RU17614U1

RU17614U1 - Бесконтактный датчик биений

Info

Publication number: RU17614U1
Application number: RU2000132093/20U
Authority: RU
Inventors: С.В. Плотников; В.И. Ладыгин; А.И. Пастушенко
Original assignee: Конструкторско-технологический институт научного приборостроения
Priority date: 2000-12-25
Filing date: 2000-12-25
Publication date: 2001-04-10

Description

Бесконтактный датчнк биений

Заявляемое устройство относится к области машиностроения, а именно к устройствам для измерения размеров деталей и может использоваться для контроля биений деталей вращения.

Известно устройство для контроля биений деталей вращения, содержащее измерительную головку микрометрического типа, щуп которой соприкасаясь с измеряемой точкой поверхности детали измеряет ее отклонение от некой базовой линии, принятой за нулевую отметку. По величине отклонения более заданного принимают рещение о годности детали (см. А.К.Кутая, Справочник контрольного мастера, Л, Лениздат, 1980г., стр.238-239).

Известное устройство обычно используется при ручном контроле деталей в мелкосерийном производстве. Это связано с тем, что при контактном измерении биения поверхности невозможно обеспечить высокую производительность измерений из-за необходимости механического соприкосновения поверхности щупа и контролируемой поверхности. Инерционность механизма измерительной головки не успевает отрабатывать локальные изменения при быстром перемещении щупа по поверхности. При этом точность измерения во многом зависит от площади их соприкосновения.

Известно устройство для контроля биений деталей вращения, принятое в качестве прототиппа, содержащее последовательно установленные источник света, приемный объектив, диафрагму, фотоприемник, дифференцирующий усилитель, вход которого связан со входом дифференцирующего усилителя и устройство для регистрации и управления (см. «Бесконтактный контроль размеров в станкостроении под ред. Харизоменова И.В. М., «Мащиностроение, 1975г., с. 122-123). По величине сигнала с дифференциального усилителя, а значит и току с фотоприемника судят о

2000132093

nipppiiiriijHjiiin

МКИ 6:

величине биения детали. Известное устройство позволяет бесконтактным методом с высокой производительностью производить измерение биений.

Основным недостатком известного устройства является его ограниченные функциональные невозможности, связанные в основном с ошибками при определении экстремальных значений освещенности из-за появления пгумовых экстремумов при контроле деталей с низкой и непостоянной отражающей способностью, что существенно снижает точность контроля.

Технической задачей, решаемой данной заявкой является устранение указанного недостатка, а именно повышение точности контроля.

В устройстве для контроля биений деталей вращения, содержащем источник света, приемный объектив, фотоприемник, блок зшравления и регистрации, задача решена тем, что источник света выполнен в виде лазерного излучателя, а фотоприемник выполнен в виде линейки фотодиодов, установленных в фокусе приемного объектива, при этом в устройство дополнительно введены блок управления линейки фотодиодов (БУЛФ), входы которого соединены с блоком управления и регистрации, а выходы - с управляющими входами линейки фотодиодов, и блок преобразования сигнала (БПС), сигнальный вход которого соединен с выходом линейки фотодиодов, управляющий вход соединен с выходом блока управления линейки, а его выход подключен ко входу блока управления и регистрации.

Указанное выполнение устройства позволяет производить с высокой точностью измерение биений деталей независимо от значений освещенности детали и ее отражающей способности.

На фиг. 1 приведена блок-схема заявляемого устройства, где 1 - источник света (лазер), 2 - фокусирующий приемный объектив, 3 - линейка фотодиодов, 4 - блок управления и регистрации, 5 - БУЛФ, состоящий из генератора тактовых импульсов 6 и генератора импульсов считывания 7, 8 блок преобразования сигнала, состоящий из нормирующего усилителя 9 и пикового детектора 10, 11- обрабатываемая деталь.

На фиг.2 приведена блок-схема микропроцессорного блока управления 4, где 12 - микропроцессор с задающим генератором 13, 14 - оперативное запоминающее устройство (ОЗУ), 15 - постоянное запоминающее устройство (ПЗУ), расщиритель ввода-вывода (РВВ) 16, клавиатура 17, индикаторное устройство 18.

Устройство работает следующим образом. С клавиатуры 17 задают отображаемые на индикаторе 18 требуемые режимы контроля биений (отклонение от нормы) и подают сигнал на начало отсчета. Лазер 1 облучает поверхность детали 11, а фокусирующий объектив 3 собирает свет попадающий в его апертуру от освещенной точки детали 11 и фокусирует его в виде освещенного пятна на линейке фотодиодов 3. С блока управления 4 подаются сигналы для формирования тактовых импульсов генератором 6 и импульсов считывания информации с линейки фотодиодов 3, формируемых генератором 7. С каждым импульсом генератора 6 информация из фотодиодной ячейки линейки 3 поступает на вход нормирующего усилителя 9, а с его выхода - на вход пикового детектора 10, который выделяет максимальную амплитуду сигнала на выходе линейки фотодиодов 3 за один такт опроса всех фотодиодных ячеек. С началом каждого такта опроса линейки пиковый детектор 10 обнуляется импульсом с генератора 1. С выхода пикового детектора 10 напряжение в реальном времени поступает на вход РВВ 16 блока управления и регистрации 4, микропроцессор 12 которого по временному отставанию пика напряжения от начала такта опроса линейки определяет положение энергетического центра фокусного пятна на линейке для каждой заданной точки поверхности детали и сравнивает указанное значение с наперед заданным, хранящимся в ПЗУ 15. При отклонении профиля поверхности детали от заданной, происходит расфокусировка пучка света, попадающего на линейку 3, а следовательно, изменяется положение его энергетического центра относительно заданного значения. По величине

. отклонения судят о величине биения детали в данной точке поверхности. При выходе величины биения из заданного интервала, на индикаторе появляется надпись «БРАК, а при попадании в заданный интервал - «ГОДНО. При необходимости контроля качества партии деталей, вся информация с шины данных микропроцессора 12 может быть выведена на персональный компьютер или зарегистрирована на самописце.

Таким образом, заявляемое устройство в отличие от прототипа позволяет существенно повысить точность контроля деталей.

/ 1н; v-v;v-|f§ s: .sfii Ю.В.Чугуй

Claims

Устройство для контроля биений деталей вращения, содержащий источник света, приемный объектив, фотоприемник, блок управления и регистрации, отличающееся тем, что источник света выполнен в виде лазерного излучателя, а фотоприемник выполнен в виде линейки фотодиодов, установленных в фокусе приемного объектива, при этом в устройство дополнительно введены блок управления линейки фотодиодов (БУЛФ), входы которого соединены с блоком управления и регистрации, а выходы - с управляющими входами линейки фотодиодов, и блок преобразования сигнала (БПС), сигнальный вход которого соединен с выходом линейки фотодиодов, управляющий вход соединен с выходом блока управления линейки, а его выход подключен ко входу блока управления и регистрации.