Преобразователь перемещения в код

(51)4 Н 03 М 1/2 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ и а Трудовоут электро(53) 6(56) Пкл. 340АвтВ 77146 УДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ(71) Ордена Ленина и орденго Красного Знамени инститсварки им.Е.О.Патона81325(088.8)атент США У 3857639,(54)(57) 1. ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ В КОД, содержащий последовательно размещенные на оптической осиизлучатель, коллиматор, анализатор,линзу и фотоприемник, выходкоторого соединен с первым входом блокаформирования выходного кода, двигатель, кинематически соединенный валом с анализатором, о т л и ч а ю -щ и й с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностейпреобразователя, в него введены формирователь изменяющегося напряжения,преобразователь напряжение-код формирователь начальной установки, приэтом анализатор механически соединенс входом управления формирователяизменяющегося напряжения, выход которого соединен с первым входом преобразователя напряжение-код, второйвход которого соединен с выходом фотоприемника, а выход - с вторым входом блока формирования выходного кода третий вход которого соединен свыходом формирователя начальной установки, четвертый вход является входом запуска, а первый и второй .выходы его являются выходами преобразователя.2. Преобразователь по п.1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что блок формирования выходного кода содержит первый и второй элементы И, триг" гер, первый и второй счетчики, дешифратор, первый, второй, третий, четвертый и пятый регистры, первый, второй и третий блоки вычитания кодов, первый и второй блоки деления кодов, причем первые входы первого элемента И и первого счетчика .объединены и являются третьим входом блошка, второй вход первого элемента И является входом запуска блока, а выход соединен с первым входом триггера, выход которого соединен с первым входом второго элемента И, второй вход которого соедииен с вто. рым входом первого счетчика и является первым входом блока, выход второго элемента И соединен с.входом второго счетчика, первый выход которого соединен с вторьй входом триггера, а второй выход соединен с входом дешиф; ратора, первый, второй и третий выходы которого соединены с первыми вхо дами первого, второго и третьего регистров соответственно, выходы первого счетчика соединены с первыми входами четвертого и пятого регистров, вторые входы первого, второго, третьего, четвертого и пятого регистров объединены и являются вторым входом блока, выход первого регистра соединен с первым входом первого .блока вычитания кодов, выход второго регис 1- ра соединен с первым входом второго1170.6блока вычитания кодов, выход третьего регистра соединен с.первым входом третьего и вторым входом первого блока вычитания кодов, выходы четвертого и пятого регистров соединены с вторыми входами второго и третьего блоков вычитания кодов соответственно, выход первого блока вычитания кодов соединен с первыми входами первого и второго блоков деления кодов, вторые вхо ды которых соединены с выходами соответственно второго и третьего блоков. вычитания кодов, выходь 1 блоков деления кодов являются выходами блока. 153. Преобразователь по п.1, о т - л и ч а ю щ и й с я тем, что формирователь изменяющегося напряжения содержит потенциометр и преобразователь сопротивление"напряжение, первый вход потенциометра соединен с первым входом преобразователя сопротивление- напряжение и со своим первым выходом, второй выход потенциометра соединен с вторым входом преобразователя сопротивление-напряжение, выход которого является выходом Формирователя, движок потенциометра является входом управления формирователя.Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может, быть использовано, в частности, для оперативного контроля сварочных перемещений и деформаций широкого класса 5 изделий в процессе сварки.Целью изобретения является расши-рение функциональных возможностей преобразователя перемещения в код.На Фиг.1 приведена структурная 10 схема преобразователя, на Фиг.2 - структурная схема блока формирования выходного кода на фиг.З - временная диаграмма работы преобразователя, на Фиг4 - выполнение анализатора. 15Преобразователь перемещения в код содержит излучатель 1, коллиматор 2, анализатор 3, линзу 4, фотоприемник 5, двигатель 6, блок 7 формирования выходного кода, формирователь 8 из меняющегося напряжения, состоящий из потенциометра 9 и преобразователя 10 сопротивление-напряжение, преобразователь 11 напряжение-код, формирователь 12 начальной установки, блок 7 25 ФОрмирования выходного кода содержит элемент И 13, триггер 14, счетчики .15 и 16, дешифратор 17, регистры 18- 22, блоки 23-25 вычитания кодов, блоки 26 и 27 деления кодов, элемент И ЗО 28.Излучатель 1 с установленным на нем коллиматором 2 закрепляется на неподвижной оснастке, анализатор 3, линза 4 и фотоприемник 5 устанавливаются на объекте в контролируемой точке, причем фотоприемник 5 .