RU2231024C1

RU2231024C1 - Photoelectrical increment raster converter

Info

Publication number: RU2231024C1
Application number: RU2003107007/28A
Authority: RU
Inventors: В.А. Войцеховский (RU); В.А. Войцеховский; М.Н. Митрофанов (RU); М.Н. Митрофанов; В.П. Семенов (RU); В.П. Семенов; И.Н. Степаненков (RU); И.Н. Степаненков; В.А. Костюрин (RU); В.А. Костюрин; Н.Е. Шустер (RU); Н.Е. Шустер
Original assignee: Закрытое акционерное общество завод "Измерон"
Priority date: 2003-03-11
Filing date: 2003-03-11
Publication date: 2004-06-20

Abstract

FIELD: measurement technology, increment aids measuring linear movements.

SUBSTANCE: photoelectrical increment raster converter has case, raster matching unit comprising measurement and indication rasters with radiators and photodetectors, measurement rod, guiding bar, platform anchored on measurement rod, holder with adjuster of its position. Holder has groove arranged in parallel with working surfaces of measurement and indication rasters, adjuster of position of holder is installed between case and holder and comes in the form of cylinder housing adjustment element with flange matched to groove in holder. Platform has limiter of turn made in the form of groove located on line of connection of measurement rod and guiding bar matched to groove of limiter. Guiding bar has eccentric protrusion.

EFFECT: simplified adjustment, raised functional reliability of converter, enhanced accuracy of control and linking of raster match.

4 dwg

Description

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к инкрементным средствам измерения линейных перемещений.The invention relates to measuring equipment, namely to incremental means of measuring linear displacements.

Известен фотоэлектрический инкрементный растровый преобразователь, содержащий корпус, измерительный шток, растровое сопряжение, состоящее из растровой линейки и индикаторной маски с излучателем и фотоприемниками, см. “Фотоэлектрические преобразователи информации”, под ред. Л.Н. Преснухина. М.: Машиностроение, 1974. Рис.93. С.180.A known photoelectric incremental raster converter comprising a housing, a measuring rod, a raster pairing consisting of a raster line and an indicator mask with a transmitter and photodetectors, see “Photoelectric information converters”, ed. L.N. Presnukhina. M.: Mechanical Engineering, 1974. Fig. 93. S.180.

Этот преобразователь не имеет устройства регулировки положения растрового сопряжения, это усложняет регулировку и создает необходимость выполнения размеров отдельных деталей до единиц микрометров.This converter does not have a device for adjusting the position of raster conjugation, this complicates the adjustment and creates the need to perform the dimensions of individual parts to units of micrometers.

Известен фотоэлектрический инкрементный растровый преобразователь, содержащий корпус, измерительный шток, держатель, растровое сопряжение, состоящее из растровой линейки и индикаторной маски с излучателями и фотоприемниками, см. авторское свидетельство СССР № 1019211 по кл. G 01 В 5/02, опубл. 1983 г.Known photoelectric incremental raster Converter containing a housing, a measuring rod, holder, raster pairing, consisting of a raster line and indicator mask with emitters and photodetectors, see USSR author's certificate No. 1019211 class. G 01 B 5/02, publ. 1983 year

У этого преобразователя каждый оптический информационный канал образован излучателем, растровой линейкой, соответствующим окном индикаторной маски и фотоприемником, т.е. элементы информационного канала установлены на деталях, имеющих различное базирование; кроме того, устройство регулировки положения растрового сопряжения обеспечивает угловое перемещение только по двум осям и не обеспечивает линейной регулировки в направлении, перпендикулярном рабочей поверхности растров, это требует проведения сложных доводочных операций и снижает точность настройки элементов растрового сопряжения.In this converter, each optical information channel is formed by a radiator, a raster bar, a corresponding indicator mask window and a photodetector, i.e. elements of the information channel are installed on parts having different bases; in addition, the device for adjusting the position of raster conjugation provides angular movement along only two axes and does not provide linear adjustment in the direction perpendicular to the working surface of the rasters, this requires complex finishing operations and reduces the accuracy of tuning raster conjugation elements.

