SU1245961A2

SU1245961A2 - Device for determining coordinates of luminance centre of analyzed object

Info

Publication number: SU1245961A2
Application number: SU843740383A
Authority: SU
Inventors: Валентин Георгиевич Абакумов; Владислав Константинович Базанов; Вениамин Васильевич Татаринов
Original assignee: Киевский Ордена Ленина Политехнический Институт Им.50-Летия Великой Октябрьской Социалистической Революции
Priority date: 1984-05-14
Filing date: 1984-05-14
Publication date: 1986-07-23

Abstract

Изобретение относитс к контрольно- измерительной технике и может быть использовано в дефектоскопии при автома- тизации визуального метода контрол деталей с целью повышени достоверности определени координат центра ркости исследуемого объекта их измер ют по пор дку убывани ркости за счет введени дополнительно в устройство жидкокристаллической матрицы и механизма перемещени объекта, которые соединены с электрической схемой, обеспечивающей автоматизацию считывани оптической информации с поверхности образца . 1 ил. 1C ел ;о О) The invention relates to a measuring and control technique and can be used in defectoscopy when automating a visual method of checking parts in order to increase the reliability of determining the coordinates of the center of brightness of the object under investigation, they are measured in decreasing order of brightness by additionally introducing into the device of the liquid crystal matrix. an object that is connected to an electrical circuit that automates the reading of optical information from the sample surface. 1 il. 1C ate; o O)

Description

Изобретение относитс к контрольно- измерительной технике, может быть исследовано в дефектоскопии при автоматизации визуального метода контрол деталей и вл етс усовершенствованием устройства по авт. св. № 1187028.The invention relates to a measuring and control technology, can be investigated in flaw detection during the automation of the visual method of testing parts and is an improvement of the device according to the author. St. No. 1187028.

Цель изобретени - повышение достоверности определени координат путем их измерени по пор дку убывани ркости.The purpose of the invention is to increase the reliability of determining the coordinates by measuring them in order of decreasing brightness.

На чертеже изображена принципиальна схема устройства.The drawing shows a schematic diagram of the device.

Устройство содержит исследуемый объект-деталь 1, объектив 2 диафрагму 3, расположенную в плоскости изображени объектива 2, жидко-кристаллическую матрицу 4 и светоделительный кубик 5, расположенные на одной оптической оси. Светоделитель- ный кубик 5 оптически св зан с первым и вторым оптическими клинь ми 6 и 7 соответственно, за которыми расположены второй и третий фотоприемники 8 и 9. Оптический кубик 5 через нейтральную плас- тинку 10 св зан также с первым фотоприемником 11. Схемы 12 и 13 делени соединены с выходами фотоприемников 9 и 8, а вторыми входами - с фотоприемником П. Элементы 6, 9 и 13 образуют координатный канал по выработке координаты X, эле- менты 7, 8 и 12 - координаты Y, элементы 10 и 11 - элементы опорного канала . Выходь схем 12 и 13 делени соединены с первым и вторым аналоговыми ключами 14 и 15. Диафрагма 3 механически соединена с шаговыми двигател ми (ДД) X 16 и Y 17, а также с шаговым двигателем 18 изменени диаметра диафрагмы 3. ШД 16 и 17 подключены к первому вентилю 19 и к второму вентилю 20, а ШД 18 - к третьему вентилю 21. Выходы схем 12 и 13 делени соединены соответственно с входами первого 22 и второго 23 компараторов , выходы которых соединены с вентил м ) 19 и 20, а вторые входы подключены к выходам датчиков линейного перемещени по координате X 24 и по Y 25. Диаф- рагма 3 механически св зана также с датчиком 26 минимального зрачка диафрагмы 3, выход которого соединен с третьим вентилем 21 и параллельно - с вторыми входами аналоговых ключей 14 и 15.The device contains a detail object 1 under investigation, a lens 2, a diaphragm 3 located in the image plane of lens 2, a liquid-crystal matrix 4 and a beam-splitting cube 5 located on the same optical axis. The beam splitting cube 5 is optically coupled to the first and second optical wedges 6 and 7, respectively, behind which the second and third photodetectors 8 and 9 are located. The optical cube 5 is also connected to the first photodetector 11 through a neutral plate 10. Schemes 12 and 13 divisions are connected to the outputs of photodetectors 9 and 8, and the second inputs are connected to the photodetector P. Elements 6, 9 and 13 form a coordinate channel when the X coordinate is generated, elements 7, 8 and 12 are Y coordinates, elements 10 and 11 are elements of the reference channel. The output of diagrams 12 and 13 are connected to the first and second analog switches 14 and 15. Aperture 3 is mechanically connected to stepper motors (DD) X 16 and Y 17, as well as to a stepper motor 18 changing the diaphragm diameter 3. ShD 16 and 17 are connected to the first valve 19 and to the second valve 20, and SMD 18 to the third valve 21. The outputs of the 12 and 13 division circuits are connected respectively to the inputs of the first 22 and second 23 comparators, whose outputs are connected to the valves 19 and 20, and the second inputs connected to the outputs of the linear displacement sensors in the coordinate X 24 and Y 25. Diaphragms 3 are mechanically bonded also with minimum pupil aperture sensor 26 3, whose output is connected to the third valve 21 and parallel - a second analog switches 14 and 15 inputs.

