CZ306088B6 - Způsob vyhledávání povrchových defektů, zejména ložiskových kroužků, a zařízení pro provádění tohoto způsobu - Google Patents
Způsob vyhledávání povrchových defektů, zejména ložiskových kroužků, a zařízení pro provádění tohoto způsobu Download PDFInfo
- Publication number
- CZ306088B6 CZ306088B6 CZ2004-786A CZ2004786A CZ306088B6 CZ 306088 B6 CZ306088 B6 CZ 306088B6 CZ 2004786 A CZ2004786 A CZ 2004786A CZ 306088 B6 CZ306088 B6 CZ 306088B6
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- laser beam
- examined
- photodetector
- normal
- laser
- Prior art date
Links
Landscapes
- Investigating Materials By The Use Of Optical Means Adapted For Particular Applications (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
Abstract
Vynález řeší způsob vyhledávání povrchových defektů, zejména ložiskových kroužků, které mohou vznikat například v procesu válcování kroužků za studena. Vyšetřovaný povrch se bodově nasvěcuje laserovým paprskem, který postupně dopadá na všechna vyšetřovaná místa vyšetřovaného povrchu, přičemž se snímá laserový paprsek odražený mimo polopřímku ležící v rovině tvořené normálou vyšetřovaného povrchu a paprskem laseru dopadajícím na vyšetřovaný povrch. Tato polopřímka má počátek v místě dopadu laserového paprsku a svírá s normálou k vyšetřovanému povrchu v místě dopadu laserového paprsku stejný úhel, jako s touto normálou k vyšetřovanému povrchu svírá dopadající laserový paprsek. Nato se vyhodnocuje signál snímaného laserového paprsku a zvýšený signál se přiřadí k souřadnicím dopadu laserového paprsku v okamžiku výskytu zvýšeného signálu a vyhodnotí se jako defekt vyšetřovaného povrchu v těchto souřadnicích. Zařízení pro provádění způsobu sestává z laseru (1), před nějž je předřazena první fokusační optika (2) pro zaostření laserového paprsku na vyšetřovaný povrch (8), fotodetektoru (4), před nějž je předřazena druhá fokusační optika (3) pro soustředění k fotodetektoru (4) směřujících odražených laserových paprsků na vstup fotodetektoru (4), přičemž k výstupu fotodetektoru (4) je připojen obvod (5) zpracování signálu. Podstata vynálezu spočívá v tom, že osa druhé fokusační optiky (3) je uspořádána vně roviny tvořené normálou vyšetřovaného povrchu (8) a osou první fokusační optiky (2) laseru (1).
Description
Způsob vyhledávání povrchových defektů, zejména ložiskových kroužků, a zařízení pro provádění tohoto způsobu
Oblast techniky
Vynález se týká způsobu vyhledávání povrchových defektů, zejména ložiskových kroužků laserovým paprskem, a zařízení pro provádění tohoto způsobu.
Dosavadní stav techniky
Na vyhledávání povrchových defektů, jako jsou rýhy, jamky, praskliny, vznikajících v procesu výroby, je možné použít několik fyzikálních principů. Známé způsoby můžeme všeobecně rozdělit na dotykové a bezdotykové. Dotykové metody používají snímače s měřicím hrotem, který kopíruje povrch měřené součásti. Taková zařízení se používají především na měření profilu a drsnosti povrchu. Nevýhodou všech dotykových metod je nízká rychlost měření a možnost mechanického poškození měřeného povrchu hrotem, což není vhodné na rychlou a efektivní kontrolu defektů.
U bezkontaktních metod se používají snímače pneumatické, snímače elektromagnetické, využívající princip vířivých proudů a snímače optické. Uvedené typy snímačů, kromě optických, neumožňují přesně identifikovat defekty o velikosti menší než 1 pm. Optické snímače poskytují možnost rychlého snímání povrchu a při použití zkoncentrovaných laserových paprsků i vyhledávání výškových nerovností povrchu už od 0,2 pm. Jsou známy i snímače, které využívají triangulační princip snímání tvaru povrchu.
