Устройство для контроля качества поверхности изделий Советский патент 1984 года по МПК G01N29/04 

Изобретение относится к дефектоскопии и может быть использовано для разбраковки больших партий изделий по состоянию их поверхности.

Известно устройство для контроля качества поверхности изделий в форме тел вращения, принцип действия которого основан на прокатывании контролируемого изделия по направляющей поверхности и в последовательном обследовании боковой поверхности 1зделия системой щупов, связанных с электромеханическими преобразователями перемещения.

При наличии углубления или выступа на поверхности изделия щупы либо проваливаются в углубление, либо отклоняются выступами. Перемещения щупов регистрируются вторичной аппаратурой, состоящей из генератора импульсов, счетчиков импульсов, включенных в электрический контур каждого щупа. О размерах дефектов судят по числу щупов, контактирующих с дефектами Cl3«

Известное устройство является сложной электромеханической системой, . не позволяет контролировать кромки поверхности изделий, обладает низкой надежностью и производительностью ко«троля.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство для контроля качества поверхности изделий содержащее направляющую поверхность, электромеханический преобразователь, акустически связанный с направляющей поверхностью последовательно соединенные предварительный и первый усилители, первый детектор, первый интегратор, компаратор, счетчик импульсов и схему индикации параметров, блок сравнения и выработки управляющего сигнала,первыми входами связанные с выходом счетчика импульсов, последовательно соединенные второй усилител1, второй детектор, второй интегратор, порогово устройство и схему измерения дпительности сигнала, причем вход второго усилителя соединен с выходом предваг рительного усилителя, а выход схемы измерения длительности сигнала свя-г зан с вторыми входами схемы индикации параметров и блока сравнения и вьфаботки управляющего сигнала 23Известное устройство обладает низкой помехоустойчиовстью и, как следствие, низкой надежностью контроля. Так, при скатывании контролируемого изделия возможен его кратковременный отскок от желоба. Уровень шума в момент отрыва падает до нуля. Последнее фиксируется как момент окончания контроля, что приводит к ложным выводам о дефектности изделия. Кроме этого, в условиях промьпнленного контроля возможно появление акустических помех типа ударов. Помехи, регистрируемые устройством, искажают результаты контроля, в частности возможен пропуск дефектного изделия.

Цель изобретения - повышение, помехоустойчивости работы устройства и надежности контроля..

Поставленная цель достигается тем, что устройство для контроля качества поверхности изделий, содержащее направляющую поверхность, электромеханический преобразователь, акустически связанный с направляющей поверхностью, последовательно соединенные предварительный и первый усилители, первый детектор, первый интегратор и компаратор, счетчик импульсов, схему индикации параметров и блок сравнения и выработки управлякйдего .сигнала, первыми входами связанные с, выходом счетчика импульсов, последовательно соединенные второй усилитель, второй детектор, второй интегратор и пороговое устройство, вход второго усилителя связан с выходом предварительного усилителя, схему измерения длительности сигнала, выходом соединенную с вторыми входами схемы индикаций параметров и блока сравнения и выработки управляющего сигнала, снабжено последовательно соединенными формировате-/ лем импульсов и линий задержки, D триггером, С-входом связанным с выходом линии задержки, а D -вход триггера и вход формирователя импульсов связаны с выходом порогового уст.ройства, выход D -триггера подключен к входу схемы измерения длительности сигнала, и логическим элементом И, входами подключенным к: выходам компара.тора и D -триггера, а выходом к входу счетчика импульсов.

На чертеже приведена блок-cxeNta устройства.

