Лазерное устройство для диагностирования приводов подач станочных модулей

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУ БЛИН 9) )1) БО,И1 атьев,СССР 1983 ходнымиов,сширеей лаГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ(71) Саратовский политехнический институт(56) Авторское свидетельство У 1236667, кл. С 01 В 21/00, (54) ЛАЗЕРНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДИАГНО ТИРОВАНИЯ ПРИВОДОВ ПОДАЧ СТАНОЧНЫХ МОДУЛЕЙ(57) Изобретение относится к измери тельной технике и может быть исполь зовано для измерения и диагностирования рассогласования между в и выходными звеньями механизм Целью изобретения является ра ние функциональных воэможност зерного устройства за счет обеспечения возможности измерения скорости угловых перемещений. С этой целью в схему устройства, работающего на основе лазерного интерферометра для измерення перемещений, введена дифракционная решетка 12 для измерения линейных перемещений, вторая вращающаяся дифракционная решетка 14, которая позволяет модулировать лазерное излучение с частотой углового перемещения, третий фотоприемник 10 и два электронных блока 16 и 18 обработкисигналов, что позволяют не только измерять и фиксировать перемещения входного и выходного звеньев контро- аФ лируемого привода в электронных блоках 16 и 17, но и вычислять сигнал рассогласования с помощью блока 18 обработки сигналов. 1 ил.1330466Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения и диагностирования рассогласования между входными и,) выходными звеньями механизмов, служащих для преобразования вращательного движения в поступательное, а также в качестве датчика линейного и углового перемещения в частности ра бочих органов прецизионных металло- режущих станков.Цель изобретения - расширение функциональных возможностей лазерного устройства за счет обеспечения 15 возможности измерения угловых перемещений.На чертеже изображена принципиальная схема лазерного устройства.Лазерное устройство содержит ла зер 1, установленный перед коллиматором 2 и оптически связанный с ним, светоделитель 3 (коллиматор 2 установлен перед светоделителем 3 и оптически связан с ним), блок 4 модуляции,25 светоотражательную пластину 5 (свето- делитель 3 установлен перед блоком 4 модуляции и оптически связан с ним и светоотражательной пластиной 5), вращающуюся дифракционную решетку 6, 30 второй светоделитель 7, светосоединитель 8, второй 9 и третий 10 фотоприемники, вторую светоотражательную пластину 11, второй светосоединитель 12, первый фотоприемник 13, линейную дифракционную решетку 14, три электронных блока 15-17 обработки сигналов и третий светосоединитель 18,Светоотражательная пластина 5 установлена перед вращающейся дифрак ционной решеткой (ИУП) 6 и оптически связана с ней.Светоделитель 7 уутановлен перед светосоединителем 12 и оптически связан с ним и со светосоединителем 8.Светосоединитель 8 установлен перед фотоприемником 9 и оптически связан с ним.Светосоединитель 12 установлен перед фотоприемником 10 и оптически связан с ним.Светоотражательная пластина 11 установлена перед светосоединителем 12 и оптически связана с ним.Светосоединитель 8 устаногпен перед фотоприемником 13 и оптически связан с ним.Блок 4 модуляции установлен перед линейной дифракционной решеткой (ИЛП) 14 и оптически связан с ней, а также со светоделителем 7 и светосоединителем 18.Вращающаяся дифракционная решетка(ИУП) 6 установлена перед светосоединителем 18 с возможностью вращениявместе с вращающимся входным звеномпривода подач в плоскости, перпендикулярной световому потоку, и оптически связана со светосоединителями8 и 18. Линейная дифракционная решетка (ИЛП) 14 установлена перед пластиной 11 с возможностью линейного перемещения вместе с линейно перемещающимся выходным звеном привода подачстанка (не показан) в плоскости, перпендикулярной световому потоку, иоптически связана с светоотражательной пластиной 11.фотоприемник 13 установлен походу светового потока, преломленногосветоотражательной пластиной 5, оптически связан со светоделителем 18,а также электрически связан с электронными блоками 15 и 16 обработкисигналов.Фотоприемник 9 установлен по ходу светового потока с боковой диагностируемой частотой Ы + д полученУного на вращающейся дифракционной решетке 6, и оптически связан с электронным блоком 15 обработки сигналов.Фотоприемник 10 установлен по ходу светового потока с нижней боковойчастью а - Д, полученного в блоке 4модуляции, оптически связан с светосоединителем 12, а также электричес"ки связан с электронным блоком 16 обработки сигналов,Электронный блок 15 обработки сигналов электрически связан с фотоприемниками 13 и 9 и электронным блоком 1 обработки сигналов и установлен вне зоны станка.Электронный блок 16 обработки сигналов электрически связан с фотоприемниками 13 и 10 и электронным блоком 17 обработки сигналов и установлен вне зоны станка.