Известен фотоэлектрический инкрементный растровый преобразователь, содержащий корпус, направляющие стержни, измерительный шток, растровое сопряжение, состоящее из измерительного растра и индикаторного растра с излучателями и фотоприемниками, платформу, связанную с измерительным штоком, на которой размещен измерительный растр, держатель, на котором закреплены индикаторный растр, излучатели и фотоприемники, см. авторское свидетельство СССР по кл. G 01 B 5/02, опубл. 1991 г.A known photoelectric incremental raster converter comprising a housing, guide rods, a measuring rod, a raster pair consisting of a measuring raster and an indicator raster with emitters and photodetectors, a platform connected to the measuring rod on which the measuring raster is placed, a holder on which the indicator raster is mounted , emitters and photodetectors, see USSR copyright certificate according to cl. G 01 B 5/02, publ. 1991 year

У этого преобразователя регулировка зазора между измерительным и индикаторным растрами или регулировка углового положения элементов растрового сопряжения может быть выполнена за счет точного выполнения держателя индикаторного растра и платформы, на которой закреплен измерительный растр, или за счет точных подгоночных операций по дополнительной обработке держателя и платформы, такая регулировка требует разборки преобразователя, это усложняет настройку и требует увеличения необходимого времени на сборку и регулировку.With this converter, adjusting the gap between the measuring and indicator rasters or adjusting the angular position of the raster conjugation elements can be performed due to the exact execution of the indicator raster holder and the platform on which the measuring raster is mounted, or due to precise adjustment operations for additional processing of the holder and platform, such adjustment requires disassembling the converter, this complicates the adjustment and requires an increase in the necessary time for assembly and adjustment.

Известен фотоэлектрический инкрементный растровый преобразователь, содержащий корпус, устройство растрового сопряжения, состоящее из измерительного и индикаторного растров с излучателями и фотоприемниками, измерительный шток, направляющий стержень, платформу, закрепленную на измерительном штоке, держатель с устройством регулировки его положения, см. авторское свидетельство СССР № 1497443 по кл. G 01 В 5/02, опубл. 1989 г.A known photoelectric incremental raster converter comprising a housing, a raster conjugation device consisting of a measuring and indicator raster with emitters and photodetectors, a measuring rod, a guide rod, a platform mounted on the measuring rod, a holder with a device for adjusting its position, see USSR copyright certificate No. 1497443 by class G 01 B 5/02, publ. 1989 year

Данное техническое решение принято за прототип настоящего изобретения.This technical solution is taken as a prototype of the present invention.

Однако оно обладает недостатками.However, it has disadvantages.

У преобразователя - прототипа:The converter is a prototype:

- устройство регулировки положения держателя обеспечивает одновременную юстировку измерительного растра по двум осям, что усложняет настройку преобразователя;- the device for adjusting the position of the holder provides simultaneous alignment of the measuring raster along two axes, which complicates the configuration of the Converter;

- устройство регулировки положения измерительного растра выполнено в виде двух регулировочных винтов, упирающихся сферическими концами в измерительный растр, что приводит к развороту растра при перемещении стержня вокруг оси, проходящей через сферические концы регулировочных винтов;- the device for adjusting the position of the measuring raster is made in the form of two adjusting screws abutting the spherical ends against the measuring raster, which leads to the rotation of the raster when the rod moves around an axis passing through the spherical ends of the adjusting screws;

- регулировочные винты, выполненные из антифрикционного материала, например фторопласта, имеющего большой коэффициент линейного расширения, не обеспечивают (в условиях изменяющихся параметров окружающей среды) необходимого зазора между растрами, что снижает точность преобразователя;- adjusting screws made of an antifriction material, for example a fluoroplastic having a large coefficient of linear expansion, do not provide (under the conditions of changing environmental parameters) the necessary clearance between the rasters, which reduces the accuracy of the converter;

- держатель осуществляет точные угловые и линейные перемещения индикаторного растра только при выполнении высокоточных пригоночных операций, что увеличивает время на настройку преобразователя и усложняет ее проведение.- the holder provides accurate angular and linear movements of the indicator raster only when performing high-precision fitting operations, which increases the time to configure the converter and complicates its implementation.