Na vyhledávání defektů na ložiskových tělesech bylo vyvinuto několik optických metod využívajících princip poklesu intenzity světla odraženého poškozeným povrchem součásti do směru, který- odpovídá zákonu odrazu známého z geometrické optiky. Takovými zařízeními byly třídicí automaty na zjišťování přítomnosti vad na ložiskových kuličkách, zařízení na kontrolu ložiskových drážek [AO ČSSR č. 247 254], fotoelektrické zařízení na kontrolu vnitřních stěn válců [DOS č. 2 602 001], atd. Podmínkou funkce těchto optických zařízení je, že úhel vůči normále k vyšetřované ploše, pod kterým je fotodetektorem snímaný odražený paprsek, se musí rovnat úhlu dopadu světelného svazku na vyšetřovanou plochu. Splnění této podmínky vyžaduje, aby vzájemná poloha snímací hlavice a povrchu vyšetřovaného tělesa byla uspořádaná tak, že odražený paprsek vždy dopadá na aktivní plochu fotodetektoru. To omezuje použití uvedených optických zařízení na vyhledávání povrchových defektů jen na tělesa s takovým geometrickým tvarem povrchu, který splňuje uvedenou podmínku. Takovými tvary jsou rovina, válec a koule. Další nevýhodou je skutečnost, že rozdíl intenzit paprsků odražených od ideálního povrchu a od poškozeného povrchu je ve směru osy odrazu poměrně malý, což snižuje citlivost uvedených optických metod.
Podstata vynálezu
Uvedené nedostatky dosavadního stavu techniky do značné míry eliminuje způsob vyhledávání povrchových defektů, zejména ložiskových kroužků, laserovým paprskem, podle vynálezu, jehož podstata je v tom, že se vyšetřovaný povrch bodově nasvěcuje laserovým paprskem, který postupně dopadá na všechna vyšetřovaná místa vyšetřovaného povrchu, přičemž se snímá laserový paprsek odražený mimo polopřímku ležící v rovině tvořené normálou vyšetřovaného povrchu a paprskem laseru dopadajícím na vyšetřovaný povrch. Tato polopřímka má počátek v místě dopadu laserového paprsku a svírá s normálou k vyšetřovanému povrchu v místě dopadu laserového paprsku stejný úhel, jako s touto normálou k vyšetřovanému povrchu svírá dopadající laserový paprsek. Nato se vyhodnocuje signál snímaného laserového paprsku a zvýšený signál se přiřadí
- 1 CZ 306088 B6 k souřadnicím dopadu laserového paprsku v okamžiku výskytu zvýšeného signálu a vyhodnotí se jako defekt vyšetřovaného povrchu v těchto souřadnicích.
Ve výhodném provedení způsobu podle vynálezu se laserový paprsek v průběhu vyhledávání po5 vrchových defektů pohybuje po vyšetřovaném povrchu.
V jiném výhodném provedení způsobu podle vynálezu se vyšetřovaný povrch v průběhu vyhledávání povrchových defektů pohybuje vůči laserovému paprsku.
Uvedené nedostatky dosavadního stavu techniky do značné míry rovněž eliminuje zařízení pro provádění tohoto způsobu, sestávající z laseru, před nějž je předřazena první fokusační optika pro zaostření laserového paprsku na vyšetřovaný povrch, z fotodetektoru, před nějž je předřazena druhá fokusační optika pro soustředění k fotodetektoru směřujících odražených laserových paprsků na vstup fotodetektoru, přičemž k výstupu fotodetektoru je připojen obvod zpracování signálu, 15 přičemž podstata vynálezu zde spočívá v tom, že osa druhé fokusační optiky je uspořádána vně roviny tvořené normálou vyšetřovaného povrchu a osou první fokusační optiky laseru.
Objasnění výkresů
Zařízení na vyhledávání povrchových defektů zejména ložiskových kroužků podle vynálezu je schematicky znázorněné na přiložených výkresech, kde na obr. 1 je znázorněno zařízení na vyhledávání povrchových defektů v okamžiku, kdy laserový paprsek dopadá na povrch bez defektů, na obr. 2. je znázorněno zařízení na vyhledávání povrchových defektů v okamžiku, kdy se lasero25 vý paprsek rozptyluje na lokálním defektu a na obr. 3A a obr. 3B jsou ilustrace záznamů elektrických signálů na obrazovce počítače po zpracování.
