SU1435936A1 - Оптико-электронное устройство дл контрол положени объекта - Google Patents

Abstract

Изобретение позвол ет контроли- .ровать угловые развороты и линейные перемещени  объекта. Целью изобрете- ,нк   вл етс  расширение функциональных возможностей путем измерени  также линейных перемещений объекта. Последовательно формируют три пучка измерени  от передающего блока, два из которых коллимированы и наклонены по разные стороны от оптической оси передающего блока, а третий пучок сход щийс , с помощью него стро т изображение соответствующей ему марки на оптической оси. Пучки принимают приемным узлом, скрепл емым с объектом, состо щим, из двух прием-, ных объективов и расположенного между ними проекционного объектива, плоскость изображени  проекционного объектива совпадает с фокальными плоскост ми приемных объективов и в ней расположен позиционно-чувствительный фотоприемник, соединенньй с блоком обработки. Каждый из приемных объективов оптически сопр жен с одной из двух смещенных с оптической оси марок , а проекционный объектив - с третьей маркой, расположенной на оптической оси передающего блока. На фотоприемнике приемными и проекционным объективами формируют изображение трех марок, по пространственному положению которых суд т об угловом и линейном перемещении объекта, 3 ил. с S (Л 4ib 00 СП со со Од

Description

Изобретение относитс  к измерительной технике и может использоватьс  дл  контрол  углового поворота объекта и его линейных смещений при сборке, монтаже и эксплуатации изделий .

Целью изобретени   вл етс  расширение функциональных возможностей путем измерени  также линейных пере- мещений объекта.

На фиг.1 приведена принципиальна  схема устройства; на фиг.2 и 3 - положение изображени  марок на фотоприемнике при различных смещени х конт- ролируемого объекта.

Устройство содержит три источника излучени  (не показаны), три марки 1-3, объектив 4, в фокальной плоскости которого расположены две мар- ки 1 и 2, смещенные с его оптической оси на равное рассто ние, и второй объектив 5, расположенный между марками 1 и 2, в фокусе которого установлена марка 3, образуюв1ие передающий узел, проекционньй объектив 6, два приемных объектива 7 и 8, позици онно-чувствительный фотоприемник 9 и блок обработки (не показан), образующие приемный узел 10, скрепл емы с контролируемым объектом.

Проекционный объектив 6 расположе между двум  приемными объективами 7 и 8, оптические оси которых параллельны оптической оси передающего узла.

На фиг.2 и 3 обозначено изображение марок на фотоприемнике от марок 1 и 2 соответственно 11 и 12 и от марки 3 ее изображение 13.

Изображение марки 3 на оптической оси передающего узла, формируемое объективами 4 и 5, совпадает с плоскостью предметов проекционного объектива 6, а его плоскость изображени  совпадает с фотоприемником 9.

Объект контрол  имеет возможность поворота и смещени  относительно осе X, Y, Z (фиг.1) на углы и линейную величину в плоскости XY.

Устройство работает следующим образом .

Последовательно включают источник излучени , освеща  соответственно марки 1-3. При подсветке марок 1 и 2 объектив 4 формирует коллимированньй пучок излучени , наклоненный к оптической оси по разные стороны от не е. Калсдый из кдллимированных пучков.

формируемых от марок 1 и 2, принимают соответствующим приемным объективом 7 и 8 и фокусируют его изображение в центре фотоприемника 9.

При подсветке марки 3 ее изображение объективами 4 и 5 строитс  на оптической оси передающего узла между объективом 4 и проекционным объективом 6, который проектирует ее изображение в центр фотоприемника 9. На фиг.1 показано совпадение изображений tpex марок в начальном положении.

При угловом развороте объекта изображени  марок будут занимать различное пространственное положение на по- зиционно-чувствительном фотоприемнике .,

Так, например, при угловом повороте объекта на угол Ц (угол скручивани ) центры изображени  марок 1 и 2 смещаютс  относительно начального положени  в противоположные стороны (фиг«2) на рассто ние

У у + у

1

где у и у - текуище смещени  центров изображений 11 и 12 марок 1 и 2 (фиг.1) соответственно при угл поворота qj по часовой стрелке,

у - текущее суммарное рас- стойние между центрами изображений марок. .С вьпсоДа позиционно-чувствительного фотоприемника 9 снимают сигналы,

/ I пропорциональные смещени м у, и у ,

причем сигналы снимаютс  в пор дке, согласованном с последовательностью излучаемых импульсов свет щимис  марками 1 и 2, т.е. вначале , а затем у.

Угол поворота опрел ел   ют нз зависимости

V , + V L

+ cf arcsin

где е - величина смещений оптических

осей приемных объективов . 7 и 8.

Коллимационные углы поворота (- и (ц, определ ют из зависимостей:

- / ,

У Уа ±ц| arctg

7,8

J II

X, + XiX .

±M u arctg nrctg T-,

2f

&

э.в

где f,„ - фокусное рассто ние сим (О

мeтpIiчныx объективов 7 и 8

xj и x j - смещени  центров изображений 11 и 12 марок 1 и 2 (фиг.З),

при этом сигналы, им пропорциональные , снимаютс  с выхода позиционно- чувствительного фотоприемника 9 аналогичным образом и в той же последовательности , как и при вычислении угла поворота с , т.е. вначале х,, а затем х.

При линейных смещени х объекта происходит смещение проекционного объектива 6 относительно изображени  марки 3, формируемого передающим узлом , в результате чего объектив 6 строит ее изображение не в центре по- зиционно-чувствительного фотоприемника .

Измер емые смещени  объекта вдоль осей X и Y вычисл ют из зависимости

, I I чЬ)

+х (xj - X )г-;

±У

(.IjL,-JLi)l±

У 2 2

де LI и 1/, - рассто ни  от главной Q плоскости проекционного объектива 6 до плоскости предмета и плоскости изображени  соответственно

X и у - величина смещени  изображени  13 марки 3 (фиг.З).

35

При вычислении значений линейных перемещений объекта предварительно

определ ют величины х

I

и у,

у;

снимаемые с выхода позиционно-чув- ствительного фотоприемника.

10

15

20

25

Q о и

35

40

Claims (1)

1. Формула изобретени  Оптико-злектронное устройство дл  контрол  положени  объекта, содержащее два источника излучени , две марки и объектив, в фокальной плоскости которого установлены марки, расположенные напротив соответствующих источников по разные стороны от оптической оси объектива на равном рассто нии от нее и образующие передаю- . щий блок, и предназначенный дл  скреплени  с контролируемым объектом прргемный блок, включающий два приемных объектива, установленные так, что их оптические оси параллельны одна другой и расположивны по разные стороны от оптической оси передающего блока на равном рассто нии от нее, каждьй из которых оптически св зан с одной из марок, позиционно-чувстви- тельньй фотоприемник, установленный в фокальной плоскости приемных объективов , и блок обработки информации, электрически соединенньй с фотоприемником , отличающеес  тем, что, с целью расширени  функциональных возможностей путем измерени  также линейных перемещений объекта, оно снабжено последовательно установленными третьим источником излучени , третьей маркой и вторым объективом, в фокальной плоскости которого установлена треть  марка, образующими коллиматор, расположенный между двум  марками вдоль оптической оси передающего блока, и проекционным объективом , установленным между двум , приемными объективами так, что его оптическа  ось совмещена с оптической осью передающего блока, его плоскость изображени  совпадает с фотоприемником , а его плоскость предметов - с плоскостью изображени  третьей марки.

   9и.г.1

   uz.2

   Хз

   «iг9

   Л -П . /

   fPu.z,3