410420

410420 ОПИСАН И Е ИЗОБРЕТ ЕН ИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветснизгСоциалистическихРеспублин Зависимое от авт. свидетельстваЗаявлено 19,Х 1,1971 ( 1715417/18-24) М. Кл. б 061 с 11 00 Государственный комитеСовета Министров СССРпо делам изобретений УДК 681.270.12(0 Бюллетень1сания 5,И 1.974 открыт Авторыизобретени енко и А, А. Булгаков Заявител ТРОЙСТВО ДЛЯ СЧИТЫВАНИЯ ШТРИХО НА ШКАЛЕ2 с присоединением заявкиПриоритетОпубликовано 05,1,1974.Дата опубликования оп Изобретение относится к области автоматики и может быть использовано для программного управления металлорежущими станками.Известны устройства для считывания штрихов, содержащие шкалу, осветитель, оптическую систему, состоящую,из конденсора, объектива и зеркала, установленного на оси электромагнитного вибратора, и диафрагму, расположенную перед фотоэлементом.Известные устройства не обладают достаточной точностью считывания штрихов.С целью повышения точности считывания в устройстве установлены плоский линзовый растр, состоящий из цилиндрических линз, параллельных штрихам шкалы, а ширина линз равна расстоянию между ними.На фиг. 1 изображена общая схема устройства.На фиг. 2, 3, 4 - схемы сканирующего считывания штрихов сквозь линзовый растр,Шкала 1 прикреплена к столу координатнорасточного станка. В плоскости, параллельной шкале 1, установлен линзовый растр 2, состоящий из цилиндрических двояко-выпуклых линз 3, продольная ось которых параллельна штрихам шкалы 1.На линзовый растр 2 направлен параллельный пучок света, который формируется с помощью конденсора 4 и осветителя 5, Под соответствующим углом к растру установлена линза 6, а позади нее - электромагнитнын вибратор 7, состоящий из якоря, укрепленного на оси, на которой установлено зеркало 8. У одного конца якоря расположен электромаг пит 9, другой конец якоря оттягивается пружиной 10. На некотором расстоянии от вибратора установлена диафрагма 11, за которой расположен фотоэлемент 12. Выходной сигнал фотоэлемента, снимаемый с его пагрузочного 10 сопротивления 13, подается через емкость 14на вход электронной схемы 15, предназначенной для формирования выходного импульсного сигнала,Устройство работает с.ледующим образом.15 Линейка со шкалой 1 движется вместе состолом станка с постоянной скоростью. Осветитель 5 через конденсор 4 и линзовый растр 2 освещает шкалч 1, образуя на ней ряд световых узких штрихов. Отраженные от шкалы 20 световые лучи проходят через линзовый растр2, образуя двумерное изображение штрихов.Оптическое изооражение штрихов улавливается линзой 5, работающей как объектив фотоаппарата. Это изображение воссоздается в 25 фокальной плоскости, причем эта плоскостьсовпадает с диафрагмой 11. В месте пересечения лучей установлено зеркало 8, Зеркало укреплено на осп, которая может поворачиваться, опираясь на две опоры. Конусообраз ные концы оси помещены в лупки опор. Наоси укреплен железный лепесток, один конец которого периодически притягивается электромагнитом 9, а другой оттягивается пружиной 10, благодаря чему двумерное оптическое изображение штрихов на шкале 1, наблюдаемое через растр 2, совершает периодическое возвратно-поступательное движение в плоскости диафрагмы 11.Чтобы определить характер фототока, возбуждаемого в фотоэлементе 12 световыми лучами, проходящими через диафрагму 11, рассмотрим три случая расположения линзового растра 2 и штрихов на шкале 1.На фиг. 2 показан случай, когда оптические оси линз растра 2 расположены в промежутках между штрихами. Допустим, что штрихи на шкале 1 черные, плохо отражающие свет, а промежутки белые, хорошо отражающие изображение. Изображение, наблюдаемое сквозь растр, является равным по яркости белым полем. Сканирование такого белого равного поля в плоскости диафрагмы 11 вызывает равномерный по времени фототок, график которого показан на фиг. 2.На фиг. 3 показан случай, когда оптические оси линз растра находятся у края штрихов или пересекают их, оставаясь у самого края. В этом случае оптическое заполнение выходного зрачка каждой линзы неполное, а изображение, наблюдаемое сквозь растр, имеет вид, показаный на фиг. 3, Сканирование такого изображения в плоскости диафрагмы 11 вызывает появление импульсного фототока в фотоэлементе 12.На фиг. 4 показан случай, когда оптические оси линз совпадают со штрихами шкалы 1. В этом случае выходной зрачок каждой линзы полностью заполнен изображением штриха. Так как линзы в растре собраны с нулевым стыком, эти отдельные изображения 5 сливаются в сплошную черную линию. Сканирование по такой сплошной темной полосе дает постоянный низкий уровень фототока, как показано па фиг. 4 (схема работает в режиме ДА или НЕТ).10 Это обеспечивает улучшение отношениясигнал/шум и повышает достоверность измерен.ия.Повышение точности считывания достигается за счет того, что считывание осуществляет ся не непосредственно со шкалы, а с изображения, даваемого линзовым растром. Причем каждый штрих увеличен по своей толщине до ширины линзы растра.20Предмет изобретенияУстройство для считывания штрихов на 25 шкале, содержащее осветитель, оптическуюсистему, состоящую из конденсатора, объектива и зеркала, установленного на оси электромагнитного вибратора, и диафрагму, расположенную перед фотоэлементом, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышенияточности работы устройства, в нем между шкалой и оптической системой установлен линзовый растр, выполненный из цилиндрических линз, продольные оси которых парал лельны штрихам шкалы, а ширина линз равнарасстоянию между ними.410420 г.5 Составитель Т, НичипоровичРедактор Л. Утехина Техред Л. Богданова Корректор М. Лейзерман Подписноеов СССР Фиг. ипография, пр. Сапунова, 2 аказ 1551/1 Изд, 4 ЦНИИПИ Государственного по делам изо Москва, Ж, 1 Тираж 624 комитета Совета Мин ретений и открытий Раушская наб д. 4(5