Преобразователь перемещения в код

 

Изобретение относится к автоматике и может быть использовано, например , в сварочном производстве при контроле сварных перемещений. Для повышения надежности в преобразователь , содержащий излучатель 1, отражатель 2, анализатор 3, двигатель 4, линзу 5, фотоприемник 6, коллиматор 7, полупрозрачную пластину 8, формирователи 9 и 11 импульсов, счетчик 12, триггер 13, элементы И 15, 16, счетчики 17, 18, делители 19, 20 кода, введены модулятор 10 и триггер 140 Модулятор 10 выполнен с радиальными щелями, а анализатор - из двух непрозрачных полос, одна из которых развернута на 180° по спирали Архимеда, а другая - по радиусу Отражатель 2 закрепляется на объекте и при его перемещении луч от излучателя 1, пройдя коллиматор 7, пластину 8, отражатель 2, снова пластину 8, промодулируется модулятором 10„ С его выхода световые импульсы пройдут анализатор 3 и сформируют потоки света, число импульсов света в которых пропорционально положению отражателя 2 и скорости вращения двигателя 4. Формирователь 9 формирует импульс начала измерения, открывающий триггер 13„ Формирователь 11 формирует импульсы, просчитываемые счетчиком 12. Через элементы И 15, 16 эти импульсы проходят на счетчики 17, 18, которые формируют значения кода, пропорциональные перемещению отражателя 2. На выходах делителей 19, 20 формируется код перемещения объекта в полярных координатах. Триггеры 13 и 14 закрываются последним импульсом из каждой пачки импульсов 4 ил„ SS (Л сь GO i о ю со Фиг.1

„„SU „„1637023

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А1 (51)5 Н 03 М 1/24

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ASTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

IlO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4070869/24 (22) 28,03.86 (46) 23.03.91. Бюл. № 11 (72) С.Н.Абрамов (53) 681. 325 (088. 8) (56) Авторское свидетельство СССР

В 1605309, кл. Н 03 М 1/24, 1985, Авторское свидетельство СССР

N 1156255, кл. Н 03 М 1/24, 1983. (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ В

КОД (57) Изобретение относится к автоматике и может быть использовано, например, в сварочном производстве при контроле сварных перемещений. Для повьппения надежности в преобразователь, содержащий излучатель 1, отражатель 2, анализатор 3, двигатель

4, линзу 5, фотоприемник 6, коллиматор 7, полупрозрачную пластину 8, формирователи 9 и 11 импульсов, счетчик 12, триггер 13, элементы И

15, 16, счетчики 17, 18, делители

19, 20 кода, введены модулятор 10 и триггер 14. Модулятор 10 выполнен с радиальными щелями, а анализатор—

2 из двух непрозрачных полос, одна из которых развернута на 180 по спирао ли Архимеда, а другая — по радиусу.

Отражатель 2 закрепляется на объекте и при его перемещении луч от излучателя 1, пройдя коллиматор 7, пластину 8, отражатель 2, снова пластину

8, промодулируется модулятором 10.

С его выхода световые импульсы пройдут анализатор 3 и сформируют потоки света, число импульсов света в которых пропорционально положению отражателя 2 и скорости вращения двигателя 4. Формирователь 9 формирует импульс начала измерения, открывающий триггер 13. Формирователь 11 формирует импульсы, просчитываемые счетчиком 12. Через элементы И 15, 16 эти импульсы проходят на счетчики 17, 18, которые формируют значения кода, пропорциональные перемещению отражателя 2. На выходах делителей 19, 20 формируется код перемещения объекта в полярных координатах. Триггеры 13 и 14 закрываются последним импульсом из каждой пачки импульсов. 4 ил.

1637023

t0

Изобретение относится к области автоматики и предназначено для контроля перемещений, в частности деформаций в процессе сварки металлов.

Цель изобретения — повышение надежности преобразователя.

На фиг. 1 представлена структурная схема преобразователя; на фиг.2анализатор; на фиг. 3 — модулятор; на. фиг, 4 — временные диаграммы работы преобразователя.

Преобразователь содержит излучатель 1, отражатель 2, анализатор 3, двигатель 4, линзу 5, фотоприемник

6, коллиматор 7, полупрозрачную пластину 8, формирователь 9 импульсов, модулятор 10, формирователь 11 импульсов, счетчик 12, триггеры 13 и

14, элементы И 15 и 16, счетчики 17 и 18, делители 19 и 20 кода, на диаграммах представлены сигналы 21-27.

Излучатель 1 устанавливается на неподвижной базовой оснастке, отражатель 2 закрепляется на объекте в контролируемой точке ° Анализатор 3 и модулятор 10 расположены.на одной, оси, их приводит в движение двигатель 4, частота вращения модулятора

10 в несколько раэ выше частоты анализатора 3. Линза 5 с установленным в ее фокусе фотоприемником 6 закрепляется так, что ее оптическая ось совпадает с осью вращения анализатора

3 и модулятора 10. Коллиматор 7 устанавливается на излучателе 1, полупрозрачная пластина 8 устанавливается перед коллиматором 7 таким образом, что отраженный от отражателя 2 луч попадает в анализатор 3, пройдя через модулятор 10.