В основу настоящего изобретения положено решение технической задачи, позволяющей упростить настройку, повысить контроль и точность сочленения растрового сопряжения и увеличить надежность преобразователя.The present invention is based on the solution of a technical problem that allows to simplify the setup, increase control and accuracy of the articulation of raster conjugation and increase the reliability of the converter.

Согласно изобретению эта задача решается за счет того, что фотоэлектрический инкрементный растровый преобразователь содержит корпус, устройство растрового сопряжения, состоящее из измерительного и индикаторного растров с излучателями и фотоприемниками, измерительный шток, направляющий стержень, платформу, закрепленную на измерительном штоке, держатель с устройством регулировки его положения; держатель выполнен с пазом, расположенным параллельно рабочим поверхностям измерительного и индикаторного растров, устройство регулировки положения держателя установлено между корпусом и держателем и выполнено в виде цилиндра с размещенным внутри него регулировочным элементом, имеющим фланец, сопряженный с пазом держателя, а платформа имеет ограничитель поворота, который выполнен в виде паза, расположенного на линии соединения осей измерительного штока и направляющего стержня, сопряженного с пазом ограничителя, при этом стержень имеет эксцентриковый выступ.According to the invention, this problem is solved due to the fact that the photoelectric incremental raster converter comprises a housing, a raster conjugation device consisting of a measuring and indicator raster with emitters and photodetectors, a measuring rod, a guide rod, a platform mounted on the measuring rod, a holder with its adjustment device provisions; the holder is made with a groove parallel to the working surfaces of the measuring and indicator rasters, the device for adjusting the position of the holder is installed between the housing and the holder and is made in the form of a cylinder with an adjustment element inside it having a flange mated to the groove of the holder, and the platform has a rotation limiter, which made in the form of a groove located on the line connecting the axes of the measuring rod and the guide rod, paired with the groove of the limiter, while the rod them There is an eccentric protrusion.

Заявителем не выявлены источники, содержащие информацию о технических решениях, идентичных настоящему изобретению, что позволяет сделать вывод о его соответствии критерию “новизна”.The applicant has not identified sources containing information on technical solutions identical to the present invention, which allows us to conclude that it meets the criterion of “novelty”.

За счет реализации отличительных признаков (в совокупности с признаками, указанными в ограничительной части формулы) достигаются важные новые свойства объекта.Due to the implementation of distinctive features (in conjunction with the features indicated in the restrictive part of the formula), important new properties of the object are achieved.

Наличие устройства регулировки положения держателя в виде цилиндра, размещение его между корпусом и держателем, возможность разворота держателя с индикаторным растром, излучателями и фотоприемниками вокруг оси цилиндра перпендикулярно поверхности растров повышают надежность настройки преобразователя.The presence of a device for adjusting the position of the holder in the form of a cylinder, placing it between the housing and the holder, the possibility of turning the holder with an indicator raster, emitters and photodetectors around the cylinder axis perpendicular to the surface of the rasters increase the reliability of the converter settings.

Установка регулировочного элемента внутри цилиндра повышает плотность компоновки.Installing the adjusting element inside the cylinder increases the density of the layout.

Выполнение регулировочного элемента с фланцем, наличие у держателя паза, взаимодействие фланца с пазом, расположение паза параллельно рабочей поверхности растров, перемещение держателя вдоль оси цилиндра улучшают настройку и повышают контроль растрового сопряжения.The implementation of the adjusting element with the flange, the presence of the groove holder, the interaction of the flange with the groove, the location of the groove parallel to the working surface of the rasters, the movement of the holder along the axis of the cylinder improve tuning and increase control of the raster interface.

Наличие на направляющем стержне эксцентрикового выступа, а на платформе ограничителя поворота ее относительно измерительного штока, сопряжение ограничителя с выступом повышают точность сочленения растрового сопряжения.The presence of an eccentric protrusion on the guide rod, and on the platform of the rotation limiter relative to the measuring rod, the coupling of the limiter with the protrusion increase the accuracy of the raster conjunction.

Заявителю не известны какие-либо публикации, которые содержали бы сведения о влиянии отличительных признаков изобретения на достигаемый технический результат. В связи с этим, по мнению заявителя, можно сделать вывод о соответствии заявляемого технического решения критерию “изобретательский уровень”.The applicant is not aware of any publications that would contain information on the influence of the distinguishing features of the invention on the achieved technical result. In this regard, according to the applicant, it can be concluded that the claimed technical solution meets the criterion of "inventive step".