Устройство состоит из направляющей поверхности 1, электромеханического преобразователя (пьезоэлемента) 2, имеющего акустический контакт с направляющей поверхностью, предварительного усилителя 3, двух каналов подсчета импульсов и определения длительности акустического шума, схемы 4 индикации параметров и блока 5 сравнения и выработки управляющего сигнала. Канал подсчета импульсов включает в себя последовательно соединенные первый усилитель 6, первый детектор 7, первый интегратор 8, компаратор 9 с переменным уровнем срабатывания, логический элемент И 10 и счетчик 11 импульсов. Канал определения длительности акустическо го шума содержит последовательно сое диненные второй усилитель 12, второй детектор 13, второй интегратор 14, пороговое устройство (триггер Шмитта) 15, схему блокировки,импульс ных акустических помех, схему 16 измерения длительности сигнала. Схема блокировки помех состоит из после довательно соединенных формирователя 17 импульсов, линии 18 задержки и D -триггера 19. Устройство работает следующим образом. Контролируемоеизделие 20 прокаты вается по направляющей поверхности 1. Возникаюнщй при этом акустический шум регистрируется пьезопреобразователем 2, усиливается предварительным усилителем 3 и поступает на каналы счета импульсов и определения длител ности шумового процесса. В первом канале сигнал дополнительно усиливается усилителем 6, детектируется детектором 7, интегрируется интегратором 8 и поступает на один из входов компаратора 9, на второй вход которого подается напряжение, определяющее уровень срабатывания А о (уровень Лс, устанавливается исходя из оптимальных условий контроля), В случае превышения сигналом уровня А на выходе компаратора формируются импульсы, которые через схему И 10 (при наличии разрешающего сигнала на втором входе схемы И) поступают, на счетчик 11. Таким образом, счетчи считает количество превьш ений уровня шума заданного порога AQ. Во втором канале сигнал с предварительного усилителя дополнительно усиливается усилителем 12, детектируется д«тектором 13 и после интегрирования инте ратором 14. поступает на вход порогового устройства 15, на выходе которого форьируется сигнал логической единицы при наличии акустического шума, зарегистрированного преобразователем 2. Этот сигнал поступает на схему блокировки кратковременных акустических помех и далее на схему 16 определения длительности сигнала. Длительность сигнала логической единицы определяется известным методом последовательного счета, заключающимся в подсчете счетчиком импульсов генератора эталонной частоты за время действия сигнала логической единицы. Показания счетчика 11 и схемы 16 поступают на схему 4 индикации параметров и на блок 5 сравнения и вьфаботки управлякяцего сигнала, в котором зарегистрированное число импульсов и длительность шумового сигнала сравниваются с установленными браковочными параметрами, при превьш1ении которых формируется командный импульс на исполнительный механизм об отбраковке проконтролированного изделия. При кратковременном отскоке контролируемого изделия от направляющей поверхности уровень шума падает до нуля и выходной сигнал порогового устройства 15 на короткое время ut спадает до нулевого состояния. При наличии кратковременной акустической ударной.помехи пороговое устройство вырабатывает сигнал логической единицы длительностью t2 равной длительности помехи. В отсутствие схемы блокировки помех прерывистый сигнал воспринимается как сигнал при контроле различных изделий, что приводит к подаче командных сигналов на исполнительный механизм, а следовательно, к пропуску брака или к отбраковке пригодных изделий. | Для предотвращения подобных ситуаций в предлагамое устройство введена схема блокировки помех, работающая следующим образом. Сигнал с порогового устройства 15 поступает на D-вход триггера 19 и на формирователь 17 импульсов, который формирует короткие импульсы по переднему и заднему фронтам выходного сигнала порогового устройства 15. Сформированные таким образом импульсы через линию задержки 18 поступают на С-вход триггера 19. Из логики работы D-триггера 19 следует, что -при длительности подскока контролируемого изделия At,

и длительности акустической помехи tfi, меньшей времени задержки Т, выходной сигнал) -триггера 19 не имеет пропусков, вызванных отскоком контролируемого изделия,-и ложных срабатываний, вызванных наличием импульсной помехи. Длительность выходного импульса D -триггера 19 измеряется схемой 1б измерения длителности сигнала. Одновременно выходной импульс D -триггера подается на вход логического элемента И 10. разрешая прохождение выходных импульсов компаратора 9 на вход счетчика 11. Следовательно, счетчик 11 считает выходные импульсы компаратора 9 только при наличии разрешающего сигнала, поступающего со схемы блокировки. Таким образом, подскоки кoнtpoлиpyeмoгo изделия и акустические ударные помехи не сказываются на результатах контроля качества поверхности изделий.

Предлагаемое устройство позволяет автоматизировать процесс разбраковки, что ведет к значительному увеличению производительности и объетивности контроля, а также значительно повысить надежность контроля дефектов внешнего вида цилиндрических изделий.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВА ПОВЕРХНОСТИ ИЗДЕЛИЙ, содержащее направляющую поверхность, электромеханический преобразователь, акустически связанный с направляющей поверхностью, последовательно соединенные предварительный и первый усилители, первый детектор, первый интегратор и компаратор, счетчик импульсов, схему индикации параметров и блок сравнения и выработки управляющего Оо сигнала, первыми входами связанные с выходом счетчика импульсов, последовательно соединенные второй усилитель, второй детектор, второй интегратор и пороговое устройство, вход второго усилителя связан с выходом предварительного усилителя, схему измерения длительности сигнала, выходом соединенную с вторыми входами схемы индикации параметров и блока сравнения и вьфаботки управляющего сигнала, отличающееся тем, что, с целью повышения помехоустойчивости работы устройства и надежности контроля, оно снабжено посi ледовательно соединенными формирователем импульсов и линией задержки (Л D-триггером, С-входом связанным с выходом линии задержки, а Г -вход этого триггера и вход формирователя импульсов связаны с выходом порогового устройства, выход D -триггера подключен к входу схемы измерения длительности сигнала, и логическим элементом И, входами /юдключенным 9д к выходам компаратора и D -триггера, 00 а выходом - к входу счетчика импульэо сов. эо