專利名稱：激光軸對中儀的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種用于兩根及以上旋轉機械軸在相互關聯(lián)時進行校正軸心線同心度、直線度、平行度、垂直度以及進行監(jiān)測的儀器。
在各種生產(chǎn)機械中，同一組機械的兩個或兩個以上的軸要相互關聯(lián)是通常之事。各軸的相互關聯(lián)在技術方面要求它們要有準確的軸心線同心度、直線度、平行度、垂直度，有時還需要進行監(jiān)測。這就需要有一種儀器完成以上任務。在我國目前大多數(shù)是使用常規(guī)工具完成如采用測隙規(guī)、尺、千分表等測試手段完成，顯然精度很差。有的企業(yè)引進了進口的激光軸對中儀，如西德DB公司生產(chǎn)的OPTALIGN激光軸對中儀等。這種激光軸對中儀是用專用的卡具把發(fā)射器、接收器靶箱及反光鏡靶箱分別固定在軸的聯(lián)軸器或軸的兩端，由半導體激光發(fā)生器發(fā)出的光束射到與其相對的三棱鏡上，通過三棱鏡反射回來的光束由接收器接收，根據(jù)光斑的位置經(jīng)過控制微機的判斷處理后在顯示器上顯示出來，以此判斷軸心線的相關狀態(tài)。這種激光軸對中儀的不足在于它采用三棱鏡反光技術最大測距僅為2米，限制了被測對象，分辯率為1/100毫米，精度較低且使用專用控制微機并以西文顯示，儲存容量小，無擴展條件，顯示屏幕小顯示內(nèi)容簡單，中國工人使用有一定難度；此外是進口設備價格昂貴不宜推廣使用。
本發(fā)明的目的是設計一種采用平面反光鏡反光，接收器采用四路放大器電路及虛擬減法器電路的光電轉換技術使測試距離達10米，分辯率達3/1000毫米，使用專用接口聯(lián)接通用微機，自動檢測給出調(diào)整量并以漢文顯示的激光軸對中儀。
本發(fā)明的技術方案是這樣的它的構成如圖1示意總圖所示，圖中1是發(fā)射器及接收器靶箱，在該靶箱內(nèi)裝有HD6720型激光發(fā)射器2及SC10D型四軸線型接收器(位敏探測器)3，由激光發(fā)射器2射出的激光束經(jīng)過兩片互成直角的平面鏡組成的平面分片式反光鏡4的作用折射回接收器3，接收器3在得到激光束后經(jīng)過其內(nèi)部的OP27型放大器組成的四路放大器電路及虛擬減法器電路的光電轉換，把信號經(jīng)電纜5輸?shù)皆O有A/D轉換(模/數(shù)轉換)控制電路的A/D轉換控制盒6，經(jīng)過其內(nèi)部電路的采樣、保持、轉換及輸出控制與控制盒6上的62芯接口7與微機8相連，通過微機8提供的電源控制運行。為了使微機進行控制和操作，設計有一套與其相匹配的軟件系統(tǒng)支持運行，微機能自動檢測給出調(diào)整量在屏幕上以漢字方式顯示圖形、數(shù)字和文字說明，便于中國工人掌握使用。
圖2是光電轉換系統(tǒng)框圖，HD6720型激光發(fā)射器2射出的激光束通過平面分片式反光鏡4的反射由SC10D四軸線型接收器3接收，光信號通過光/電轉換系統(tǒng)電路11由電纜5把電信號輸給A/D轉換及控制電路12，經(jīng)過采樣、保持、轉換、控制由62芯接口7把信息輸入微機8，經(jīng)過微機8的處理把結果在顯示器9上顯示或由打印機10打印輸出。
圖3是激光發(fā)射器電源控制電路框圖，激光發(fā)射器2的偏置電源電壓為5V(直流)由微機提供，通過穩(wěn)壓電路13，降壓電路14，濾波及保護電路15以2.8至3V供給HD6720型激光發(fā)射器2工作，為了保護元器件的安全及降低電、磁噪聲干擾，除在印刷電路板設計上考慮外并對多芯銅屏蔽層電纜采取了雙端接地措施，16是鏡頭。
圖4是接收器電路框圖，圖中3是SC10D四軸線型接收器，它收到激光信號后通過相匹配的OP27型四路光電轉換放大電路17及虛擬減法器電路18把信號輸給A/D轉換及控制電路。SC10D四軸線型接收器陽極直接接地。
圖5是A/D轉換及控制電路框圖，A/D采用雙積分型電路，它置于A/D轉換控制盒內(nèi)，當它得到接收器的電信號后經(jīng)過輸入控制電路19，保持電路20，A/D轉換電路21，輸出控制電路22由62芯接口7送入微機內(nèi)存，經(jīng)過處理在屏幕上顯示或打印輸出結果。
圖6是接收器鏡頭與半透明光柵位置示意圖，圖中1是發(fā)射器及接收器靶箱，3是SC10D四軸線型接收器，16是鏡頭，在鏡頭前面有一個半透明光柵23。
圖7是平面分片式反光鏡構造示意圖，兩片平面反光玻璃26安裝在托板25上，托板25固定安裝在反光鏡靶箱24內(nèi)。