Сущность изобретения поясняется чертежами, где изображены:The invention is illustrated by drawings, which depict:

на фиг. 1 - общий вид преобразователя (разрез);in FIG. 1 - general view of the transducer (section);

на фиг. 2 - узел А на фиг. 1 (устройство регулировки положения держателя);in FIG. 2 - node A in FIG. 1 (holder position adjustment device);

на фиг. 3 - разрез А-А на фиг. 1;in FIG. 3 is a section AA in FIG. 1;

на фиг. 4 - разрез Б-Б на фиг.1.in FIG. 4 - section BB in figure 1.

Фотоэлектрический инкрементный растровый преобразователь содержит: корпус 1, устройство растрового сопряжения 2, держатель 3, измерительный шток 4, направляющий стержень 5.The photoelectric incremental raster converter comprises: a housing 1, a raster interface 2, a holder 3, a measuring rod 4, a guide rod 5.

Устройство растрового сопряжения 2 содержит: индикаторный растр 6, излучатель 7, измерительный растр 8, фотоприемник 9.The raster conjugation device 2 contains: indicator raster 6, emitter 7, measuring raster 8, photodetector 9.

Между держателем 3 и корпусом 1 установлено устройство регулировки положения держателя 10: цилиндр 11, регулировочный элемент 12 (внутри цилиндра 11), фланец 13 (на регулировочном элементе 12).Between the holder 3 and the housing 1, a device for adjusting the position of the holder 10 is installed: cylinder 11, an adjusting element 12 (inside the cylinder 11), a flange 13 (on the adjusting element 12).

Держатель 3 имеет паз 14.The holder 3 has a groove 14.

Платформа 15 закреплена на измерительном штоке 4.The platform 15 is mounted on the measuring rod 4.

Ограничитель углового положения платформы 15 выполнен в виде паза 16.The limiter of the angular position of the platform 15 is made in the form of a groove 16.

Предохранительное амортизирующее кольцо 17 установлено на штоке 4.Safety shock absorber ring 17 is installed on the stem 4.

Эксцентриковый выступ 18 имеется на стержне 5.The eccentric protrusion 18 is on the rod 5.

Пружина 19 установлена в корпусе 1.The spring 19 is installed in the housing 1.

Между держателем 3 и корпусом 1 установлено устройство регулировки положения держателя 10, выполненное в виде цилиндра 11, ось которого перпендикулярна индикаторному растру 6. Регулировочный элемент 12 устройства 10 размещен в цилиндре 11 и имеет фланец 13. В держателе 3 выполнен паз 14 П-образной формы. Паз 14 сопряжен с фланцем 13 регулировочного элемента 12.Between the holder 3 and the housing 1, a device for adjusting the position of the holder 10 is installed, made in the form of a cylinder 11, the axis of which is perpendicular to the indicator raster 6. The adjusting element 12 of the device 10 is located in the cylinder 11 and has a flange 13. In the holder 3, a groove 14 is made of a U-shape . The groove 14 is mated to the flange 13 of the adjusting element 12.

Направляющий стержень 5 имеет эксцентриковый выступ 18 и установлен в корпусе 1. На измерительном штоке 4 закреплена платформа 15. Направляющий стержень 5 проходит сквозь платформу 15 и взаимодействует с ограничителем углового положения 16, который ограничивает поворот платформы 15 относительно измерительного штока 4 и выполнен в виде паза.The guide rod 5 has an eccentric protrusion 18 and is installed in the housing 1. A platform 15 is fixed to the measuring rod 4. The guide rod 5 passes through the platform 15 and interacts with the angular position limiter 16, which restricts the rotation of the platform 15 relative to the measuring rod 4 and is made in the form of a groove .

В корпусе 1 между измерительным штоком 4 и направляющим стержнем 5 расположена пружина 19. Пружина 19 обеспечивает силовое замыкание платформы 15 с измерительным штоком 4 и корпусом 1.In the housing 1 between the measuring rod 4 and the guide rod 5 is a spring 19. The spring 19 provides a power short circuit of the platform 15 with the measuring rod 4 and the housing 1.

