SU1035420A1 - Устройство дл автоматического контрол оптически отражающих поверхностей - Google Patents

Description

динен с органом управлени  механизма дл  перемещени  поверхности изде ли . 5. Устройство по п. 1, отли чающеес  тем, что завис щий от напр жени  формирователь импульсов состоит из порогового выключател , наход щегос  у выхода каждого , фотоэлектронного преобразовател , и из датчика импульсов в каждой выходной линии порогового выключател . бе Устройство по п. 5, отли чающеес  тем, что датчик импульсов состоит из электронного выключател  и датчика тактовых импульсов . Q 7. Устройство по пп, 3 и 6, отличающеес  тем, что, датчик импульсов состоит из преобразовател  напр жени  в частоту. 8.Устройство по п. 1, отличающеес  тем, что в качестве счетчиков применены обратные предварительно установленные счетчики. 9.Устройство по п. 8, о т л ичающеес  тем, что у входов возврата предварительно установленных счетчиков расположена установочна  схема, вход которой соединен со всеми выходами завис щих от напр жени  формирователей импульсов .

1

Изобретение относитс  к устройствам дл  бесконтактного автоматического контрол  оптически отражающих поверхностей любых испытуемых изделий, в частности дл  определени  плоскостных погрешностей поверхностей с различными оптическими своствами , и может примен тьс  дл  автматического аналитического контрол  плоских и изогнутых частей поверхностей , отклон ющихс  от нормы, а также во многих област х техники, особенно дл  прЪизводства больших серий нормированных деталей и дл  контрол  качества.

Известно множество технических решений дл  оценки оптических погрешностей поверхности.

Известен контрольный прибор дл  ощупывани  металлических поверхностей (промышленный образец DE-GM 37392). В зависимости от вида обработки электрических сигналов этот прибор только испытывает провер емую заготовку на состо ние ее, т.е. он провер ет отклонение от стандартных значений или нахождение заготовки в пределах требуемых технических значений.

В за вке DE-OS 1925751 указываетс , кроме того, на величину стандартизированных значений. Это необходимо , так как погрешности, наход щиес  в пределах определенной величины , дл  специальных проблем измерени  не представл ют интереса. Форма выходных измерительных сигналов , их подача и обработка(выложенна  за вка DE-OS 2252860 ) реализуютс  следующим образом.

Провер емое изделие освещаетс  стабилизированным источником света с линейным фокусом . Дл  этого используетс  цилиндрическа - линза в качестве конденсора. Определение измер емой величины осуществл етс  строчнообразно расположенным светопроводным кабелем, концы которого , св заны дискретными фотоэлектронными преобразовател ми. Электрическое напр жение от N освещенных фотоэлектрических преобразователей св зываетс  логической суммирующей схемой, и выдаетс  Н - кратна  величина напр жени  на выходе измерительного устройства. Таким образом , измер ема  величина идентична кратному суммарному напр жению на выходе.

