Фотоэлектронное устройство для определения взаимного расположения объектов

362186 О П И СА Н;И.Я ИЗОБРЕТЕНИЯ союз Советских Социалистических РеспубликАВТОРСКОМУ . СВИДЕТЕДЬСТ Зависимое от авт. свидетельства-Заявлено 06.1.1970 ( 1401269/18-2с присоединением заявки-Приоритет -Кл. С 01 Ь 11/1 Комитет пв двлзы зобрвтеиий и открытий зрн Севвтв Ыиннотров СССРДК 681.327.11(088.8) Опубликовано 13.Х 1.1972. Бюллетень2за 1973, Дата опубликования описания 26.1.1973 вторзобретения В. А, Пунгер Заявитель ОТОЭЛ ЕКТРОН НОЕ УСТРОЯ СТВО ВЗАИМНОГО РАСПОЛОЖЕ Я ОПРЕДЕЛЕНИОБЪЕКТОВ Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники и может быть использовано для мгновенного цифрового преобразования положения рабочего инструмента, например, с целью определения размеров обрабатываемого изделия,Известны фотоэлектронные цифровые устройства для преобразования положения объекта (изделия или рабочего органа обрабатывающего механизма) в код, содержащие объектив, волоконно-оптический блок и источники света.Существенным достоинством этих устройств является практически мгновенное преобразование положения объекта в параллельный код, удобный для непосредственного ввода в цифровые управляющие и вычислительные устройства. Однако они мало универсальны вследствие невозможности использования их для непрерывного бесконтактного измерения размеров изделий непосредственно в процессе их обработки (прессование, штамповка и т, п.), когда направление рабочего хода инструмента совпадает с направлением расположения входного зрачка волоконно-оптического преобразователя, т. е, параллельно ему.Сущность изобретения заключается в том, что предлагаемое устройство содержит два автономных источника модулированного свста, устанавливаемых на рабочих органах обрабатывающего механизма (например, наверхнем и нижнем бойке пресса), и блокфильтров, подключенный к выходам фотоэле 5 ментов, содержащий по два фильтра на каждый разряд, один из которых настроен на частоту модуляции первого источника света,а другой - второго.Такое выполнение устройства позволяет10 осуществлять непрерывное измерение размера обрабатываемого изделия путем цифрового преобразования положений узлов обрабатывающего механизма.На фпг. 1 схематически изображено пред-15 лагаемое фотоэлектронное устройство; нафиг. 2 - световодный жуг волоконно-оптического преобразователя,Устройство содержит объектив 1, волоконно-оптический преобразователь 2, фотоэле 20 менты 8, блок фильтров 4 и два автономныхисточника Б модулированного света. Волоконно-оптический преобразователь составлен изжгутов 6 светопроводов, передние торцы 7 которых расположены вплотную друг к другу25 на одной прямой и образуют входной зрачок 8. Выходные концы 9 светопроводов объединены в соответствии с заданным кодом(например, кодом Грея) в пучки, подведенныек фотоэлементам 3. Источник света б содер-.З 0 жит миниатюрную лампочку накаливания(светоизлучающий диод и т. п.), элемент питания и релаксатор, Совокупность этих элементов обеспечивает формирование световых импульсов с заданной частотой, причем частота модуляции одного источника света выбирается равной ь а другого - Ь Источники светового излучения выполняются такими, чтобы они имели возможно меньшие размеры и были удобны для быстрой установки на контролируемых объектах, С этой целью они могут иметь магнитное основание или снабжаться пневматической присоской, либо быть приспособленными для установки на заранее подготовленное место с помощью винтового, клеевого или другого рода соединений (установка в направляющих и т. п.). Блок фильтров 4 содержит по два фильтра на каждый разряд, причем один фильтр (10) в данном разряде настроен на частоту а другой(11) - на частоту 2.Рассмотрим работу устройства при измерении размера Н изделия 12 в процессе его прессования с помощью двух рабочих органов: верхнего бойка И и нижнего 14, Измерение осуществляется путем преобразования положений рабочих плоскостей бойков одна относительно другой, определяемых, в свою очередь, по взаимному положению в пространстве двух автономных модулированных источников света 5, установленных (напримерпри помощи магнитных оснований) на обоих бойках. Определение координат источников света осуществляется следующим образом. Изображения источников света в виде световых точек, яркость которых изменяется с частотами , и ь проецируются на определенные торцы жгутов, соответствующие фотоэлементы вырабатывают электрические сигналы, которые поступают в блок фильтров 4. На выходах фильтров 10 формируется код, пропорциональный координате источника света с частотой модуляции , а на выходах фильтров 11 - с частотой ,. Разность параллельных кодов является результатом измерения и может быть выработана специальнымарифметическим блоком,Устройство дает возможность оперативновводить поправку, например, на наклеп илия износ инструмента. Для этого приводят обабойка в соприкосновение или помещают между ними заранее измеренное изделие и далеекорректируют положение одного источникасвета (положение другого фиксировано) до1 О заданного, Контроль заданного положенияможет осуществляться по показаниям цифрового табло, подключенного к выходу измерительной системы и установленного на рабочем месте обслуживащего персонала,15 Модуляция светового излучения дает возможность применять устройство, используяего селектирующие свойства, в условиях искусственных и естественных засветок (электросварка, солнечные блики, пламя нагревательных печей и т, п.).Устройство может быть использовано дляконтроля положения в заданном направленииузлов механизмов, совершающих движение нетолько по прямой, но и по более сложнымтраекториям, например по дуге окружностии т. и, В этих случаях оптическая системаустройства должна содержать цилиндрическую линзу. ЗО Предмет изобретенияФотоэлектронное устройство для определения взаимного расположения объектов, например верхнего и нижнего бойков пресса,содержащее оптически связанные оптико 35 электронный блок, объектив и источники модулированного света, отличающееся тем, что,с целью расширения области применения,источники модулированного света установлены на контролируемых объектах, оптико 4 о электронный блок выполнен в виде волоконно-оптического преобразователя и связанныхс ним фотоэлементов, выходы которых подключены к частотным фильтрам, соответствующим частотам модуляции света,362186 5 гг Яг 2 Составитель В. АнненковНанкина Техред Л, Богданова Корректоры Е. Сапунова и Л. Кириллов Редак Изд.1021 Тираж 403 Подписноетета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР Москва, Ж-З 5, Раушская наб., д. 4/5 Заказ 958 ПНИИПИ Типография24 Союзполиграфпрома, Москва, Г.19, ул. Маркса-Энгельса