由于實施了以上技術方案，選用HD6720型發(fā)射器和SC10D四軸線型接收器，經(jīng)過OP27型放大器組成的四路放大器電路減小了零漂；虛擬減法器電路降低了電、磁噪生；A/D轉換控制電路采用雙積分型電路及發(fā)射器電路兩端接地措施解決了電干擾難題；光電放大器偏置電壓定為5V不但保證了工作條件還避免了燒損元件；在接收器鏡頭前安裝了半透明光柵消除了光散射，提高了光斑的質量，使測試距離達10米，分辨率達3-2.5/1000毫米的精度；選用通用微機，屏幕大顯示清晰，內(nèi)存大便于擴展，配以系統(tǒng)軟件實現(xiàn)了漢化輸出，便于中國工人使用。以上有益效果達到了本發(fā)明的目的


圖1是激光軸對中儀組成示意總圖，圖中1是發(fā)射器及接收器靶箱，2是激光發(fā)射器，3是四軸線型接收器，4是平面分片式反光鏡，5是電纜，6是A/D轉換控制盒，7是62芯接口，8是微機。
圖2是光電轉系統(tǒng)框圖，圖中1是發(fā)射器及接收器靶箱，2是激光發(fā)射器，3是四軸線型接收器，4是平面分片式反光鏡，5是電纜，7是62芯接口，8是微機，9是顯示器，10是打印機，11是光/電轉換系統(tǒng)電路，12是A/D轉換及控制電路。
圖3是激光發(fā)射器電源控制電路框圖，圖中2是激光發(fā)射器，13是穩(wěn)壓電路，14降壓電路，15是濾波及保護電路，16是鏡頭。
圖4是接收器電路框圖，圖中3是四軸線型接收器，17是光電轉換放大電路，18是虛擬減法器電路。
圖5是A/D轉換及控制電路框圖，圖中7是62芯接口，19是控制電路，20是保持電路，21是轉換電路，22是輸出控制電路。
圖6是接收器鏡頭與半透明光柵位置示意圖，圖中1是發(fā)射器及接收器靶箱，3是四軸線型接收器，16是鏡頭，23是半透明光柵。
圖7是平面分片式反光鏡構造示意圖，圖中24是反光鏡箱體，25是反光玻璃托板，26是平面反光玻璃。
本發(fā)明在研究過程中，曾考慮過不設反光鏡，采用由一方發(fā)射另一方接收的方案以及采用遙控控制技術，經(jīng)過技術及經(jīng)濟比較的結果認為還是采用如前所述的技術方案為佳。
權利要求
1，一種涉及兩根或兩根以上機械旋轉軸在相互關連時進行校正，監(jiān)測其軸心線技術狀況的激光軸對中儀，是用卡具把發(fā)射器、接收器靶箱及反光鏡靶箱分別固定在兩軸的連軸器或兩軸的端頭上，由激光發(fā)射器發(fā)出的激光束射到與其相對的反光鏡上，光束由反光鏡折回由接收器接收，經(jīng)過微機判斷處理后，在微機的顯示器上顯示兩軸心線相關連的技術狀況；其特征是采用兩片互成直角的平面鏡組成的平面分片式反光鏡折射技術，選用以HD6720型激光發(fā)射器及SC10D四軸線型接收器為主要元件，通過光電轉換電路把電信號輸給A/D轉換控制電路，再從接口把信息輸入微機進行處理，以漢字顯示兩軸心線相關聯(lián)的技術狀況。
2，如權利要求1所述的激光軸對中儀，其特征是HD7620型激光發(fā)射器的偏置電壓為直流5V，通過相匹配的穩(wěn)壓電路，降壓電路，濾波及保護電路后以2.8至3V供HD6720型激光發(fā)射器工作，所用多芯銅屏蔽電纜采取兩端接地措施。
3，如權利要求1所述的激光軸對中儀，其特征是SC10D四軸線型接收器通過相匹配的用OP27型組成的四路光電轉換放大電路及虛擬減法器電路輸給A/D轉換控制電路，SC10D四軸線型接收器陽極直接接地。
4，如權利要求1所述的激光軸對中儀，其特征是A/D采用雙積分型電路，在A/D轉換控制盒內(nèi)有輸入控制電路，采樣、保持電路，轉換電路及輸出控制電路，它有一個62芯接口。
5，如權利要求1所述的激光軸對中儀，其特征是反光鏡是由兩片互成直角的平面鏡組成的
6，如權利要求1所述的激光軸對中儀，其特征是在接收器鏡頭前面有一個半透明光柵。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于兩根或兩根以上旋轉機械軸在相互關連時進行校正軸心線同心度、垂直度、直線度、平行度以及進行監(jiān)測的儀器,其特征是:采用兩片互成直角的平面鏡組成反光鏡、HD6720型激光發(fā)射器及以SC10D為主要元件組成的四軸線型接收器,經(jīng)光電轉換處理把信息輸入微機,在系統(tǒng)軟件的支持下使微機自動運算處理,把檢測出的結果在屏幕上以漢字方式顯示出來。
文檔編號G01B11/27GK1173632SQ9710397
公開日1998年2月18日 申請日期1997年4月10日 優(yōu)先權日1997年4月10日
發(fā)明者邢開明, 蕭寧華, 張玉明 申請人:蕭寧華, 張玉明