Преобразователь работает следующим образом.

Излучатель 1, в качестве которого может быть использован гелий-неоновый лазер,с закрепленным на нем коллиматором 7 устанавливается на неподвижной базовой оснастке и используется для задания опорного напряжения. Отражатель 2 устанавливается на объекте в контролируемой точке. полупрозрачная пластина 8 устанавливается в непосредственной близости от коллиматора 7 под углом 45 к световому потоку таким образам, чтобы отраженный от отражателя 2 луч попадал через модулятор 10 в анализатор 3. При вращении аналиэатора 3 и модулятора 10 от фотоприемника 6 поступают импульсы 22 в моменты zipeхождения лазерного луча через щели модулятора 10. При пересечении луча непрозрачными полосами анализатора 3 импульсы 22 от фотоприемника 6 не поступают. Один раз эа один оборот анализатора 3 формирователь 9 вырабатывает импульс 21 начала отсчета.

Этот импульс переключает триггер 13, который импульсом 23 открывает элемент И 15. Через элемент И 15 на счетчик 17 начинают проходить импульсы 26 от фотоприемника 6.

В момент пересечения луча непрозрачной радиальной полосой анализатора 3, когда от фотоприемника 6 перестают поступать импульсы 22, формирователь 11 вырабатывает импульс 23, который поступает через счетчик 12 на вход сброса триггера 13. Триггер 13 импульсом 24 закрывает элемент И 15, прекращая поступление импульсов 22 на счетчик 17. Этот же импульс 23 поступает на вход триггера 14, который импульсом 25 открывает элемент

И 16.

На счетчик 18 через элемент И 16 начинают поступать импульсы 22 с фотоприемника 6. В момент пересечения луча непрозрачной полосой анализатора

3, выполненной в виде спирали Архимеда, когда от фотоприемника 6 перестают поступать импульсы 22, формирователь 11 вырабатывает второй импульс 23, который поступает через счетчик 12 на вход сброса триггера

14. Триггер 14 закрывает элемент И

16, прекращая поступление импульсов

22 на счетчик 18, Этот же импульс 23 переписывает информацию иэ счетчиков

17 и 18 в делители 19 и 20 кода соответственно и обнуляет счетчики 17 и 18.

Таким образом, на выходах делителей 19 и 20 образуются коды Cj и Р соответствующие положению объекта. В процессе перемещения объекта отражатель 2 может иметь угловое перемещение в двух взаимно перпендикулярных плоскостях: в горизонтальной и вертикальной. Это приведет к изменению положения луча в плоскости анализатора 3. !!овые полярные координаты луча в плоскости анализатора 3 определяются аналогично начальному положению. При необходимости можно легко перейти к,декартовой системе координат.

5 163702

Очевидно, что нестабилиэация вращения двигателя 4 никоим образом не сказывается на надежности преобразо" вателя, а использование модулятора

10 позволяет исключить из него гене5 ратор импульсов, являющийся одним из источников его погрешности.

Формула изобретения

Преобразователь перемещения в код, содержащий последовательно расположенные на первой оптической оси излучатель, коллиматор, полупрозрачную пластину, отражатель, на второй оптической оси — отражатель и полупрозрачную пластину и на третьей оптической оси — полупрозрачную пластину, анализатор, кинематически соединенный с двигателем, линзу и фотопри- 20 емник, выход которого соединен с входом первого формирователя импульсов, выход которого соединен с входом первого счетчика, второй формирователь импульсов, оптически соединенный 25 с анализатором, выход второго формирователя импульсов соединен с первым входом первого триггера, выход которого соединен с первым входом первого элемента И, выход которого соединен с первым входом второго счетчика, второй элемент И, выход которого соединен с первым входом третьего счетчика, 3 6 первый и второй делители кода, выходы которых являются соответствующими выходами преобразователя, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью повышения надежности преобразователя, в него введены второй триггер и модулятор, расположенный на третьей оптической оси соосно с анализатором между полупрозрачной пластиной и анализатором, кинематически соединенным с двигателем, модулятор выполнен с равномерно распределенными радиальными щелями между внешней и внутренней окружностями, анализатор выполнен в виде прозрачного диска с двумя непрозрачными полосами, причем одна полоса выполнена в виде развернутой на 180 спирали Архимеда, а другая — по радиусу, ширина непрозрачных полос равна расстоянию между щелями модулятора по внешней окружности, выход фотоприемника соединен с вторым входом первого элемента И и с первым входом второго элемента И, первый выход первого счетчика соединен с вторым входом первого триггера и с первым входом второго триггера, второй выход счетчика соединен с вторыми входами второго триггера и второго и третьего счетчиков, выходы этих счетчиков соединены с входами первого и второго делителей кода соответственно.

Фиг. 2

1б37023

27

22

Составитель М.Сидорова

Редактор E.Ïàïï Техред Л.Олийнык Корректор M. Шароши

Заказ 825 Тираж 461 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ :;"ССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101