SU972293A1 - Оптико-электронное устройство дл автоматического центрировани линз - Google Patents

Description

(54) ОПТИКО-ЭЛЕКТРОННОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО ЦЕНТРИРОВАНИЯ ЛИНЗ

1

Изобретение относитс  к оптическому приборостроению и служит дл  автоматического центрировани  линз при обработке их на оптических станках или при центрировании оправленных линз, собираемых в объектив по методу Линника-Радченко.

Известен автоколлимационный прибор ЮС-13, предназначенный дл  центрировки линз на центрировочном станке и линз, завальцованных в оправу, на токарном, станке, а также дл  оценки точности центрировки, представл ющий собой автоколлимационную трубку, свет ща с  марка которого проецируетс  его объективом в автоколлимационную точку центрируемой линзы. Отража сь от поверхности линзы, изображение свет щейс  марки строитс  объективом прибора и последовательно установленным микрообъективом в плоскости сетки окул ра 1.

Если автоколлимационна  точка не лежит на оси вращени  щпиндел  центрировочного станка, то при вращении шпиндел  изображение марки в поле зрени  окул ра описывает окружность, радиус которой пропорционален децентрировке. Так как оптической осью линзы  вл етс  лини , проход ща  .через центры кривизны преломл ющих

или отражающих поверхностей, то, последовательно совмеща  две автоколлимационные точки, соответствующие двум оптическим поверхност м линзы, с осью вращени  щпиндел , совмещают с последней и оптическую ось линзы. Указанное совмещение производ т с помощью специального центрировочного патрона.

Затем цилиндрическую поверхность линзы или ее оправы протачивают в заданный посадочный размер. Таким образом, опти10 ческа  ось линзы оказываетс  центрированной по отношению к ее посадочному диаметру и посадочному диаметру оправы. При этом требовани  к взаимной ориентации прибора ЮС-13 и центрируемой линзы весьма слабые. Они свод тс  лищь к тому, чтобы

15 автоколлимационное изображение марки попадало в поле зрени  окул ра прибора.

Наиболее близким к предлагаемому  вл етс  оптико-электронное устройство дл  автоматического центрировани  линз, со20 держащее автоматический патрон дл  креплени  линз на вращающемс  шпинделе центрировочного станка, автоколлимационную трубку, включающую марку, светоделительный элемент, образующий боковой оптический канал, и объектив, стро щий изображение марки последовательно в автоколлимационные точки центрируемой линзы, позиционно-чувствительную регистрирующую систему и блок выделени  и обработки сигнала рассогласовани  с усилителем переменного фототока и двум  синхронными детекторами, выходы которых подключены к приводам автоматического патрона 2.

Существенным недостатком системы  вл етс  вли ние на ее точность возможных, вследствие вибрации и тепловых деформаций корпуса системы, поперечных смещений позиционно-чувствительного фотоприемника . Кроме того, в погрещность центрировани  с помощью системы такого типа аддитивной составл ющей входит погрещность установки фотоприемника ПЧФ по эталонной центрированной линзе и norpeujHocTb первоначального центрировани  этой линзы.

Цель изобретени  - повыщение производительности и точности центрировани .

Указанна  цель достигаетс  тем, что позиционно-чувствительна  регистрирующа  система введена в боковой оптический канал автоколлимационной трубки и выполнена в виде установленного в плоскости автоколлимационного изображени  излучающей марки линейного растра, фотометрического линейного клина, за которым размещен фотоприемник, подключенный к входу усилител  блока выделени  и обработки сигнала рассогласовани , а щпиндель центрировочного станка снабжен датчиком опорных импульсов с выходами,соединенными с опорными входами синхронных детекторов блока выделени  и обработки сигнала рассогласовани .

На фиг. 1 представлена схема предлагаемого устройства дл  автоматического центрировани  линз; на фиг. 2 - график изменени  коэффициента пропускани  линейного фотометрического клина, на фиг. 3 - пример выполнени  датчика опорных импульсов положени  щпиндел  с разрезом А-А; на фиг. 4 - разрез А-А на фиг. 3.

Устройство содержит точечную диафрагму 1, линзу 2, излучатель 3, объектив 4, центрируемую линзу 5; автоматический патрон 6; щпиндель 7; светоделительный элемен 8; позиционно-чувствительную-регистрирующую систему, включающую линейный фотометрический клин 9 с линейным растром; фотоприемник 10; усилитель 11 переменного фототока, синхронные детекторы 12 и 13, датчик 14 импульсов, кольцевую маску 15, светодиод 16, фотодиод 17, источник 18 посто нного тока. Узлы 11 -13 образуют блок выделени  и обработки сигнала рассогласовани .

Устройство работает следующим образом .

Излучающа  марка, выполненна  в виде точечной диафрагмы 1, подсвечиваемой с помощью линзы 2 излучателем 3 (например.

лазером), проецируетс  объективом 4 в автоколли .мационную точку центрируемой линзы 5, установленной в автоматическом патроне 6 и посаженной на щпиндель 7 станка. Отраженное от поверхности линзы 5 излучение формируетс  с помощью объектива 4 в изображение li диафрагмы 1, располагаемое в боковом оптическом канале, образованном светоделительным элементом 8.