Источник 27 питани шаговых двигате- лей соединен с вторыми входами вентилей 19-21. Выводы строк жидко-кристаллической матрицы 4 подключены к усилителю 28 записи строк, входы которых через дешифратор 29 строк и регистр 30 строк подключены к выходам АЦП 31 строк, вход последнего соединен с выходом аналогового ключа 14. Выводы столбцов жидко-кристаллической матрицы 4 подключены к усилител м 32 записи столбцов, входы которых через дешифратор 33 столбцов и регистр 34 столбцов подключены к выходам АЦП столбцов , вход последнего соединен с выходом аналогового ключа 15. Выходы трех фотоThe power source 27 of the stepper motors is connected to the second inputs of the gates 19-21. The lines of the liquid crystal matrix 4 are connected to the amplifier 28 line recordings, the inputs of which are through the decoder 29 lines and the register 30 lines are connected to the outputs of the ADC 31 lines, the input of the latter is connected to the output of the analog key 14. The columns of the liquid crystal matrix 4 are connected to the amplifier 32 columns of records whose inputs through the decoder are 33 columns and the register of 34 columns are connected to the outputs of the ADC columns, the input of the latter is connected to the output of the analog switch 15. The outputs of three photos

приемников 8,9 и 11 подключены к суммирующему усилителю 36, выход которого подсоединен на первый вход третьего компаратора 37, на второй вход которого подан опорный сигнал, соответствующий отсутствию дефекта. Выход третьего компаратора 37 параллельно включен на входы усилителей 38 и 39 стирани столбцов и строк соответственно, а также подсоединен к механизму 40 меремещени объекта 1.receivers 8.9 and 11 are connected to a summing amplifier 36, the output of which is connected to the first input of the third comparator 37, to the second input of which a reference signal is supplied corresponding to the absence of a defect. The output of the third comparator 37 is connected in parallel to the inputs of amplifiers 38 and 39 erasing columns and rows, respectively, and is also connected to the mechanism 40 of the object displacement 1.

Устройство работает следующим образом.The device works as follows.