На измерительном штоке 4 установлено амортизирующее кольцо 17 из упругого материала, предохраняющее измерительный шток 2 от ударов об измеряемую деталь.A shock absorber ring 17 of elastic material is installed on the measuring rod 4, which protects the measuring rod 2 from impacts on the measured part.

Измерение осуществляется следующим образом. Измерительный шток 4 перемещают относительно корпуса 1, при этом измерительный растр 8 перемещается относительно индикаторного растра 6, излучателей 7 и фотоприемников 9. В индикаторном растре 6 имеются четыре светопропускающих окна (не показаны), в которых растровые штрихи сдвинуты на

шага растра, что позволяет получить сигналы sinx; cosx; -sinx; -cosx, которые используются для формирования счетных импульсов в устройстве обработки (не показано).The measurement is as follows. The measuring rod 4 is moved relative to the housing 1, while the measuring raster 8 moves relative to the indicator raster 6, emitters 7 and photodetectors 9. In the indicator raster 6 there are four light-transmitting windows (not shown) in which the raster strokes are shifted by

raster step, which allows to receive sinx signals; cosx -sinx; -cosx, which are used to generate counting pulses in a processing device (not shown).

Устройство регулировки положения 10 держателя 3 обеспечивает его разворот с индикаторным растром 6, излучателями 7 и фотоприемниками 9 вокруг оси цилиндра 11 перпендикулярно поверхности растров 6 и 8.The device for adjusting the position 10 of the holder 3 ensures its rotation with the indicator raster 6, emitters 7 and photodetectors 9 around the axis of the cylinder 11 perpendicular to the surface of the rasters 6 and 8.

Регулировочный элемент 12 своим фланцем 13 взаимодействует с пазом 14 держателя 3 и обеспечивает перемещение держателя с индикаторным растром 6, излучателями 7 и фотоприемниками 9 вдоль оси цилиндра 11, осуществляя тем самым регулировку зазора между растрами 6 и 8.The adjusting element 12 with its flange 13 interacts with the groove 14 of the holder 3 and provides movement of the holder with indicator raster 6, emitters 7 and photodetectors 9 along the axis of the cylinder 11, thereby adjusting the gap between the rasters 6 and 8.

Эксцентриковый выступ 18 на направляющем стержне 5 взаимодействует с пазом 14, расположенным на линии соединения осей штока 4 и стержня 5, обеспечивая плавную регулировку положения измерительного растра 8 вокруг оси, перпендикулярной штрихам.The eccentric protrusion 18 on the guide rod 5 interacts with a groove 14 located on the line connecting the axes of the rod 4 and the rod 5, providing smooth adjustment of the position of the measuring raster 8 around an axis perpendicular to the strokes.

Предложенный фотоэлектрический инкрементный растровый преобразователь изготовлен на заводе “Измерон”, и это обусловливает, по мнению заявителя, его соответствие критерию “промышленная применимость”.The proposed photoelectric incremental raster converter was manufactured at the Izmeron plant, and this determines, according to the applicant, its compliance with the criterion of “industrial applicability”.

Использование предложенного преобразователя позволяет:Using the proposed Converter allows you to:

- упростить настройку;- simplify the configuration;

- повысить надежность настройки;- increase the reliability of the settings;

- увеличить точность и контроль сочленения растрового сопряжения.- increase the accuracy and control of the articulation of the raster mate.

Claims

A photoelectric incremental raster converter comprising a housing, a raster conjugation device consisting of a measuring and indicator raster with emitters and photodetectors, a measuring rod, a guide rod, a platform mounted on the measuring rod, a holder with a device for adjusting its position, characterized in that the holder is made with a groove located parallel to the working surfaces of the measuring and indicator rasters, the device for adjusting the position of the holder is installed I wait for the housing and the holder and is made in the form of a cylinder with an adjustment element placed inside it, having a flange paired with the groove of the holder, and the platform has a rotation limiter, which is made in the form of a groove located on the line connecting the axes of the measuring rod and the guide rod paired with the groove limiter, while the rod has an eccentric protrusion.