В плоскости изображени  1i установлен линейный фотометрический клин 9, за кото° рым по ходу лучей расположен фотоприемник 10.

При вращении щпиндел  станка и вместе с ним децентрированной линзы автоколлимационное изображение li диафрагмы описывает окружность, радиус г которой пропорционален величине децентрировки.

Так как коэффициент пропускани  фотометрического клина линейно измен етс  по координате X (фиг. 2), то при движении автоколлимационного клина 9 падающий на

фотоприемник 10 лучистый поток модулируетс  с частотой вращени  щпиндел  и амплитудой , равной

2г4-Ф ЛТ-ф,,

dx

dT

, где- -градиент пропускани  фотометри ческого клина;

Фо величина падающего на клин лучистого потока.

При этом фаза сигнала определ етс  направлением децентрировки контролируемой

0 автоколлимационной точки линзы 5. Переменный сигнал с фотоприемника 10 подаетс  на усилитель 11 переменного фототока, с которого поступает на входы двух синхронных детекторов 12 и 13. Опорными напр жени ми синхронных детекторов  вл ютс 

5 напр жени , снимаемые с датчика 14 импульсов , сдвинутые по фазе друг относительно друга на 90° и характеризующие направление управл емого линейного или углового перемещени  центрируемой линзы, т. е. направление осей X и Y (фиг. 3), вдоль или вокруг которых осуществл етс  это перемещение .

Такой датчик может быть выполнен, например , на основе использовани  кольцевой маски 15, укрепленной на щпинделе 7 станка и имеющей два выреза, выполненных в виде дорожек с угловым размером 180° и расположенных на различных окружност х со сдвигом 90° (фиг. 3). На каждой дорожке установлена соответствующа  оптронна  пара, например светодиод 16 фотодиод 17.

0 При этом светодиоды запитываютс  от источника 18 посто нного тока, а сигналы от фотодиодов подаютс  на опорные входы синхронных детекторов 12 и 13.

Таким образом, на выходе синхронных

J детекторов имеет место посто нное напр жение , уровень которого пропорционален величине децентрировки данной автоколлимационной точки соответственно по ос м X и Y, а знак характеризует направление децентрировки по этим ос м. Напр жени  с выходов синхронных детекторов подаютс  (например, с помощью коллекторных контактов Кь Кг или Кз, К4) на соответствующие входы сервоприводов автоматического патрона, который приводит заданную автоколлимационную точку на ось вращени  щпиндел .

При этом дальн   автоколлимационна  точка приводитс  на ось вращени  приводом поворотной части патрона, а ближн   - приводами сдвиговой части патрона. Предварительно ближнюю автоколлимационную точку с помощью переходной втулки совмещают с центром вращени  поворотной части патрона.

Затем, как и при использовании трубки ЮС-13, осуществл ют перефокусировку объектива 4 на другую автоколлимационную точку центрируемой линзы. При этом выходы синхронных детекторов переключаютс  на соответствующую группу входных контактов Кз, К4 автоматического патрона. Соответствующие переключатели на фиг. 1 не показаны, так как в цеховой практике центрирование линзы при их изготовлении часто ограничиваетс  приведением на ось вращени  щпиндел  лищь одной автоколлимационной точки, втора  автоматически совмещаетс  с осью вращени  благодар  пневматическому или механическому поджатию к кольцевому ножу переходной втулки.

Работа по одной автоколлимационной точке оказываетс  выгодна при использовании патронов с пневматическим креплением линз и невысоких требовани х к центровке .

Предложенное устройство выгодно отличаетс  от существующих подобного назначени  устройств некритичностью его положени  по отнощению к оси вращени  щпиндел  станка, высокой точностью и производительностью .

Claims (2)

1. Формула изобретени 

   Оптико-электронное устройство дл  автоматического центрировани  линз, содержащее автоматический патрон дл  креплени 

   линз на вращающемс  щпинделе центрировочного станка, автоколлимационную трубку , включающую марку, светоделительный элемент, образующий боковой оптический канал , и объектив, стро щий изображение марки последовательно в автоколлимационные точки центрируемой линзы, позиционно-чувствительную регистрирующую систему и блок выделени  и обработки сигнала рассогласовани  с усилителем переменного фототока и двум  синхронными детекторами,

   выходы которых подключены к приводам автоматического патрона, отличающеес  тем, что, с целью повышени  производительности и точности центрировани , позиционно-чувствительна  регистрирующа  система введена в боковой оптический канал ав токоллимационной трубки и выполнена в виде установленного в плоскости автоколлимационного изображени  излучающей марки линейного растра, фотометрического линейного клина, за которым размещен фото5 приемник, подключенный к входу усилител  блока выделени  и обработки сигнала рассогласовани , а щпиндель центрировочного станка снабжен датчиком опорных импульсов с выходами, соединенными с опорными входами синхронных детекторов блока выделени  и обработки сигнала рассогласовани .

   Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1. Погарев Г. В. Юстировка оптических приборов. М., 1968, с. 207-210.
2. 2. Белоглазов А. А. и Орнис А. Н. Коллимационные и автоколлимационные устройства дл  контрол  центрировани  линз, - «Оптико-механическа  промыщленность, № 10, 1972, с. 57-62.

   фиг. 2

   иг.З