Оптоэлектронные преобразователи линейных перемещений

Оптоэлектронные преобразователи линейных перемещений.

Преобразователи линейных перемещений необходимы для информационной взаимосвязи сообразно положению между позиционируемым объектом и устройством числового программного управления (УЧПУ) либо устройством цифровой индикации (УЦИ). К данному классу преобразователей относятся оптоэлектронные растровые преобразователи «ЛИР» компании СКБ ИС. Внедрение линейных оптоэлектронных растровых преобразователей перемещения в качестве меры длины линейной шкалы, которая значится носителем постоянного кодового растра, считается их особой чертой. Способность нанесения с субмикронной точностью штрихов растров на материалы с заданным коэффициентом линейного расширения, а также постоянность их геометрического положения дают возможность производить преобразователи 3-4 классов точности.

Высокую устойчивость к реакциям снаружи и высокую степень безопасности конструктивного исполнения преобразователей обеспечили растровым преобразователям большой выбор областей научного и промышленного применения.

Принцип действия преобразователей линейных перемещений.

Метод оптоэлектронного сканирования штриховых растров является базой работы преобразователей перемещения. При относительном перемещении шкалы 1 и анализатора 3 сопряжения регулярного растра шкалы с растрами анализатора создают проходящие через них потоки излучения, которые воспринимаются подходящими фотоприемниками. Растровая шкала состоит из двух параллельных информационных дорожек: референтных меток и регулярного растра.

 

Растровый анализатор имеет четыре окна А, А, В, В инкрементного считывания и окно референтной метки Б. Эти четыре окна позиционно сбалансированы с дорожкой регулярного растра шкалы. Шаги растров в окнах соответствуют шагам регулярного растра шкалы (20 мкм или 40 мкм). При этом каждая пара окон растры смещена относительно друг друга на величину, которая равняется половине их шага, а взаимный пространственный сдвиг растров между парами окон составляет четверть шага растров. Последовательно с растровыми окнами располагается прозрачное окно Г. Референтная метка Б позиционно сбалансирована с дорожкой референтных меток шкалы.

 

Считывающий узел, или как его еще называют считывающая головка, преобразователя перемещений выполняет задачу оптических растровых и кодовых сопряжений, которые информативно равняются величине линейного перемещения, а также выполняют считывание, обработку и анализ данных значений оптически информативных параметров указанных в сопряжении.

Первую задачу выполняет каретка , крепко связана с анализатором, которая через подшипники качения находится в постоянном контакте со шкалой. Это дает возможность относительному перемещению шкалы и анализатора. Вторую задачу выполняют платы фотоприемников 2 и осветителей 4, которые устанавливаются на ту же каретку. В корпусе считывающей головки расположена плата электрической схемы выделения и обработки информации о перемещении. Плата осветителей имеет шесть излучающих светодиодов, которые обеспечивают засветку соответствующих окон анализатора и пространственно согласовывают с ними приемные площадки шести фотодиодов платы 2.

Построенный канал считывания информации разрешает модулировать два ортогональных периодических сигнала IA и IB, отбрасывая из них постоянную составляющую. Двусторонний характер модификации указанных сигналов позволяет узнать направление перемещения, в число их периодов при этом перемещении его величину. Специальные методы обработки сигналов IA и IB дают возможность контролировать перемещения с прерывностью, намного меньшей периода регулярного растра.

 

Количество и координаты функционирующих Р.М.Д определяются заказом

В преобразователях перемещения для задания собственного начала отсчета используются референтные метки, которые имеют минимум одну функционирующую референтную метку, которая представляет собой специальный растр, с заданной функцией расположения их ширины и штрихов.

В процессе соответствующего перемещения шкалы и считывающей головки при совпадении полей Д шкалы и поля Б анализатора с фотоприемника, совпадающего с полем Б, снимается идентичный сигнал координатно - зависимой величины с ярко выраженным максимумом. Данный сигнал применяется устройством обработки для координатной привязки считывающего узла к началу отсчета преобразователя. В данном случае будет считаться значение опорного сигнала, который задается фотоприемником, подходящим окну Г анализатора.
В преобразователях перемещений ЛИР-7... 10 перемещающимся элементом в процессе эксплуатации может быть как считывающая головка, так и шкала. Выбор делает потребитель при монтаже преобразователя на изделии.
В преобразователях ЛИР-14,15,17 и 19 шкала жестко связана со штоком, который получает рабочее перемещение относительно анализатора неподвижного считывающего узла через контакт его наконечника с изделием потребителя.

Координатно-кодированное расположение референтных меток Д применяется для координатной привязки считывающего узла к началу отсчета преобразователя перемещений. Референтные метки Б анализатора аналогичны референтным меткам шкалы. В процессе совмещения референтных меток с фотоприемника, который оптически сопряжен с референтной меткой Б, снимает аналоговый сигнал координатно-зависимой величины с хорошо выраженным максимумом. Данный сигнал или сигналы (если прохождение считывающим узлом, как минимум, двух координатно - кодированных референтных меток), применяются устройством обработки для координатной привязи считывающего узла к началу отсчета преобразователя. При этом учитывается значение опорного сигнала, который задается фотоприемником, подходящим прозрачному окну Г анализатора.

Появлению квазиабсолютных датчиков ( датчики в которых дорожка референтных меток заменилась кодовой дорожкой ) послужило развитие функциональных возможностей преобразователей перемещения, которые использовали последовательность координатно-кодированных референтных меток. Таким образом, можно определить координату положения считывающего узла относительно шкалы после включения питания при их относительном сдвиге, который не превышает 0,5 мм, что дает ему свойство абсолютного датчика положения на протяжении всего цикла работы до выключения.

КОД ЗАКАЗА

ЛИР-(..)*-X1-XXXX2-XX3**-XX4-XX5-XX6-X7-XXX8-X9 (Спецзаказ)

* - указать Тип
** - для кодированных Р.М. записать "К"
 

В спецзаказе указать конкретные параметры, отличные от приведенных ниже и согласованные с производителем

Пример заказа:
ЛИР-7-1-1240-03-05-ПИ-2-4-1-В(DB15)