В начальный момент жидко-кристаллическа матрица 4 находитс в прозрачном состо нии, а световой поток от объекта 1 проходит через объектив 2, диафрагму 3, матрицу 4 и попадает на свето- отделительный кубик 5. Разделенный световой поток в двух координатных каналах X и Y модулируют с помощью оптических клиньев 6 и 7, коэффициенты пропускани которых измен ютс по монотонным возрастающим или убывающим функци м, а в опорном канале световО й поток модулируют с помощью нейтральной пластинки 10 с посто нным коэффициентом пропускани . С помощью фотоприемников 8 и 9 формируют фотоэлектрические сигналы по координатным каналам X и Y соответственно, а с помощью фотоприемника 11 - опорный фотоэлектрический сигнал. По соотношению между сигналами координатных и опорных каналов с помощью схем 12 и 13 делени определ ют координаты X и Y центра ркости всех дефектов детали 1. После этого по сигналам координат производ т процесс совмещени центра диафрагмы 3 с центром ркости дефектов, осуществл емой ШД X 16 и ШД Y 17. Дл этого источник 27 питани ШД подключают к ШД X 16 и ШД Y 17 через вентили 19 и 20 до тех пор, пока компараторы 22 и 23 не вырабатывают импульсы равенства координат центра ркости и координат центра диафрагмы 3, получаемых от датчиков 24 и 25 линейных перемещений.At the initial moment, the liquid crystal matrix 4 is in a transparent state, and the light flux from object 1 passes through lens 2, diaphragm 3, matrix 4 and hits the light-separating cube 5. Separated light flux in two coordinate channels X and Y modulate using optical wedges 6 and 7, whose transmittances vary in monotonic increasing or decreasing functions, and in the reference channel the light flux is modulated using a neutral plate 10 with a constant transmittance. Using photodetectors 8 and 9, they form photoelectric signals along the coordinate channels X and Y, respectively, and with the help of photodetector 11, a reference photoelectric signal. Using the ratio between the signals of the coordinate and reference channels, the X and Y coordinates of the center of brightness of all defects of part 1 are determined by dividing schemes 12 and 13. Then, using the coordinates of the signals, the center of the diaphragm 3 is combined with the center of defects of the defects X 16 and SM Y 17. For this, the SM supply source 27 is connected to SM X 16 and SM Y 17 via gates 19 and 20 until the comparators 22 and 23 generate pulses of equality of the coordinates of the center of luminance and the coordinates of the center of the diaphragm 3 received from the sensors 24 and 25 linear relays still.

В момент совпадени оси диафрагмы 3 с центром ркости вентили 19 и 20 закрывают подачу питани на ШД X 16 и ШД Y 17. после этого диафрагму 3 по координатным ос м X и У не перемещают. Одновременно с линейными перемещени ми диафрагмы 3 по координатным ос м X и Y производ т диафрагмирование пол анализа детали, при этом часть дефектов (центров ркости) маскируют , и они исчезают из пол анали-, за. Исчезновение части дефектов из пол анализа приводит к тому, что измен ютс значени текущих координат центра ркости оставшихс дефектов. Уменьшение диаметра диафрагмы 3 производ т до тех пор, пока ШД 18 подключен через вентиль 21 к источнику 27. С достижением диафрагмой 3 своего минимального диаметра срабатывает датчик 26, сигнал от которого закрывает вентиль 21 и открывает аналоговые ключи 14 и 15, через которые снимают значени координат центра ркости на дальнейшую обработку. Этот выделенный дефект (центр ркости) вл етс максимальным по своим энерго-габаритным параметра.м. Действительно , в самом начале работы устройства центр ркости всех дефектов дета- ли расположен ближе к максимальному дефекту . В дальнейшем при перемешении диафрагмы и уменьшении ее зрачка ось диафрагмы и центр ркости будут постепенно сближатьс и в конце концов совпадут.At the moment of coincidence of the axis of the diaphragm 3 with the center of brightness, the valves 19 and 20 close the power supply to the SM X16 and SM Y 17. After that, the diaphragm 3 does not move along the coordinate axes X and Y. Simultaneously with the linear displacements of the diaphragm 3, the x and y axes are diaphragmized for the field of analysis of the part, while some of the defects (centers of brightness) are masked and they disappear from the field of analysis. The disappearance of a part of the defects from the analysis field leads to the fact that the values of the current coordinates of the center of brightness of the remaining defects change. The diameter of the diaphragm 3 is reduced while the SM 18 is connected via valve 21 to the source 27. When the diaphragm 3 reaches its minimum diameter, the sensor 26 is triggered, the signal from which closes the valve 21 and opens the analog keys 14 and 15, through which the values of coordinates of the center of brightness for further processing. This selected defect (center of brightness) is the maximum in its energy-dimensional parameter. Indeed, at the very beginning of the operation of the device, the center of brightness of all component defects is located closer to the maximum defect. Subsequently, when the diaphragm is mixed and its pupil is reduced, the axis of the diaphragm and center of brightness will gradually come closer and eventually coincide.