Příklady uskutečnění vynálezu
V příkladném provedení způsobu podle vynálezu se vyšetřovaný povrch bodově nasvěcuje laserovým paprskem, který postupně dopadá na všechna vyšetřovaná místa vyšetřovaného povrchu. Laserový paprsek může po vyšetřovaném povrchu rastrovat, nebo se vyšetřovaný povrch může otáčet se současným posuvem kolmým na směr otáčení nebo se může jinými známými způsoby 35 dosáhnout toho, aby laserový paprsek postupně dopadl na všechna vyšetřovaná místa vyšetřovaného povrchu. Současně se snímá laserový paprsek odražený mimo očekávaný směr zrcadlového odrazu při dokonalém povrchu. Očekávaný směr zrcadlového odrazu při dokonalém povrchu je přitom směr od místa dopadu laserového paprsku na vyšetřované místo vyšetřovaného povrchu v rovině tvořené laserovým paprskem a normálou vyšetřovaného povrchu v místě dopadu lasero40 vého paprsku, přičemž tento směr svírá s normálou vyšetřovaného povrchu v místě dopadu laserového paprsku stejný úhel, jaký s ní svírá laserový paprsek dopadající vyšetřované místo vyšetřovaného povrchu. Odražený laserový paprsek se tedy snímá na kterémkoliv místě mimo polopřímku ležící v rovině tvořené normálou vyšetřovaného povrchu a paprskem laseru dopadajícím na vyšetřovaný povrch, kde tato polopřímka má počátek v místě dopadu laserového paprsku 45 a svírá s normálou k vyšetřovanému povrchu v místě dopadu laserového paprsku stejný úhel, jako s touto normálou k vyšetřovanému povrchu svírá dopadající laserový paprsek, načež se vyhodnocuje signál snímaného laserového paprsku a zvýšený signál se přiřadí k souřadnicím dopadu laserového paprsku v okamžiku výskytu zvýšeného signálu a vyhodnotí se jako defekt vyšetřovaného povrchu v těchto souřadnicích. Zatímco u dokonalého povrchu bude odražený signál 50 v rovině tvořené normálou vyšetřovaného povrchu a osou laseru, jakýkoliv defekt povrchu vychýlí odražený signál mimo tuto rovinu. Získaný signál snímaného laserového paprsku se pak vyhodnocuje. Dojde-li při dopadu laserového paprsku na některé vyšetřované místo ke zvýšení signálu, znamená to, že se paprsek odrazil mimo očekávaný směr a že tedy povrch ve vyšetřovaném místě není dokonalý. Jinými slovy, poněvadž se snímá signál ve směru, kam ho dokonalý 55 povrch vyšetřovaného povrchu nikdy neodrazí, vyhodnotí se zvýšený signál jako defekt vyšetřo
-2CZ 306088 B6 váného povrchu. Zvýšený signál se tedy při vyhodnocování přiřadí k souřadnicím dopadu laserového paprsku v okamžiku výskytu zvýšeného signálu a vyhodnotí se jako defekt vyšetřovaného povrchu v těchto souřadnicích.
Příkladné provedení zařízení na vyhledávání povrchových defektů 7, zejména ložiskových kroužků, podle vynálezu, obsahuje laser 1, před nějž je předřazena první fokusační optika 2 pro zaostření laserového paprsku na vyšetřovaný povrch 8. Vně roviny tvořené normálou vyšetřovaného povrchu 8 a osou první fokusační optiky 2 laseru 1 je uspořádán fotodetektor 4, před nějž je předřazena druhá fokusační optika 3, která soustřeďuje na vstup fotodetektoru 4 ty odražené laserové paprsky, které jsou odraženy směrem k fotodetektoru 4. K výstupu fotodetektoru 4 je připojen obvod 5 zpracování signálu, k němuž může být vyhodnocovacím softwarem vybavený počítač 6 nebo neznázoměná elektronická vyhodnocovací jednotka.
