CS219686B1

CS219686B1 - Contactless system for transferring position data of a rotating member

Info

Publication number: CS219686B1
Application number: CS333181A
Authority: CS
Inventors: Ivan Oravec; Jaroslav Dobos; Rudolf Kos
Original assignee: Ivan Oravec; Jaroslav Dobos; Rudolf Kos
Priority date: 1981-05-06
Filing date: 1981-05-06
Publication date: 1983-03-25

Abstract

Vynález sa týká priameho inkrementného bez- ■. kontaktného systému přenosu údajov o polohe rotujúceho člena k logickej jednotke pomocou ! : svetlovodných vlákien. Podstata tohoto bezkontaktného systému spočívá v tom, že rotačný člen je / zaradený medzi světelným zdrojom a vstupnými koncami svetlovodných vlákien uloženými na rotačnej ploché, pričom výstupné konce svetlovodných vlákien sú spojené cez optoelektrické členy ! s logickou jednotkou. Bezkontaktný systém podlá vynálezu sa s výhodou inóže využit’ všade tam, kde je potřebné s malými nákladmi a spoíahlivo prená- šať údaje o polohe rotujúceho člena vyjadrujúceho , hodnotu meranej veličiny.The invention relates to a direct incremental contactless system for transmitting data on the position of a rotating member to a logic unit using light-guide fibers. The essence of this contactless system is that the rotating member is / inserted between the light source and the input ends of the light-guide fibers placed on the rotating surface, while the output ends of the light-guide fibers are connected via optoelectric elements ! to the logic unit. The contactless system according to the invention can be advantageously used wherever it is necessary to transmit data on the position of a rotating member expressing the value of the measured quantity at low cost and reliably.

Description

Vynález sa týká priameho inkrementného bez- J kontaktného systému přenosu údajov o polohe rotujúceho člena k logickej jednotke pomocou svetlovodných vlákiěn.The invention relates to a direct incremental contactless data transmission system for the positioning of a rotating member to a logic unit by means of fiber optic fibers.

Přenos údajov o polohe rotujúceho člena sa v súčasnej době prevádza mechanickými, elektric- i ; kými alebo elektromechanickými systémami. Nevýhodou mechanických systémov sú veťké rozme- i ry, ako aj obtiažnosť riešenia přenosu výkonu na I dalšie spracovanie logickými jednotkami, najma ! ak sú tieto umiestnené vo vačšej vzdialenosti. U elektrických systémov je zasa nutné prevádzať hodnoty z analogových snímačov na hodnoty i inkrementu. Nevýhodná u týchto systémov je tiež i veťká teplotná závislost’ a najma možnost’ rušivých vplyvov z okolitých zdrojov. Naviac aj pri dosiah- | nutí inkrementu je náročné zaistiť stabilitu systému ; charakterizujúcu presnú polohu rotujúceho člena. ' Nevýhodou u elektromechanických systémov je : zasa nejednoznačnost’ zopnutia v kritických polohách, ako aj vplyv prostredia v návaznosti na čas. Tým, že sú potřebné přítlačné sily vzniká trenie a teda aj nežiadúce pasivné odpory.The data transmission of the position of the rotating member is currently carried out by mechanical, electrical; or electromechanical systems. The disadvantages of mechanical systems are the large dimensions, as well as the difficulty of solving power transfer to further processing by logic units, especially! if they are located at a greater distance. In the case of electrical systems, it is necessary to convert the values from the analog sensors to the values of the increment. Also disadvantageous in these systems is the high temperature dependence and, in particular, the possibility of disturbances from surrounding sources. In addition, when reaching | Forcing increment is difficult to ensure system stability; characterizing the exact position of the rotating member. 'The disadvantage of electromechanical systems is: in turn, the ambiguity' of switching in critical positions as well as the influence of the environment over time. The friction and hence undesirable passive resistances are created by the fact that the thrust forces are required.

Uvedené nevýhody odstraňuje bezkontaktný systém pre přenos údajov o polohe rotujúceho člena podlá vynálezů, ktorého podstata spočívá v tom, že rotačný člen je zaradený medzi světelným zdrojom a vstupnými koncami svetlovodných vlákien uloženými na rotačnej ploché, pričom výstupné konce svetlovodných vlákien sú spojené cez optoelektrické členy s logickou jednotkou. V alternatívnom převedení je na rotačnom člene upevněné pomocné svetlovodné vlákno, ktorého vstupný j koniec je nasměrovaný k světelnému zdrojů a jeho j výstupný koniec je nasměrovaný tak, aby vo I vzájomnej interakčnej polohe svetlovodných vlá- j kien bolo jeho čelo rovnoběžné s čelom protilahlého vstupného konca světlo vodného vlákna. iThe aforementioned disadvantages are eliminated by the contactless system for transmitting the position data of the rotating member according to the invention, characterized in that the rotating member is arranged between the light source and the inlet ends of the light guide fibers mounted on the rotary flat, logical unit. In an alternative embodiment, an auxiliary light guide fiber is mounted on the rotary member, the inlet end of which is directed towards the light sources and its outlet end directed so that, in the mutual interaction position of the light guide wires, its face is parallel to the front of the opposite inlet end. light water fiber. and

