SU983455A1

SU983455A1 - Instrument for checking part surface quality

Info

Publication number: SU983455A1
Application number: SU813318471A
Authority: SU
Inventors: Борис Леонидович Двинянинов
Original assignee: Уральский Филиал Всесоюзного Научно-Исследовательского И Конструкторского Института "Цветметавтоматика"
Priority date: 1981-07-17
Filing date: 1981-07-17
Publication date: 1982-12-23

Description

Изобретение относитс к контрольно-измерительной технике и может быть использовано дл автоматического контрол качества обработки поверхностей, преимущественно в металлургической, машиностроительной и приборостроительЪой отрасл х промышленности.The invention relates to instrumentation technology and can be used to automatically control the quality of surface treatment, mainly in the metallurgical, machine-building and instrument-making industries.

Известен прибор дл контрол ка .чества поверхности детали, содержащий точечный источник света, конденсор , полупрозрачную пластину, цилиндрическую линзу и два фотоприемника, включенных по автоматической компенсационной схеме. Контролируема поверхность освещаетс через одну половину цилиндрической линзы. Поток света, диффузно-рассе нный поверхностью в обратном направлении, собираетс с помощью полупрозрачной пластины на один из фотоприемников. Зеркально отраженный поток света, собранный второй половиной линзы, направл етс на другой фотоприемник 11 .A device is known for monitoring the quality of a part surface containing a point source of light, a condenser, a translucent plate, a cylindrical lens, and two photodetectors connected by an automatic compensation circuit. The controlled surface is illuminated through one half of the cylindrical lens. The flux of light diffusely scattered by the surface in the opposite direction is collected using a translucent plate on one of the photodetectors. The specularly reflected light stream collected by the second half of the lens is directed to another photodetector 11.

Недостатком данного прибора в- л етс необходимость точной фиксации рассто ни от прибора до контролируемой поверхности.The disadvantage of this device is the need to accurately fix the distance from the device to the monitored surface.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности вл етс The closest to the invention to the technical essence is

прибор дл контрол качества поверхности детали, содержащий точечный источник света, первую и вторую полупрозрачные пластины дл разделени световых лучей, общуй линзу и два фотоприемника, первый из которых установлен в плоскости, оптически сопр гаемой с контролируемой поверхностью через общую линзу, а второй a device for monitoring the quality of the part surface containing a point source of light, the first and second translucent plates for dividing light rays, communicate a lens and two photodetectors, the first of which is installed in a plane optically matched to the test surface through a common lens, and the second

10 установлен перед этой плоскостью нЬ пути световых лучей, отклоненных на 90 второй полупрозрачной пластиной, и имеет экран с отверстием. Первый фотоприемник регистрирует полный све15 товой поток, принимаемый от свет щ йс точки на контролируемой поверхности , а второй фотоприемннк с экраном - частичный световой поток от контролируемой- поверхности в мень20 шем телесном угле 2.10 is mounted in front of this plane Hb of the path of the light rays deflected 90 by the second translucent plate, and has a screen with a hole. The first photodetector registers the total light flux received from a light point on the monitored surface, and the second photodetector with a screen - a partial light flux from the monitored surface in a smaller solid angle 2.

Однако известный прибор имеет ограниченные функциональные возможности , поскольку необходимо точно фик25 сировать рассто ние до контролируемой поверхности, что не позвол ет использоватьприбор дл контрол движущихс поверхностей в тех случа х, когда рассто ние между поверхностью However, the known device has limited functionality, since it is necessary to accurately fix the distance to the test surface, which does not allow the device to be used to control moving surfaces in cases where the distance between the surface