V činnosti zařízení podle vynálezu dopadá laserový paprsek z laseru 1 postupně na všechna vyšetřovaná místa vyšetřovaného povrchu 8, přičemž je-li povrch bez defektu 7, paprsek se odráží tak, že zůstává v rovině tvořené normálou vyšetřovaného povrchu 8 a osou první fokusační optiky 2 laseru 1. Dopadne-li laserový paprsek do místa defektu 7, dojde k jeho rozptylu mimo tuto rovinu. Část takto rozptýleného odraženého laserového paprsku dopadne na druhou fokusační optiku 3, která dopadající paprsky soustředí na vstup fotodetektoru 4. Na výstupu fotodetektoru 4 se objeví signál detekce defektu 7, jak je znázorněno na obr. 3 A a obr. 3B, kde jednotlivé signálové špičky nad úrovní šumu odpovídají jednotlivým defektům zjištěným na vyšetřovaném povrchu 8. Počítač 6 nebo elektronická vyhodnocovací jednotka pak tento defekt přiřadí ke konkrétnímu místu vyšetřovaného povrchu 8.
Uvedená měření byla úspěšně ověřena k vyhodnocení defektů 7 na povrchu 8 rotujícího ložiskového kroužku, a to za pomoci mikropočítače s A/D převodníkem použitého jako obvod 5 zpracování signálu a počítače 6, vybaveného speciálním software na vyhodnocení defektů 7 na povrchu 8 rotujícího ložiskového kroužku.
Průmyslová využitelnost
Způsob vyhledávání povrchových defektů, zejména ložiskových kroužků, je využitelný při rychlé kontrole povrchových defektů, které mohou vzniknout v procesu válcování kroužků za studená při vysoké rychlosti kontroly.
Claims (3)
- PATENTOVÉ NÁROKY1. Způsob vyhledávání povrchových defektů, zejména ložiskových kroužků, laserovým paprskem, vyznačující se tím, že se vyšetřovaný povrch bodově nasvěcuje laserovým paprskem, který postupně dopadá na všechna vyšetřovaná místa vyšetřovaného povrchu, přičemž se snímá laserový paprsek odražený mimo polopřímku ležící v rovině tvořené normálou vyšetřovaného povrchu a paprskem laseru dopadajícím na vyšetřovaný povrch, kde tato polopřímka má počátek v místě dopadu laserového paprsku a svírá s normálou k vyšetřovanému povrchu v místě dopadu laserového paprsku stejný úhel jako s touto normálou k vyšetřovanému povrchu svírá dopadající laserový paprsek, načež se vyhodnocuje signál snímaného laserového paprsku a zvýšený signál se přiřadí k souřadnicím dopadu laserového paprsku v okamžiku výskytu zvýšeného signálu a vyhodnotí se jako defekt vyšetřovaného povrchu v těchto souřadnicích.
- 2. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že se laserový paprsek v průběhu vyhledávání povrchových defektů pohybuje po vyšetřovaném povrchu.-3 CZ 306088 B6
- 3. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že se vyšetřovaný povrch v průběhu vyhledávání povrchových defektů pohybuje vůči laserovému paprsku.5 4. Zařízení pro provádění způsobu podle kteréhokoliv z nároků 1 až 3, sestávající z laseru (1), před nějž je předřazena první fokusační optika (2) pro zaostření laserového paprsku na vyšetřovaný povrch (8), fotodetektoru (4), před nějž je předřazena druhá fokusační optika (3) pro soustředění k fotodetektoru (4) směřujících odražených laserových paprsků na vstup fotodetektoru (4), přičemž k výstupu fotodetektoru (4) je připojen obvod (5) zpracování signálu, vyznačující ίο s e t í m , že osa druhé fokusační optiky (3) je uspořádána vně roviny tvořené normálou vyšetřovaného povrchu (8) a osou první fokusační optiky (2) laseru (1).