Výhodou bezkontaktného systému podlá vynálezu je, že vzhladom na malý priemer svetlovodných vlákien sa dá docieliť malý inkrement, pričom svetlovodné vlákna umožňuj ú přenos na váčšie vzdialenosti bez toho, že by vykazovali citlivost’ na rušivé vplyvy prostredia. Tým, že nedochádza k mechanickému opotrebeniu zvyšuje sa tiež spo1’ahlivosť celého systému. Nespornou výhodou sú tiež malé rozměry a jednoduchost’ takto vytvořeného bezkontaktného systému.An advantage of the contactless system according to the invention is that, due to the small diameter of the fiber optic fibers, a small increment can be achieved, while the fiber optic fibers allow transmission over longer distances without showing a sensitivity to environmental disturbances. By avoiding mechanical wear, the reliability of the system is also increased. The indisputable advantage is also the small size and simplicity of this contactless system.

Na připojených výkresoch je znázorněný příklad vytvorenia bezkontaktného systému pre přenos údajov o polohe rotujúceho člena podlá vynálezu, kde je na obr. 1 schematicky znázorněné základné převedeme bezkontaktného systému, na obr. 2 alternativně prevedenie bezkontaktného systému s pomocným svetlovodným vláknom upevněným na rotačnom člene, na obr. 3 je znázorněné usporiadanie zariadenia na párovanie súčiastok, v ktorom je uplatněný bezkontaktný systém podlá základného prevedenia, na obr. 4 je čelný pohlad na merací blok tohoto zariadenia so znázorněním umiestnenia svetlovodných vlákien na stupnici, na obr. 5 je merací blok zariadenia na párovanie ; súčiastok, v ktorom je uplatněný bezkontaktný systém vytvořený podlá alternatívneho prevedenia a na obr. 6 je čelný pohlad na uvedený blok so znázorněním umiestnenia svetlovodných vlákien v upevňovacom krúžku.In the accompanying drawings, an example of a non-contact system for transmitting the position data of a rotating member according to the invention is shown. 1 schematically shows the basic contactless system, FIG. 2 shows an alternative embodiment of a non-contact system with a light guide fiber mounted on the rotary member; FIG. Fig. 3 shows an arrangement of a component pairing device in which a contactless system according to a basic embodiment is applied; 4 is a front view of a measuring block of the apparatus showing the position of the light guide fibers on the scale; FIG. 5 is a measuring block of the pairing device; the components in which the contactless system is implemented according to an alternative embodiment, and in FIG. 6 is a front view of said block showing the position of the light guide fibers in the fastening ring.