30 и прибором не остаетс посто нным. . Целью изобретени вл етс расширение функциональных возможностей прибора. Эта цель достигаетс тем, что при бор дл контЬ ол качества поверхн,ос ти детали, содержащий точечный источ ник света, первую и вторую полупроз рачные пластины дл разделени свет вых лучей, общую линзу и два фотопр емника, первый из которых установле в плоскости, оптически сопр гаемой ,с контролируемой поверхностью через общую линзу, а второй установлен пе ред этой плоскостью на пути световы лучей, отклоненных на 90° второй по лупрозрачной пластиной, и имеет экран с отверстием, снабжен дополнительной линзрй, расположенно.й между ;источником света и первой полупрозрачной пластиной так, что изображение источника света совпадает с фокусом общей линзы, сплошным экраном установленным перед первым фотоприемником , а второй фотоприемник с экраном расположён в фокусе, общей линзы. Кроме того, сплошной экран выполнен с возможностью перемещени вдоль оптической оси общей линзы. . Сплошной экран выполнен с возможностью изменени его геометричес ких размеров. На чертеже изображена принципиальна схема прибора дл контрол качества поверхности. Прибор содержит точечный источник 1 света, первую 2 и вторую 3 полупрозрачные пластины дл разделени сбетовых лучей, общую линзу 4, дополнительную линзу 5,расположенную между источником 1 света и первой полупрозрачной пластиной 2 так, что изображение источника 1 света совпадает с фокусом общей линзы 4, два фотоприемника б и 7, первый из которых установлен в плоскости А-А, оптически сопр гаемой с контролируемой поверхностью череЗобщую линзу 4, а второй установлен перед этой плоскостью А-А на пути световых лучей, отклоненных на второй полупрозрачной пластиной в фокусе общей линзы 4, и имеет экран 8 с отверстием, сплошной экран У установленный перед первым фотоприемником 6. Прибор работает следующим образом Расход щийс световой поток первичного излучени от точечного источника 1 света с помсхцью дополнительной линзы 5, полупрозрачной плас тины 2 и общей линзы 4 преобразуетс .в параллельный поток, направленный Jio нормали к контролируемой поверхности детали 10i Поток вторичного излучени от свет щегос п тна на контролируемой поверхности детали Ю после прохождени общей линзы 4 пр евргщаетс в сход щийс световой поток. Одна часть этого потока проходит в сторону первого фотоприемнкка 6 со сплошным экраном 9, друга , отклоненна полупрозрачной пластиной 3, направл етс в сторону экрана 8 с отверстием и второго фотоприемника 7. Первый фотоприемник б регистрирует излучение, диффузнорассе нное поверхностью детали 10 под углом к нормали. Второй фотоприемник 7 регистрирует излучение, зеркально-отраженное по нормали к контролируемой поверхности детали 10. Создание параллельного нормальнопадгиощего потока первичного излучени за счет введени дополнительной пинзы 2, соответствующее формирование на базе этого вторичных потоков путем введени сплошного экрана ,9 перед первым фотоприемником б и установки второго фотбприемника 7 с экрансм 8 в фокусе общей линзы 4, позвол ет значительно уменьшить дополнительную погрешность, св занную с изменением рассто ни между прибором и контролируемой поверхностною. При изменении места установки сплошного экрана Si относительно общей линзы 4 и первого фотоприемника б, или при изменении размеров этого сплошного экрана 9 мен ютс размер л телесного угла, ограничивающего поток диффузно-рассе нного излучени , регистрируемого первым фoтoпpиe в иком б, и, следовательно, мен етс диапазон измер емого параметра шероховатости . Изменение места установки сплошного экрана 9 достигаетс , например, с помощью подвижных салазок , передвигающихс по направл ющим , установленным параллельно оптической оси общей-линзы 4, посредством стержн с канавками, в которые BXOfftT подпружиненный шарик стопорного устройства (не показаны). Изменение размеров сплошного экрана 9 осуществл етс , например, с помощью сменных экранов, отличающихс по размерам и установленных на подвижных салазках. Салазки перемещаюфс по направл кнцим, установленным перпендикул рно оптической оси линзы 4, с помощью стержн с канавками, в которые входит подпружиненный шарик стопорного устройства (не показаны), В предложенном приборе за счет 1установки дополнительной линзы 2 дла освещени контролируемой поверхности параллельным нормально-падающим пО током света и введени сплошного экрана 9 перед первым фотоприемником б, а также за счет установки второго фотоприемника 7 с экраном 8 в фокусе общей линзы 4 дл формировани и разделени соответствующих потоков вторичного излучени , отпадает необходимос .ть поддерживать, строго посто нным рассто ние до контролируемой поверх30 and the device does not remain constant. . The aim of the invention is to expand the functionality of the device. This goal is achieved by the fact that the device for contacting the surface quality of the part, containing a point source of light, the first and second semi-translucent plates for dividing the light rays, a common lens and two photoelectric sensors, the first of which is installed in a plane, optically matched, with a controlled surface through a common lens, and the second is installed in front of this plane in the path of the light rays, deflected 90 ° by the second translucent plate, and has a screen with a hole, provided with an additional lens, located between; m first light and translucent plate such that the image