Координаты центра ркости X и Y поступают на входы АЦП 31 и 35, с но- мощью которых аналоговую форму координат преобразуют в цифровую. Значение координат центра ркости запоминают в регистрах 30 и 34 и дешифрируют дешифрато- рами 29 и 33 с тем, чтобы сигналы о координатах центра ркости, пройд усилители записи столбцов 32 и строк 28, были поданы на соответствующие шины жидкокристаллической матрицы 4.The coordinates of the center of brightness X and Y are fed to the inputs of ADCs 31 and 35, with which the analog form of the coordinates is converted to digital. The coordinates of the center of brightness are stored in registers 30 and 34 and decrypted with decoders 29 and 33 so that the signals on the coordinates of the center of brightness, passing the recording amplifiers of columns 32 and lines 28, are fed to the corresponding buses of the liquid crystal matrix 4.

В исходном состо нии матрица 4 прозрачна , т. е. световой поток от объекта 1 проходит беспреп тственно на светоотделитель- ный кубик 5 и далее на три фотоприемника 8, 9 и П. При подаче сигналов о координатах центра ркости соответствующую чейку матрицы 4 перевод т в непрозрачное состо ние. Таким образом, из дальней- щего контрол исключаетс дефект, координаты центра ркости которого уже определены .In the initial state, the matrix 4 is transparent, i.e., the luminous flux from object 1 passes unhindered to the light separator cube 5 and then to three photodetectors 8, 9 and P. When signals are sent to the coordinates of the center of brightness, the corresponding cell of the matrix 4 is translated in an opaque state. Thus, a defect whose coordinates of the center of luminance are already determined is excluded from further monitoring.

Если суммарный сигнал, пропорциональ- ный освещенности текущего пол анализа, достигает уровн , меньшего опорного напр жени Uonop, то считают, что в поле анализа отсутствует дефект (центр ркости). В этом случае третий компаратор 37 вырабатывает сигнал, поступающий на усилители 38 и 39 стирани по столбцам и строкам. При этом жидко-кристаллическую матрицу 4 привод т в исходное состо ние - прозрачное . Сигнал со схемы 37 поступает также на схемы 19-21, открыва их, в ре- зультате работы которых диафрагму 3 перемещают в исходное положение. Диафрагма 3If the total signal proportional to the illuminance of the current analysis field reaches a level lower than the reference voltage Uonop, then consider that there is no defect in the analysis field (center of brightness). In this case, the third comparator 37 generates a signal arriving at the amplifiers 38 and 39 erasing in columns and rows. In this case, the liquid crystal matrix 4 is reset to its original state, transparent. The signal from the circuit 37 also enters the circuits 19-21, opening them, as a result of which the diaphragm 3 is moved to its original position. Aperture 3

принимает максимальный диаметр, по команде из компаратора 37 срабатывает механизм 40 перемещени объекта, который замен ет проконтролированную деталь новой.accepts the maximum diameter; on command from the comparator 37, the object movement mechanism 40 is activated, which replaces the controlled part with a new one.

Claims

Invention Formula

A device for determining the coordinates of the center of the brightness of the object under investigation by the author St. No. 1187028, characterized in that, in order to increase the reliability of determining the coordinates by measuring them in order of decreasing brightness, it additionally contains a liquid crystal matrix of row recording amplifier, row decoder row register, analog-digital converter (ADC) of rows, column recording amplifier, column decoder, column register, column ADC, third comparator amplifier, reference voltage source, row erase amplifier, column erase amplifier and displacement mechanism are examined When the liquid crystal matrix is installed in the image plane of the lens between the diaphragm and the beam-splitting cube, the row recording amplifier, row decoder, row register and row ADC are sequentially connected to the rows of the liquid crystal matrix, the column write amplifier, column decoder are connected in series to the liquid crystal matrix columns, the register of columns and ADC columns, the inputs of the ADC rows and columns are connected to the first and second analog keys, respectively, the outputs of all fotopr The terminals are connected to the input of a summing amplifier, the output of which is connected to the input of the third comparator, the second input of which is connected to the source of the reference voltage, and the erasure amplifiers are connected to the output of the third comparator along the columns and rows of the liquid crystal matrix and the mechanism for moving the part under study, and the output of the third comparator connected to the valves of all stepper motors.