Электронный блок 17 обработки сигналов электрически связан с электронными блоками 15 и 16 обработки сигналов и установлен вне зоны станка.Лазер- многомодовый лазер, коллиматор 2, светоделители 3 и 7, светоотражательные пластины 5 и 11, светосоединители 8, 12 н 18, блок 4 модуляции, фотоприемники 13, 9 и 10установлены на общем основании, жестко закрепленном на станине станка.Лазерное устройство работает следующим образом.Луч света от источника (лазера) 1 излучения проходит через коллиматор 2и делится светоделителем 3; Часть излучения2/3 проходит через блок 4 модуляции, на выходе которого обра эуются лучи с различными частотами Я,Я+ Й, И - (2, где ц - несущая частота, Я - частота модуляции. Луч света с частотой ы попадает с выхода блока 4 модуляции на вход линейной дифракционной решетки (ИЛП) 14, установленной с воэможностьюлинейного перемещения вместе с контролируемым объектом (приводом подач) и образующей на выходе лучи с различными частотами, из которых используется луч с частотой ы 2(ф Й- частота, пропорциональная скорости линейного перемещения, знак которой зависит от направления движения контро лируемого объекта). Часть излучения 1/3 с выхода светоделителя 3 с помощью светоотражательной пластины 5 попадает на вход вращающейся дифракционной,решетки (ИУП) 6, на выходе которой образуются лучи с различными частотами, из которых используются лучи с частотами Я иафй (+йЬ частота, пропорциональная скорости 1углового перемещения)Луч света с основной частотой а , полученной на выходе вращающейся дифракционной решетки 6, смешивается с частью луча с верхней боковой частотой сй + й с по" мощью светосоединителя 18 на входе 40 фотоприемника 13. Луч света с нижней боковой частотой а - й с помощью светосоединителя 8 смешивается на входе фотоприемника 9 с лучом частотой Я й . Фотоприемники 9 и 13 электри 45 чески связаны с электронным блоком 15, выделяющим частоту+ Яв, интегрирование которой за время измерения дает угловое перемещение.Луч света с частотой Я Яс помощью светосоединителя 12 смешивается на входе фотоприемника 10 с частью излучения с нижней боковой с частотой а -Я . Фотоприемники 10 и 13 электрически связаны с электронным блоком 16, выделяющим частоту + Я, интегрирование которой за время измерения дает линейное перемещение. Выходы блоков 15 и 16 электрически связаны с блоком 17, выделяющим сигналрассогласования+ Ь между входным ивыходным звеном привода подач.ф о р м у л а изобретенияЛазерное устройство для диагностирования приводов подач станочных модулей, содержащее лазер, установленные на ходу его светового потока светоделитель, предназначенный для разделения светового потока на основной и дополнительный, блок модуляции, выполненный в виде дифракционной решетки., установленной с воэможностью вращения в плоскости, перпендикулярной основному световому потоку и предназначенный для разделения падающего на него основного светового потока на три световых пучка, соответственно несущей верхней и нижней боковых частот, отражатель, установлен" ный на ходу светового пучка несущей частоты и предназначенный для связи со станочным модулем, первый свето- .соединитель, установленный в месте пересечения световых пучков нижней боковой частоты и светового пучка, отраженного от отражателя, второй светосоединитель, установленный в месте пересечения дополнительного светового потока и светового пучка верхней боковой частоты, первый фотоприемник, вход которого оптически связан с первым светосоединителем,. второй фотоприемник, вход которого оптически связан с вторым светосоеди нителем, электронный блок обработки сигналов, входы которого связаны с выходами первого и второго фотоприемников соответственно, о т л и - ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, оно снабжено второй вращающейся дифракционной решеткой, установленной по ходу дополнительного светового потока и предназначенной для разделения его на два дополнительных световых пучка несущей и боковой диагностируемой частот, третьим светосоединителем, установленным в месте пересечения дополнительного светового пучка боковой диагностируемой частоты и светового пучка нижней боковой частоты третьим фотоприемником, опти" чески связанным с третьим светосоединителем, вторым и третьим электронными блоками обработки сигналов, вхоЗаказ 3570/42 Тираж 67 С Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Производственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул, Проектная, 4 ды второго электронного блока обработки сигналов связаны с выходамивторого и третьего фотоприемниковсоответственно, а выход - с входомтретьего электронного блока обработки сигналов, второй вход которогосоединен с выходом первого электронного блока обработки сигналов, а отражателЬ выполнен в виде линейнойдифракционной решетки.