of the light source coincides with the focus lens common, continuous screen installed in front of the first photodetector and the second photodetector with the screen in focus raspolozhon common lens. In addition, the solid screen is adapted to move along the optical axis of the common lens. . The solid screen is made with the possibility of changing its geometric dimensions. The drawing shows a schematic diagram of an instrument for monitoring surface quality. The device contains a point source of light 1, the first 2 and second 3 translucent plates for separating the light sources, a common lens 4, an additional lens 5 located between the light source 1 and the first semi-transparent plate 2 so that the image of the light source 1 coincides with the focus of the common lens 4 , two photodetectors b and 7, the first of which is installed in the A – A plane, optically matched to the controlled surface through a common lens 4, and the second is installed in front of this A – A plane in the path of the light rays deflected onto the second half-shell the lens plate is in focus of the common lens 4, and has a screen 8 with a hole, a solid screen U installed in front of the first photodetector 6. The device works as follows. The primary light radiation consumed from a point source of light 1 is given by an additional lens 5, a semi-transparent plate 2 and common lens 4 is converted to a parallel stream directed by Jio to the normal to the test surface of the part 10i The secondary radiation flux from the spot light on the test surface of the part Yu after passing through the common PS 4 straight evrgschaets schiys into converging light flux. One part of this flux passes in the direction of the first photodetector 6 with a continuous screen 9, the other, rejected by the semitransparent plate 3, is directed towards the screen 8 with an aperture and the second photodetector 7. The first photodetector b records the radiation diffusely scattered by the surface of the part 10 at an angle to the normal . The second photodetector 7 detects the radiation specularly reflected normal to the monitored surface of the part 10. Creating a parallel normal-flux primary radiation flux by introducing an additional pinza 2, the corresponding formation on the basis of this secondary flux by introducing a solid screen, 9 a photo receiver 7 with a screen 8 at the focus of a common lens 4, can significantly reduce the additional error associated with the change in the distance between the instrument m and controlled surface. When changing the position of the solid screen Si relative to the common lens 4 and the first photodetector b, or when the size of this solid screen 9 changes, the size l of the solid angle limits the flux of diffusely scattered radiation recorded by the first photo and in the range of the measured roughness parameter varies. Changing the installation position of the solid screen 9 is achieved, for example, by means of a movable slide, moving along rails installed parallel to the optical axis of the common lens 4, by means of a rod with grooves in which BXOfftT is a spring-loaded locking device ball (not shown). The resizing of the solid screen 9 is carried out, for example, by means of interchangeable screens, differing in size and mounted on a movable slide. The slide slides along the directions set perpendicular to the optical axis of lens 4 using a rod with grooves containing a spring-loaded locking device ball (not shown). In the proposed device, by installing an additional lens 2 to illuminate the test surface parallel to the normal-falling edge the current of light and the introduction of a continuous screen 9 in front of the first photodetector b, as well as by installing the second photodetector 7 with the screen 8 in the focus of the common lens 4 to form and separate the corresponding their secondary radiation fluxes, it is no longer necessary to maintain a strictly constant distance to be monitored over

Claims

SUMMARY OF THE INVENTION No. 1 * A device for monitoring the surface quality of a part, containing a point light source, first and second translucent plates for separating light rays, a common lens and two photodetectors, the first of which is mounted in a plane that is optically conjugated to the controlled surface through a common lens, and the second is mounted in front of this plane on the path of light rays deflected 90 ° by the second translucent plate, and has a screen with a hole, which is such that, in order to expand the functionality minutes, it is provided with an additional lens located between the light source th first semitransparent plate so that the image of the light source coincides with fokusom'oS Pei lnizy, continuous TV set before the first photodetector, and the photodetector vts10 swarm with a screen is located at the focus of the lens overall.

2. The device according to claim 1, with the fact that the continuous screen is made with the ability to move

15 along the optical axis of a common lens.

3. The device according to p. 1.0, however, the fact that the continuous screen is made with the possibility of changing its geometric dimensions.

20 Sources of information taken into account in the examination

1. Copyright certificate of the USSR ”236024, cl. G 01 B 11/30, 19.68.

2. UK application

25.№ 1513611, cl. G 1 A, 01.29.76 (prototype).