Фотоэлектрический способ контроля положения рабочего органа станка

Фотоэлектрический способ контроля положения рабочего органа станка

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

0Ц 5lll62

Союз Советских

Социалистических е осиубоик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 29.07.74 (21) 2053956/25-8 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 25.04.76. Бюллетень № 15 (45) Дата опубликования описания 30.03.78 (51) М. Клз В 23G 19/00

G 01B 11/00

Государственный номнтет

Совета Мнннстрав СССР ло делам изобретений н открытий (53) УДК 621.9.08(088.8) (72) Авторы изобретения

Л. Б. Кацнельсон и Ф. И. Коган

Особое конструкторское бюро станкостроения (71) Заявитель (54) ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ СПОСОБ КОНТРОЛЯ

ПОЛО)КЕНИЯ РАБОЧЕГО ОРГАНА СТАНКА

Изобретение касается станкостроения.

Известны фотоэлектрические способы контроля положения рабочего органа станка, заключающиеся в сканировании изображения участка линейной шкалы со штрихами и формировании электрических импульсов в момент совмещения изображения штрихов с диафрагмой, установленной перед фотодатчиком.

Доли интервала измеряют дискретами, образованными при помощи растра и генератора заполняющих импульсов. Такие способы контроля положения движущегося органа обладают существенным недостатком. В процессе эксплуатации станка на шкале появляются царапины, пыль и другие включения, которые обуславливают возникновение ложных сигналов. Это приводит к грубым ошибкам измерения.

Для повышения точности и надежности в промежутки времени между соседними импульсами дополнительно формируют линейнонарастающие сигналы, сравнивают амплитуды этих сигналов, определяют сигнал с максимальной амплитудой и производят контроль положения рабочего органа относительно штриха шкалы во время прохождения этого сигнала.

На фиг. 1 изображен участок шкалы; на фиг. 2 дана последовательность измерительных импульсов U„,; на фиг. 3 дан график фор2 мир ования линейно-нарастающего (пилообразного) напряжения; на фиг. 4 — опорные импульсы U,, используемые в качестве индексов, и тактовые импульсы У„заполняю5 щие временной промежуток между U< и U» и выполняющие роль дискрет.

Предлагаемый способ осуществляется при сканировании участка образцовой линейной шкалы в плоскости диафрагмы, за которой

10 размещен фотодатчик. Сканирование производят, например, с помощью вращающейся плоскопараллельной стеклянной пластины и т. п, В процессе сканирования в заданных фазах развертки формируют сигналы, которые

15 затем используют как эквиваленты индексов для начала отсчета.

Сканируемое изображение участка шкалы содержит по крайней мере два интервала.

Размеры всех сканируемых интервалов срав20 нивают между собой и находят наибольший из них. О величине интервала судят по величине амплитуды линейно-нарастающих сигналов, которая формируется в промежутке времени между двумя соседними импульсами, 25 снимаемыми с фотодатчика.

В процессе сканирования на фотодатчике возникают сигналы, обусловленные как штрихами, так и инородными включениями. Величина любого промежутка между штрихами и

30 каким-либо нарушением качества шкалы

511162 изобретения

Формула всегда меньше интервала между соседними штрихами, определяющими шаг шкалы. Поэтому при дальнейших операциях, связанных с контролем положения рабочего органа станка, используют наибольший из сканируемых интервалов.

Выбранный интервал линейно интерполируют при помощи дискрет, имеющих цену деления в определенное число раз, например в

1000, и меньшую, чем цена деления шкалы.

Подсчитывая число дискрет между одним из штрихов, ограничивающих неискаженный интервал шкалы, и индексом, измеряют долю интервала и определяют положение рабочего органа.

Осуществляется это следующим образом.

В результате сканирования изображения участка шкалы 1 (см. фиг. 1) на фотодатчике появляется последовательность измерительных импульсов U„, (см. фиг. 2). Часть этих импульсов обусловлена наличием царапин 2 (см. фиг. 1) и других инородных включений 3, остальные — штрихами 4.

Импульсы U„, сбрасывают к исходному значению линейно-нарастающее (пилообразное) в промежутке времени между сигналами U»», напряжение U (см. фиг. 3). Максимальное значение амплитуды пилообразного напряжения U преобразуют в пропорциональный ей уровень постоянного напряжения U,. Коэффициент пропорциональности выбирают с таким расчетом, чтобы эквивалент разности

U — Uo — — ËU не превышал допустимой величины отклонения интервалов шкалы от номинального значения.

Одновременно с началом сканирования запускают синхронизированный с системой сканирования генератор опорных импульсов U,» (см. фиг. 4), которые используют как эквиваленты индекса, и генератор тактовых импульсов U В промежутке времени между появлением опорного сигнала UÄ» »и ближайшим

U считают тактовые импульсы. Однако результат отсчета не поступает в систему индикации положения рабочего органа и не формирует каких-либо исполнительных команд, пока не поступит разрешающий сигнал.

Разрешающий сигнал формируют в моменты, когда амплитуда пилообразного напряжения равна или больше напряжения постоянного уровня U„îáðàçîâàííîãî в предыдущих циклах сканирования из наибольшей амплитуды пилообразного напряжения. Напряжение пропорционально амплитуде пилообразного напряжения U . Поэтому разрешающие сигналы формируют при сканировании интервалов шкалы, отличающихся от номинального

55 на допустимую величину. Допустимый разброс интервалов обусловлен технологией изготовления шкал.

Царапина или инородное включение всегда находится внутри интервала, ограниченного соседними штрихами шкалы. Следовательно, амплитуда пилообразного напряжения U полученная при нарастании сигнала между двумя У»„ обусловленными штрихом и, например, царапиной (либо между двумя царапинами), всегда меньше амплитуды, полученной для промежутка между двумя штрихами (см. фиг. 3).

С помощью разрешаю цего сигнала сбрасывают предыдущий отсчет в системе индикации положения рабочего органа, прекращают действие ранее выданных команд, затем разрешают индикацию отсчета, соответствующего интервалу, сканирование которого окончилось в момент формирования разрешающего сигнала, и выдают новые исполнительные команды. Результаты отсчета в этом интервале и сформированные команды действительны до поступления новых команд — следующего импульса разрешения.

При работе предлагаемым способом регистрация результата измерений производится только в интервалах между, импульсами U»>.

Таким образом, если в поле зрения имеется хотя бы один неповрежденный интервал, то регистрируют результаты измерения именно в этом интервале.

Ошибка контроля возмо>кна только в том случае, когда все интервалы, находящиеся в момент отсчета в поле зрения оптической системы, имеют царапины или другие включения, воспринимаемые фотодатчиком как штрихи. Вероятность такого события очень мала.

Фотоэлектрический способ контроля положения рабочего органа станка путем сканирования изображения участка образцовой линейной шкалы со штрихами и формирования электрических импульсов в моменты совмещения изображения штрихов с диафрагмой фотодатчика, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и надежности контроля, в промежутке времени между соседними импульсами дополнительно формируют линейно-нарастающие сигналы, сравнивают амплитуды полученных сигналов, определяют сигнал с максимальной амплитудой и производят контроль поло>кения рабочего органа относительно штриха шкалы во время прохождения этого сигнала.

Щд >оа

PL/2 ф

Составитель T. Юдахина

Техред P. Юсипова

Редактор Т. Шагова

Корректор Н. Федорова

Подписное

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 820/12 Изд. № 300 Тираж 1178

НПО Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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