоны 4 конуса 3. Диаметр диафрагмы 2 устанавливают равным диаметру пучка лучей излучателя.

Датчик работает следующим образом.

Пучки лучей излучателя, прошедшие через диафрагму 2, собираются коническим световодом 5 на фотоприемник

6, Центрирование объекта осуществляют по наибольшему сигналу с выхода . фотоприемников. Часть пучка лучей, прошедшая через диафрагму 2, отражается от зеркальной кольцевой эоны 4 конуса 3 и, пройдя через отверстия

10 в корпусе I несколько раэ последовательно отражается от черкал 7 и 8, после чего попадает на позиционНо чувствительные фотоприемники 9.

При отсутствии угловых смещений объекта, т,е, если его ось параллельна оси центрирования, отраженные от черкальной кольцевой зоны 4 конуса 5 пучки лучей (показаны сплошной линией) падают на зеркала 7 под равными углами, При этом световые пятна на всех четырех позиционно-чувствительных фотоприемниках 9 симметричны, а разность сигналов с двух противоположных позиционно-чувствительных фотоприемников 9 равна нулю.При угловом смещении объекта пучки лучей, отраженные от .зеркальной кольцевой зоны 4 конуса 3, попадают на зеркала 7 под разными углами и после последовательных многократных отражений от зеркал 7 и S попадают на разные участки позиционно-чувствительных фотоприемников 9, при этом разность сигналов с двух противоположно расположенных Фотоприемников 9 пропорциональна угловому смещению объекта.

Таким образом, фотоэлектрический датчик обеспечивает выставление (центрирование) объекта не только по линейной, но и по угловой координате.

Формула и з о б р е т ения

Фотоэлектрический датчик для центрирования объектов по авт.св, Р 11 55846, отличающийся тем, что, с целью повышения точности центрирования, он снабжен конусом с кольцевой зеркальной зоной на конической поверхности и углом о при вершине 90, установленным своим основанием на входном торце конического световода соосно с ним, четырьмя измерительными блоками, которые выполнены каждый в виде двух плоских зеркал, установленных параллельно один другому, и поэиционночувствительного фотоприемника, и установлены попарно диаметрально противоположно в двух взаимно перпендикулярных направлениях на одинаков ом расстоянии от оптич еской оси де1471067

Гоставитель А. Заболотский

Техред А.Кравчук Корректор О. Кравцова

Редактор В.Петраш

Заказ 1580/44 Тираж 683 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.Ужгород, ул. Гагарина,101 тали так, что каждый позиционно-чувствительный юотоприемник оптически связан через соответс гвующую пару плоских зеркал с соответствующей частью кольцевой зеркальной эоны конуса.