j Základné prevedenie bezkontaktného systému í pre přenos údajov o polohe rotujúceho člena je vytvořené z rotačného člena 3, ktorý je zaradený medzi světelným zdrojom 4 a medzi vstupnými ! koncami svetlovodných vlákien 1. Výstupné-konce svetlovodných vlákien 1 sú spojené cez optoelektrické členy 2 s logickou jednotkou 6. V alíernatívnom převedení je na rotačnom člene 3 úpevnené pomocné svetlovodné vlákno 5, ktorého vstupný koniec je nasměrovaný k světelnému zdrojů 4 a jeho výstupný koniec je nasměrovaný tak, aby vo vzájomnej interakčnej polohe svetlovodných vlákien 1, 5 bolo jeho čelo rovnoběžné, s čelom vstupného konca svetlovodného vlákna 1. Bezkontaktný systém pre přenos údajov o polohe rotujúceho člena móže byť využitý napr. v zariadení na párovanie súčiastok, ktoré je vytvořené z meracieI ho a vyhodnocovacieho bloku. Merací blok pozostává z meracieho prístroja 9, napr. z indikátora alebo sonkátora, ktorý je upevněný /pomocou telesa 8 v kryte 7. V telese 8 sú upevněné tiež ‘ svetlovodné vlákna 1, tak že ich vstupné konce sú vyvedené cez stupnicu 10 meraciehó prístroja ' 9 a ich výstupné konce sú napojené cez optoelektrické členy 2 na logickú jednotku 6, ktorá spolu s optoelektrickými členmi 2 tvoří vyhodnocovací blok párovacieho zariadenia. Funkciu rotačného člena 3 plní ručička meracieho prístroja 9. Počas párovania súčiastok sa změny vyhodnocoVanej veličiny, napr. hrůbky meraného materiálu 11 prenášajú porn. převodového mechanizmu meracieho prístroja 9 na rotačný člen 3, ktorý mění v závislosti od týchto zmien svoju polohu. Změnou polohy rotačného člena 3 dochádza k postupnému prekrývaniu vstupných koncov svetlovódných vlákien 1 a tým tiež k zmene množstva světla vstupujúceho zo světelného zdroja 4 do svetlovodných vlákien 1. Změny svetelnej intenzity sa prenášajú cez optoelektrické členy 2 do logickej jednotky 6, v ktorej sa potom na základe týchto zmien vyhodnocuje inkrementálně poloha rotačného člena 3. Vhodným rozmiestnením vstupných koncov svetlovodných vlákien 1 je možné vyhodnocovanie prevádzať s presnosťou až 0,0002 mm pri úplnom vylúčení možnosti vzniku Osobných chýb. Pri aplikovaní alternatívneho prevedenia bezkontaktného systému sa na rotačný člen 3 upevní pomocné svetlovodné vlákno 5, pričom svetlovodné vlákna 1 móžu byť rozmiestnené bud’ priamo na stupnici 10 tak ako u základného prevedenia alebo v upevňovacom krúžku 12 umiestnenom po obvode stupnice 10 tak, ako je znázorněné na obr. 5 a 6. Světlo privádzané od světelného zdroja 4 je potom vedené pomocným svetlovodným vláknom 5 a odtial’ v závislosti od polohy rotačného člena 3 příslušným svetlovodným vláknom 1 k optoelektrickému členu 2 spojenému s logickou jednotkou 6, pre ktorú je týmto usporiadaním vytvořená inverzná funkcia vzhladom k usporiadaniu bezkontaktného systému podlá základného prevedenia.The basic embodiment of the contactless system 1 for transmitting the positioning data of the rotating member is formed from a rotating member 3 which is arranged between the light source 4 and the input! the fiber-optic ends 1 are connected via an optoelectric element 2 to a logic unit 6. In an alternative embodiment, an auxiliary fiber-optic fiber 5 is fixed on the rotary member 3, the input end of which is directed towards the light sources 4 and its output end is directed in such a way that in the interacting position of the light guide fibers 1, 5 its face is parallel to the face of the inlet end of the light guide fiber 1. The contactless system for transmitting the position data of the rotating member can be used e.g. in a component pairing device that is formed from a measuring and evaluation block. The measuring block consists of a measuring device 9, e.g. from an indicator or a sonator which is fastened / by means of the body 8 in the housing 7. The light guide fibers 1 are also mounted in the body 8 so that their inlet ends are led through the measuring instrument scale 10 and their outlet ends are connected via optoelectric elements 2 to a logic unit 6, which together with the optoelectric elements 2 form an evaluation block of the pairing device. The function of the rotary member 3 is fulfilled by the needle of the measuring instrument 9. During the pairing of the components, changes of the evaluated quantity, e.g. the depths of the measured material 11 transmit porn. the transmission mechanism of the measuring device 9 to the rotating member 3, which changes its position in response to these changes. By changing the position of the rotary member 3, the inlet ends of the light guide fibers 1 gradually overlap and thus also the amount of light entering from the light source 4 into the light guide fibers 1 changes. The light intensity changes are transmitted through the optoelectric members 2 to the logic unit 6 based on these changes, it incrementally evaluates the position of the rotary member 3. By properly locating the inlet ends of the light guide fibers 1, the evaluation can be performed with an accuracy of up to 0.0002 mm, completely eliminating the possibility of personal errors. In an alternative embodiment of the contactless system, an auxiliary light guide fiber 5 is attached to the rotary member 3, wherein the light guide fibers 1 can be disposed either directly on the scale 10 as in the basic embodiment or in a fastening ring 12 located around the periphery of the scale 10 as shown. FIG. The light supplied from the light source 4 is then guided by the auxiliary light guide fiber 5 and from there, depending on the position of the rotating member 3, by the respective light guide fiber 1 to the optoelectric member 2 connected to the logic unit 6 for which an inverse function. to design the contactless system according to the basic design.

Bezkontaktný systém pre přenos údajov o po-Contactless system for data transmission

Claims

A contactless system for transmitting position data of a rotating member, characterized in that the rotating member (3) is positioned between the light source (4) and the inlet ends of the light guide fibers (1) mounted on the rotary flat, the outlet ends of the light guide fibers (1) they are connected via optoelectric elements (2) to a logic unit (6).

2. The contactless system referred to in point 1 shall be advantageously used wherever it is necessary, with low cost and to reliably transmit the positioning data of the rotating member expressing the value of the measured quantity.

INVENTION weight histidine in that the rotary member (3) being fixed ^one using fiber optic strand (5), whose inlet end is directed to the light source (4) and the outlet end is directed to a mutual interaction position of the light guiding fibers (1 ), (5) its face was parallel to the face of the opposite inlet end of the light guide fiber (1).