устанав+ ливается в фокусе линзы 4, двигатель 6 приводит в движение анализатор 3, потенциометр 9 движком механически связан с анализатором 3 и подключается к преобразователю 10 сопротивление-на ряжение, выход которого сое. динен с преобразователем 11 напряжение-код, блок 7 также соединен с преобразователем 11 напряжение-код, к которому подключен формирователь 12 начальной установки, фотоприемник 5 соединен с преобразователем 11 напряжение-код, на блок 7 подается сиг. нал запуска, а выходы его являются выходами М и Ипреобразователя,Преобразователь работает следующим образом. Двигатель 6 приводит в движение анализатор 3, выполненный в виде непрозрачной маски 29 со щелью 30 И-об разной формы (фиг.4) или с тремя щелями 30. 1-30.3. Анализатор 3 совершает возвратно-поступательное движение в плоскости, перпендикулярной направлению распространения луча излучателя 1, в качестве которого может быть использован гелий-неоновый лазер. Анализатор 3 механически связан с движком потенциометра 9, полный оборот которого соответствует перемещению анализатора 3 в одном направлении, При достижении анализатором 3 конечного положения срабатывает формирователь 12 начальной установки и вырабатывает импульс Т (фиг.3), поступающий в блок 7.з 1 170615 4При пересечении щелями 30-2-30-3" где К - коэффициент преобразования анализатора 3 лазерного луча сраба- потенциометра 9 тывает фотоприемник 5 и вырабатыва:1 иК - коэффициент преобразованияФет сигнал Т , поступающий в блок преобразователя 1 О. 7 и запускающий преобразователь 11 5 Этот код запоминается в регистре 20. напряжение-код, Аналогично в момент пересеченияВ качестве преобразователя 19 мо. луча щелью 30-2 в регистре 21 эапоми жет использоваться операционный уси- нается код Н, и при пересечении литель,на вход которого подается пуча щелью 30-3, в регистре 22 запоопорное напряжение, а в обратную 10 минается код Н . Зная значейия этих связь включается потенциометр 9. кодов, можно определить коэффициентВ момент срабатывания фотоприемни" М преобразования потенциометра 8 ка 5 происходит преобразование значения сопротивления К потенциометра 91Хщ в код И преобразователем 11 напря 11 -Мьн 3 н жение-код, в качестве которого можно где Х - расстояние межд" двумя вер.Ч ХФ использовать, например, интегральную тикальними щелями 30-1 и микросхему 572 НВ 1. По сигналу "Пуск", 30-Ц анализатора 3. поступающему на вход блока 7, в момент прихода импульса Тн от формиро" 20 Поскольку щель 30-2 наклонена к вателя 12 чачальной установки через щелям 30-1 н 30-3 нод углом Ч =45Ч - ю элемент И 28 происходит установка то изменение координаты У лазерного триггера 14 (Фиг.2). луча на плоскости анализатора 3 равСчетчики 15 и 16 считывают импуль" но изменению координаты Х (й 8 =1).1 сы, поступающие от Фотоприемника 5 25,Поэтому код М, на выходе преобразопри пересечении щелями 30-1-30-3 ана- .вателя 11 напряжение-код в момент лизатора 3 луча. По приходу третьего пересечения щельв 30-1 луча ссотнет-импульса Т с элемента И 13 (Фиг.З) ствует координате Х, а в момент песчетчик 15 обнуляется и срабатывает ресечения щелью 30-2 - координате У.триггер 14, По переднему фронту им- ЗО Следовательно, координаты Х и У 1 на.пульсов Т, Т 2, Тз на выходах депиф- чала отсчета можно определить поратора 17 (фиг.36Е) происходит . формулам1запись кода Б с ихода преобразователя 10 напряжение-код в регистрьь 20, И н 21 и 22 соответственно. Счетчик 1 б н " нЗ 5обнуляется имгульсом Т и третьим В последующие циклы измерения кооримпульсом Тн, динаты Х,У положения луча Л 1 онреде"По передним фронтам импульсов Т и лнются относительно начала отсчета Т (фиг.ЗЗ,Ь), соответствующих прихо- какду в счетчик 16 первых двух нмнульсов Тн, происходит запись кода Н врегистры 18 и 19 соответственно. Циклу измерения Т соответствует времямежду двумя последовательными импуль. Ледовательною в преобразователеСле овательно всами Т Счетчик 15 рабЬтает толькоЬуего в начальное положение поскольпервом циклеф начинающимся подачеи ачальное положение, посколь в блок 7 сигнала "ПускВо втором и ку применяется дифференциальный мепоследующих циклах происходит перезапись кода в регистры 18 и 19 ,Рактера измеряемых сварочных переме-,.Допустим, анализатор 3 движется щений начальная установка преобразовправо и начальным положением лучавателя может быть п оизв излучателя 1 в плоскости анализатора Р д е диапазона, либо на ео кра3 является точка Ан (фиг.4) .При пересечении луча щелью 30-1этом можно записать в нидепроисходит, запуск преобразователя 11 напряжение-код и на его выходе получателя код ИВИ =К КгК 1 э Ф 1 н 111 н )Блоки 23-27, входящие в состав блока 7, реализуют алгоритм, указанный в системе уравнений (1).Блок 7 может быть собран на микро. схемах серии 55, в качестве блоков 23, 24 и 25 вычитания кодов можно использовать микросхему К 58 ТИК 2, в качестве блоков 26 и 27 деления кодов"микросхему К 587 ИКЗ.На выходах преобразователя в каждом цикле измерения Тц получается коды К и Й, соответственно рав- ные Б-ИЯ .ж е. .9Бч 1 -НБ -Я3 ИГ Им-НънУмножив зти коды на нормирукмциймножитель Х , можно получить дейст)Эвительные значения координат контролируемои точки А свариваемого объек 1 Ота, т.е. сварочные перемещения. Диапазон измерения преобразователя зависит только от расстояния и можетгбыть выбран, исходя из конкретныхприменений. Максимальный диапазон 15измерении ограничен физическими разнмерами линзы 4.1170 б 15 Составитель Ю.Коттейко Техред Т.Фанта едактор Подписномитета СССРоткрштийая наб., д.4/ илиал ЛПП "Патент,Проектная,Ужгоро э 4715(54 Тираж 872 ВНИИПИ Государственного к по делая изобретений и 113035, Москва, Ж, Раушс