Известно измерение погрешностей поверхности (выложенна  за вка DE-OS 2718086) размерность которых ала по отношению к размерности, расположенной перпендикул рно к ней Поверхность освещаетс  точкообразно и прием отраженных измерительных сигналов осуществл етс  посредством фотоэлектронных преобразователей. расположенных за щелевой диафрагмой . Недостаток этой методики измерени  заключаетс  в том, что она не в состо нии провер ть погрешности, распростран ющиес  по поверхности любых провер емых изделий с оптически отражающимис  свойствами. Цель изобретени  - создание устройства дл  автоматического вы влени  плоскостных погрешностей на све тоот-ражающих поверхност х изделий. Задача изобретени  - создание новой форк обработки сигналов фо оэлектронных преобразователей. Поставленна  цель достигаетс  тем, что в устройстве дл  автоматического контрол  оптически отража ющих поверхностей, содержащем присп собление дл  строчнообразного освещени  поверхности издели , механизм дл  перемещени  поверхности издели  вдоль строчнообразного освещени , несколько построчно расположенных светопровод щих волокон дл  приема отраженного с поверхности света, несколько автономных фотоэлектронных преобразователей у выхо да светопровод щих волокон, причем каждое из относ щихс  к определенному отрезку строки светопровод щее волокно прилегает к одному из фотоэлектронных преобразователей, и эле тронный блок дл  обработки выходных сигналов фотоэлектронных преобразователей , по пути сигнала между фо тоэлектронными преобразовател ми и электронным блоком дл  обработки сигналов расположен завис щий от на пр жени  формирователь импульсов, каждый выход которого подключен к одному из фотоэлектронных преобразователей , и электронный блок дл  обработки сигналов снабжен логической схемой образовани  электрической св зи, расположенной между выходами завис щего от напр жени  фор мировател  импульсов, которые соеди нены с любым количеством светопровод щих волокон, размещенных над р  дом расположенными отрезками строки и общей линией сигнализации, блок дл  обработки сигналов, кроме того содержит электронные счетчики, каждый из которых соединен с.соответствующим выходом завис щего от напр жени  формировател  импульсов и соответствующей линией сигнализации В качестве выходного элемента блока дл  обработки сигналов служит логит ческа  схема ИЛИ, выход которой  вл етс  выходом блока дл  обработки сигналов.. , Кроме того, завис щий от напр жени  формирователь импульсов в каждой выходной линии фотоэлектронного преобразовател  состоит из тактового и порогового выключателей, причем тактовый выключатель имеет функцию выключател  и включен вместе с источником напр жени  в общую часть всех автономных электрических цепей, кажда  из которых состоит из сопротивлени  и соответствующего фотоэлектронного преобразовател . Тактовый выключатель состоит из электронного выключател  и датчика тактовых импульсов. При этом датчик тактовых импульсов содержит механический привод и механически соединен с органом управлени  механизма дл  перемещени  поверхности издели . Кроме того, завис щий от напр жени  формирователь импульсов состоит из порогового выключател , наход щегос  у выхода каждого фотоэлектронного преобразовател , и из датчика импульсов в каждой выходной линии порогового выключател . Датчик импульсов состоит из электронного выключател  и датчика тактовых импульсов. Целесообразно выполн ть датчик тактовых импульсов из преобразовател  напр жени  в частоту, В качестве счетчиков можно примен ть обратные предварительно уста Новленные счетчики. У входов возврата предварительно установленных счетчиков расположена установочна  схема, вход которои соединен со всеми выходами .завис щих от напр жени  формирователей импульсов. Основным преимуществом изобретени   вл етс  возможность автоматического контрол  погрешностей по всей поверхности относительно простыми средствами. При этом погрешности должны каким-нибудь образом оптически отличатьс  от окружающего материала поверхности, например степенью отражени , цветом или частотной характеристикой. Таким образом , можно определить различи 

в химическом составе или по шероховатости . Светова  энерги  отраженных сигналов имеет второстепенное значение, так как могут быть применены элементы преобразовател  с большой чувствительностью. Кроме ого, предлагаемое устройство характеризуетс  надежностью в работе, экономным применением оптических и электронных средств. Обеспечиваетс  быстрый и точный контроль поверхности . .

На чертеже схематически представлено предлагаемое устройство е соответствующим электронным блоком л  обработки сигналов.

В оптической части контрольного устройства дл  освещени  плоского

издели  1 предусмотрен источник 2 света, в ходе лучей которого распоожена цилиндрическа  линза 3, в св зи с чем поверхность издели  1 освещаетс  строчнообразно через узкую щель . Отраженный свет воспринимаетс  строчнообразно установленными светопровод щими волокнами Л и передаетс  к автономным фотоэлектрическим преобразовател м 5-9. При этом каждый фотоэлектрический преобразователь оптически св зан с определенным отрезком строки. Последовательность расположени  преобразователей соответствует последовательности расположени  светопровод щих волокон над отрезками строки.

Электронна  часть контрольного устройства состоит из завис щего напр жени  формировател  10 импульсов и электронного блока 11 дл  обработки сигналов. Завис щий от напр жени  формирователь 10 импульсов

содержит по одному пороговому выключателю 12-16 в каждой выходной линии фотоэлектронных преобразователей SS и замкнутую электрическую цепь дл  каждого фотоэлектронного преобразовател  5-9. Дл  каждого преобразовател  5- электрическа 

цепь образуетс  из сопротивлени  17 21 в каждой, отдельной электрической цепи, из электронного выключател  22 с датчиком 23 тактовых импульсов и источником 2k напр жени , Электронный выключатель 22 с датчиком 23 тактовых импульсов и источник . 2 напр жени  наход тс  в общей части всех отдельных электрических цепей. Электронный выключатель 22,

