SU1249324A1 - Устройство дл контрол шероховатости поверхности - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к контрольно- измерительной те.хнике и используетс  дл  контрол  качества обработки повер.хности. Целью изобретени   вл етс  новыншние достоверности контрол  за счет исключени  фонового излучени , а также расширение диапазона гиероховатости поверхностей. Устройство содержит оптическую систему формировани  сход щегос  пучка лучей, которым освеи1,аетс  контролируема  повер.х- ность. Сформированный системой пучок лучей направл етс  на поверхность под пр мым углом к ней через отверстие в плоском зеркале. Центр отверсти  совпадает с центром сходимости освещаюндего пучка. Зеркало направл ет зеркальную часть отраженного повер.хиостью излучени  на фотоприемник . Два фотоприемника установлены симметрично относительно оси освен1аюп1е- го пучка. Их чувствительные площадки воспринимают излучение, отраженное поверхностью диффузно под углом 10-30 к оси освещающего пучка. Шероховатость поверхности оцениваетс  по отно1пению потоков излучени , отраженных поверхностью в направлении фотоприемников. Благодар  тому , что в схеме отсутствуют оптические a. ie- менты. загр знение поверхности которых может привести к по влению значительных фоновых засветок фотоприемников, устройство позвол ет повысить достоверность результатов контрол . Наличие в устройстве двух фотонриемников, установленных симметрично относительно оси пучка, нозвол ет повысить точность ориентации устройства относительно контролируемой поверхности. Зеркало и фотонриемник установлены с возможностью разворота вокруг центра отверсти  в зеркале. Разворотом добиваютс  наилучшего соотноп1ени  сигналов на выходе ф отоириемников, благодар  чему удаетс  расц ирить диапазон контролируемых новерх- ностей. 1 з.н. ф-лы, 1 ил. (О (Л to 4 СО го 4i

Description

Изобретение относитс  к контрольно-измерительной технике и может быть использовано дл  автоматического контрол  качества обработки поверхности.

Цель изобретени  - повышение достоверности контрол  за счет исключени  фонового излучени , достигаемого в результате разделени  осветительного и измерительного трактов оптической системы устройства, а также расширение диапазона шероховатости контролируемых поверхностей.

На чертеже представлена схема расположени  узлов устройства.

Устройство содержит источник 1 направленного излучени , оптическа  ось 2 которого направлена по нормали к контролируемой поверхности 3, линзу 4, фокус которой совпадает с отверстием плоского зеркала 5, расположенного по ходу пучка источника 1 излучени  так, что центр отверсти  лежит на оси пучка, фотоприемник 6, внешн   нормаль к чувствительной площадке которого направлена в сторону плоского зеркала 5 так, что совпадает с осью пучка, зеркально отражаемого контролируемой поверхностью 3 и плоским зеркалом 5, двух фотоприемников 7 и 8, установленных симметрич- но относительно оси пучка, зеркально отражаемого поверхностью, и ориентированных так, что внешние нормали к их чувствительным плошадкам образуют с вектором осевого луча пучка, зеркально отражаемого поверхностью, угол 150-170°.

В качестве устройства направленного излучени  могут быть использованы газовый лазер, полупроводниковый лазер, светодио- ды. Пучок источника 1 с помогцью линзы 4 фокусируетс  в отверстии зеркала 5 и падает по нормали на контролируемую поверх- ность 3. Зеркально-отраженный от контролируемой поверхности нучок отражаетс  зеркалом 5 на фотоприемник 6, а диффузно рассе нный световой поток попадает непосредственно на фотоприемники 7 и 8. С помош,ью электронной схемы (не показана ) измер етс  отношение диффузно рассе н ного и зеркально отраженного потоков излучени , характеризующее шероховатость поверхности.

Разворот фотоприемников 7 и -8 вокруг оси, перпендикул рной относительно нормалей к чувствительным площадкам второго и третьего фотоприемников, определ етс  шероховатостью контролируемой поверхности . Расположение фотоприемников под углом 165-170° выбирают дл  измерени  шероховатости поверхностей с параметром шероховатости Ra, меньшим 0,8 мкм, под углом 150-165° - дл  значени  Ra,, больших 0,8 мкм. Одновременно измен ют положение плоского зеркала 5 и фотоприемников 6 относительно оси, проход щей через центр отверсти  зеркала, перпендикул рной относительно нормали к отражающей по

верхности, зеркала и нормали к чувствитель ной площадке фотоприемника 6.

Линза 4 устанавливаетс  при измерении шероховатости поверхности вблизи нижнего предела измерени  R paBHoro 0,01-0,02 мкм в случае использовани  источников направленного излучени  с малой расходимостью пучка. Например, при использовании газового гелийнеонового лазера ЛГ-78 линза может иметь фокусное рассто ние 20- 30 мм при диаметре отверсти  в плоском зеркале 0,1 мм.

Устройство дл  контрол  щероховатости поверхности обеспечивает разделение измерительного и осветительного трактов, что приводит к повыщению достоверности результатов . Расширение диапазона измерени  обеспечиваетс  изменением взаимного расположени  фотонриемников и плоского зеркала относительно контролируемой поверхности.

0

s 5 0

5

5 0

5

Claims (2)

1.Устройство дл  контрол  шероховатости поверхности, содержашее источник направленного излучени , плоское зеркало, размещаемое по ходу пучка, зеркально отражаемого контролируемой поверхностью, и ориентируемое таким образом, что внешн   нормаль к его отражающей поверхности образует тупой угол с вектором осевого луча пучка, зеркально отражаемого поверхностью, фотоприе.мник, оптически св занный с зеркалом таким образом, что внешн   нормаль к его чувствительной площадке направлена в сторону зеркала и совпадает с образуемым зеркалом изображением оси пучка, зеркально отражаемого поверхностью, и второй фотоприемник, устанавливаемый по ходу излучени , диффузно рассеиваемого поверхностью , отличающеес  те.м, что, с целью повыщени  достоверности контрол , оно снабжено третьим фотоприемником, второй фотоприемник смещен относительно оси пучка , зеркально отражаемого поверхностью, и ориентирован таким образом, что внешн   нормаль к его чувствительной площадке образует с вектором осевого луча пучка, зеркально отражаемого поверхностью, угол 150-170°, третий фотоприемник установлен симметрично второму фотоприемнику относительно оси пучка, зеркально отражаемого поверхностью, а плоское зеркало выполнено с отверстием и размещено по ходу пучка, сформированного источником излучени , таким образом, что центр отверсти  лежит на оси пучка.

2.Устройство по п. 1, отличающеес  тем, что, с целью расщирени  диапазона контролируемых поверхностей, плоское зеркало и первый фотоприемник установлены с возможностью разворота вокруг оси, проход щей через центр отверсти  зеркала и перпендикул рной нормали к отражающей поверхности зеркала и нормали к чувствительной площадке второго фотоприемника, а вто рой и третий фотоприемники установлены с

возможностью разворота вокруг оси, перпендикул рной относительно нормалей к чувствительным площадкам второго н третьего фотоприемников.