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ2004-786A CZ306088B6 (cs) | 2004-07-07 | 2004-07-07 | Způsob vyhledávání povrchových defektů, zejména ložiskových kroužků, a zařízení pro provádění tohoto způsobu |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ2004-786A CZ306088B6 (cs) | 2004-07-07 | 2004-07-07 | Způsob vyhledávání povrchových defektů, zejména ložiskových kroužků, a zařízení pro provádění tohoto způsobu |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CZ2004786A3 CZ2004786A3 (cs) | 2006-02-15 |
| CZ306088B6 true CZ306088B6 (cs) | 2016-08-03 |
Family
ID=36952718
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CZ2004-786A CZ306088B6 (cs) | 2004-07-07 | 2004-07-07 | Způsob vyhledávání povrchových defektů, zejména ložiskových kroužků, a zařízení pro provádění tohoto způsobu |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CZ (1) | CZ306088B6 (cs) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS56118646A (en) * | 1980-02-25 | 1981-09-17 | Hitachi Ltd | Flaw inspecting apparatus |
| JPH04364451A (ja) * | 1991-06-12 | 1992-12-16 | Showa Alum Corp | ワークの表面欠陥検出方法 |
| US5313542A (en) * | 1992-11-30 | 1994-05-17 | Breault Research Organization, Inc. | Apparatus and method of rapidly measuring hemispherical scattered or radiated light |
| US5708506A (en) * | 1995-07-03 | 1998-01-13 | Applied Materials, Inc. | Apparatus and method for detecting surface roughness in a chemical polishing pad conditioning process |
| JP2000097872A (ja) * | 1998-09-25 | 2000-04-07 | Nec Corp | 光学的検査装置 |
-
2004
- 2004-07-07 CZ CZ2004-786A patent/CZ306088B6/cs not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS56118646A (en) * | 1980-02-25 | 1981-09-17 | Hitachi Ltd | Flaw inspecting apparatus |
| JPH04364451A (ja) * | 1991-06-12 | 1992-12-16 | Showa Alum Corp | ワークの表面欠陥検出方法 |
| US5313542A (en) * | 1992-11-30 | 1994-05-17 | Breault Research Organization, Inc. | Apparatus and method of rapidly measuring hemispherical scattered or radiated light |
| US5708506A (en) * | 1995-07-03 | 1998-01-13 | Applied Materials, Inc. | Apparatus and method for detecting surface roughness in a chemical polishing pad conditioning process |
| JP2000097872A (ja) * | 1998-09-25 | 2000-04-07 | Nec Corp | 光学的検査装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CZ2004786A3 (cs) | 2006-02-15 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US3814946A (en) | Method of detecting defects in transparent and semitransparent bodies | |
| US4794264A (en) | Surface defect detection and confirmation system and method | |
| US5355213A (en) | Inspection system for detecting surface flaws | |
| US5125741A (en) | Method and apparatus for inspecting surface conditions | |
| US7016526B2 (en) | Pixel based machine for patterned wafers | |
| US5389794A (en) | Surface pit and mound detection and discrimination system and method | |
| US5426506A (en) | Optical method and apparatus for detection of surface and near-subsurface defects in dense ceramics | |
| EP1505384A1 (en) | Method for defect detection utilizing infrared thermography | |
| US7106432B1 (en) | Surface inspection system and method for using photo detector array to detect defects in inspection surface | |
| Zhang et al. | Non-contact laser inspection for the inner wall surface of a pipe | |
| JPS6357731B2 (cs) | ||
| CZ306088B6 (cs) | Způsob vyhledávání povrchových defektů, zejména ložiskových kroužků, a zařízení pro provádění tohoto způsobu | |
| JP3025946B2 (ja) | 物体表面の粗さ測定方法及び装置 | |
| HU202977B (en) | Apparatus for geometrical testing of spherical bodies, preferably steel balls | |
| JP2004163129A (ja) | 欠陥検査方法 | |
| CN111638226B (zh) | 检测方法、图像处理器以及检测系统 | |
| SK285659B6 (sk) | Spôsob vyhľadávania povrchových defektov, najmä ložiskových krúžkov a zariadenie na vykonávanie tohto spôsobu | |
| JPH1194750A (ja) | 感光体ドラム検査方法及び感光体ドラム検査装置 | |
| JP2557960B2 (ja) | 高さ測定方法 | |
| JPH0228815B2 (cs) | ||
| JP2620263B2 (ja) | 寸法計測装置 | |
| JP2008216105A (ja) | 表面検査方法及び装置 | |
| Cheng | A computer-controlled laser bore scanner | |
| Huynh et al. | An optical method for chatter and form error detection in grinding | |
| Zhuang et al. | Nondestructive profiler for pipe inner wall using triangulation scanning method |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | Patent lapsed due to non-payment of fee |
Effective date: 20040707 |