замыка сь от каждого тактового импульса , кратковременно соедин ет источник 24 напр жени  с каждой из отдельных электрических цепей. Одна из этих электрических цепей состоит из фотоэлектронного преобразовател  5, сопротивлени  17, выключател  22 и источника 2k напр жени . Световым потоком, протекающим через светопровод щие волокна k, освобождаютс  свободные электроны от сеточг ного -соединени  в преобразователе 5. Преобразователь 5 возбуждаетс , причем возбуждение зависит от величины светового потока. Если выключатель 22 замыкаетс , поступает ток от источника 24 напр жени . При разомкнутом выключателе часть израсходованного зар да выравниваетс  в зависимости от падени  света. Когда сила света больша , зар д быстрее исчезаети при следующем цикле замыкани  должен течь больший ток чтобы восстанавливать недостающее количество зар Да, и пороговый выключатель 12 срабатывает при большем падении напр жени . При погрешности на поверхности издели  1 отражение света отличаетс  от нормированной величины, и падение света на фотоэлектронный пре.образователь 5 измен етс  таким образом, что пороговый выключатель 12 срабатывает. На выходе по вл етс  цифровой си1- нал, который периодически повтор етс  с тактовой частотой датчика 23 тактовых импульсов до тех пор, пока погрешность поверхности издели  не охватываетс  сканирующим лучом.

При непрерывном перемещении издели  1 количество импульсов дефекта

.. .

соответствует длине дефекта на поверности издели  1. Чтобы датчик 23 тактовых импульсов и механизм перемещени  издели  1 работали синхронно, предусмотрен датчик 25 скорости, котрый механически соединен с механизмо перемещени  издели  и который посылает сигналы скорости, управл ющие частотой датчика 23 тактовых импульсов . Имеетс  возможность применени  датчика тактовых импульсов с механическим приводом и соединени  механической части с механизмом перемещени  издели . Формирователь 10 импульсов может выполн тьс  таким образом , что в каждой выходной линии последовательно за пороговым выключателем 12-16 находитс  отдельный датчик импульсов, который состоит из электронного выключател  и датч ка тактовых импульсрв и перекрывает выходной сигнал пороговых выклю чателей 12-16 тактовой частотой. Электронный блок 11 дл  обработ ки сигналов состоит из. логической схемы 26 дл  образовани  электрической св зи, электронных счетчиг ков 27, логической св зи ИЛИ 2.8 и установочной схемы 29, Логическа  схема 26 дл  образовани  электрической св зи должна св зывать соот ветствующие выходные линии формировател  10 импульсов, которые соответствуют светопровод щим волокнам k, размещенным над расположенными отрезками строки. На чертеже последовательность отрезков строки соответствует расположению выходных линий. Чтобы св зать две сосед ние линим, в логической схеме 26 предусмотрены элементы И 30-33. Выходной сигнал по вл етс  на выхо одного из -элементов И 30-33- в том случае, когда одновременно поступает сигнал погрешности по двум со седним лини м. Выходы элементов И 30-33 св заны между собой и соединены с входом электронного счетчика З. Логическа  св зь трех р дом расположенных выходных линий формировател  10 импульсов осуи(ествл етс  элементами И , выходы которых подведены к электронному счетчику Четыре р дом расположенные линии св заны элементами И 39 и 0, и дл логической св зи И всех п ти выход ных линий предусмотрен элемент И К элементам И 39 и 0 последовател но включен общий электронный счетчик 2, и выход элемента И 1 соединен с электронным счетчиком 43. Все выходные линии формировател  1 импульсов соединены через элемент ИЛИ i с электронным счетчиком 5. Это позвол ет осуществить обработку данных каждого отдельного отрезка строки светопровод щих волокон k. Каждый из электронных счетчиков 3, 38,2, k, 5  вл етс  обратным счетчиком, который предварительно установлен на разли ное значение. Эти установленные зн чени  представл ют собой заданное 08 количество импульсов, которЫе следует достигать во врем  счета, чтобы вызывать реакцию. За счет синхронизации со скоростью последовательности тактовых импульсов имеетс  св зь между количеством импульсов дефекта и длиной дефекта. Ширина дефекта определ етс  по количеству р дом расположенных зан тых дефектом отрезков строк. Логическа  схема подает различное количество р дом расположенных отрезков строки к разным электронным счетчикам З, 38, 2, , . Чтобы определить предел дл  допускаемой площади погрешности, нужно лишь (предварительно) установить счетчики З, 38, 42, 3, 5 с различными значени ми соответственно упор доченному- количеству р дом расположенных отрезков строки, К каждой ширине погрешности можно также определить любую заданную длину погрешности. Выходы электронных счетчиков 3, 38, 2, , +5 соединены с логической св- зью ИЛИ 28. Как только один из счетчиков З, 38, 42, 43, 5 считываетс  до нул , на выходе логической св зи ИЛИ по вл етс  контрольный си|- нал, который вызывает отбор забракованного издели . Установочна  схема 29 использует выходной сигнал элемента ИЛИ дл  определени  наличи  сигналов погрешности на выходе формировател  10 импульсов. Если на выходе его не имеютс  сигналы погрешности , образуетс  импульс возврата, который поступает ко всем электронным счетчикам 3, 38, 42, 43, 5 и вызывает установку на предварительно установленное значение, Светопровод щие волокна. 4 могут быть выполнены таким образом что они приспосабливаютс  к внешней форме данного издели . Кроме того, эти волокна могут выполн тьс  полукруглыми или кольцеобразными дл  проверки выпуклых или трубчатых изделий. Процесс перемещени  изделий готовитс  так, чтобы строкой или кольцом охватывалась вс  поверхность. Следовательно , издели  могут двигатьс  вниз и вверх или винтообразно. Признано изобретением по результатам экспертизы, осуществленной Ведомством по изобретательству Германской Демократической Республики

Claims (8)

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО КОНТРОЛЯ ОПТИЧЕСКИ ОТРАЖАЮ- ЩИХ ПОВЕРХНОСТЕЙ, содержащее приспособление для строчнообразного освещения поверхности изделия, механизм для перемещения поверхности изделия вдоль строчнообразного освещения, несколько построчно расположенных светопроводящих волокон для приема отраженного с поверхности света, несколько· автономных фотоэлектронных преобразователей у выхода светопроводящих волокон, причем каждое из относящихся к определенному отрезку строки светопроводящее волокно прилегает к одному из фотоэлектронных преобразователей, и электронный блок для обработки выходных сигналов фотоэлектронных преобразователей, отличающееся тем, что по пути сигнала между фотоэлектронными преобразователями и электронным блоком для обработки сигналов расположен зависящий от напряжения формирователь импульсов, каждый выход которого подключен к одному из фотоэлектронных преобразователей, и электррнный блок для обработки сигналов снабжен логической схемой образования электрической связи, располо женной между выходами зависящего от напряжения формирователя импульсов, которые соединены с любым количеством светопроводящих волокон, размещенных над рядом расположенными отрезками строки и общей линией сигнализации , блок для обработки сигналов, кроме того, содержит электронные счетчики, каждый из которых соединен с соответствующим выходом зависящего от напряжения формирователя импульсов и соответствующей линиёй сигнализации, в качестве выходного элемента блока для обработки сигналов предусмотрена логическая схема ИЛИ, выход которой является выходом блока для обработки сигналов.

2. Устройство по π. 1, отличающееся тем, что зависящий от напряжения формирователь импульсов в каждой выходной линии фотоэлектронного преобразователя состоит из тактового и порогового выключателей, причем тактовый выключатель имеет функцию выключателя и включен вместе с источником напряжения в общую часть всех автономных электрических цепей, каждая из которых состоит из сопротивления и соответствующего фотбэлектронного преобразователя.

3. Устройство по п. 2, о т л и ,ч а ю щ е е с я тем, что тактовый выключатель состоит из электронного выключателя и датчика тактовых, импульсов.

4. Устройство поп. 3, отли-. ч а ю щ е е с я тем, что датчик .тактовых импульсов содержит механический привод и механически сое^SU 1035420

103542Q динен с органом управления механиз7. Устройство по пп. 3 и 6,

О Т’ ма для перемещения поверхности изделия.

5. Устройство по π. 1, отличающееся тем, что зависящий от напряжения формирователь импульсов состоит из порогового выключателя, находящегося у выхода каждого фотоэлектронного преобразователя, и из датчика импульсов в каждой выходной линии порогового выключателя.

6. Устройство поп. 5» отличающееся тем, что датчик импульсов состоит из электронного выключателя и датчика тактовых им личающееся тем, что, датчик импульсов состоит из преобразователя напряжения в частоту.

8. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что в качестве счетчиков применены обратные предварительно установленные счетчики.

9. Устройство по п. 8, о т л ичающееся тем, что у входов возврата предварительно установленных счетчиков расположена устано вочная схема, вход которой соединен со всеми выходами зависящих от напряжения формирователей импуль- пульсов.

сов.