Устройство для контроля отклонения геометрических параметров деталей Советский патент 1985 года по МПК G01B21/00 

Изобретение относится к измерите ческому контролю основных геометрических параметров деталей, характер ных для производственных деталей низковольтной аппаратуры, получаемы методом холодной штамповки (откло- нения площадей и радиусов кривизны контуров) , и может быть использова- но для автоматизации различных технологических процессов, напримерJ при штамповке и сборе технических изделий с помощью роботов. Известно устройство для контроля отклонения геометрических параметро деталей, содержащее установленные последовательно фокусирзтощий элемент, фильтр и фотоэлектронный преобразователь, видеоконтрольный блок,.селектор амплитуды.и длительности, блок вьщеления кадра и управ ления, блок сравнения кодов, соеди- ненные последовательно электронный ключ и исполнительный блок и блок исполнительных сигналов tlj. Недостатком известного устройств является то, что .при контроле не охватывается существенная группа : дефектов S онраделенньгх отклонениями площадей производственных детилеи, получаемых при штамповке, и от других технологических операций. Цель изобретения расширение функциональных позможностей путем обеспечения контроля площади. Поставленная цель достигается тем, что устройство для контроля . отклонения геометрических параметров деталей, содержащее установленные последовательно фокусирующий элемент, фильтр, и фотоэлектронньй преобразователь., видеоконтрольный блок., селектор амплитуды и длительности, блок выделения кадра и управ ления, блок сравнения кодов, соединенные последовательно электронньй ключ и .исполнительный блок и блок исполнительных сигналов, снабжено BTopbtM фокусирукщим элементом, установленным последовательно за первы по ходу двшкен контролируемой детали и оптически связанным с фотоэлектронным преобразователем, двумя фотодатчиками, двумя схемами совпадения, генератором маркерных импульсов, вторым блоком сравнения кодов и блоком индикации и управлв ния блок выделения кадра выполнен с тремя входами и четырьмя выходами, селектор амплитуды и длительности - с двумя выходами, его вход соединен с входом видеоконтрольного блока и первым выходом фотоэлектронного преобразователя, второй выход кото рого подключен к первому входу блока вьщеления кадра и управления, второму и третьему входам которого подключены соответственно первый и второй фото- датчики, первый выход блока индикаДии и управления соединен с вторым входом первой схемысовпадения, второй выход - с первым входом первого блока сравнения кодов, третий выход - с вторым входом второй схемы совпадения, четвертый выход - с вторым входом второго блока сравнения кодов, первые входы первой и второй схем совпадения подключены соответственно к первому и второму выходам селектора ампхштуды и длительности, генератор маркерных импульсов соединен с третьим В.ХОДОМ второй схемы совпадения, второй вход первого блока сравнение кодов и первый вход второго блока сравнения кодов сое-, динены с выходами соответствующих схем совпадения, входы блока индика ции и управления соединены с выходами блоков сравнения кодов, электрон ный ключ выполнен в виде группы ключевых элементов и подключен, четырьмя управляющимивходами к блоку индикации и .управления, а сигнальным входом - к блоку исполнительного сигнала, На чертеже .представлена блок-схе ма предлагаемого устройства. Устройство состоит изфотодатчика 1, ..второго фотодатчика 2, первого объектива 3, фильтра 4, второго . объектива 5, оптического блока 6,фотоэлектронного преобразователя 7, видеоконтрольного блока 8, селектора 9 амплитуды и длительности, блока 10 выделения кадра и управления, первой схемы 11 совпадения, блока 12 сравнения кодов, генератора 13 маркерных импульсов, второй схемы 14 совпадения, второго блока 15 сравнения кодов, блока 16 индикации и управления, соединенных последовательно электронного ключа 17 и испол-нительного блока 18, блока 19 исполнительного сигнала, блок 0 выделения кадра и управления выполнен с тремя входами и четырьмя выходами. селектор 9 амплитуды и длительности выполнен с двумя выходами, его вход соединен с входом видеоконтрольного блока 8 и первым вькодом фотоэлектронного преобразователе 7, второй выход которого подключен к первому входу блока 10 вьщеления кадра и управления, к второму и третьему входам которого подключены соответственно первый I и второй 2 фотодат чики, первый выход блока 16 индика- 1(ии и управления соединен с вторьм входом первой схемы 11 совпадения, второй выход - с первым входом первого блока 12 сравнения кодов, трет выход - с вторым входом второй схемы 14 совпадения, четвертый вьгход - с вторым входом второго блока 15 сравнения кодов, первые входы первой 11 и второй 14 схем совпадения подключены соответственно к пер вому и второму выходам селектора 9 амплитуды и длительности генератор 13 маркерных импульсов соединен с, третьим.входом второй схемы 14 совпадения, второй вход первого 12 и первый вход второго 15 блоков сравнения соединены с выходами соответствующих схем. 11 и 14 совпадения, входы блока 16 индикации и управления соединены с выходами блоков 12 и 15 сравнения кодо, электронный ключ 17 выпохшен в виде группы ключевых элементов и подключен четырьм управляющими входами к блоку 16 индикации и управления, а сигнальным входом - к блоку 19 исполнительного сигнала. Устройство работает следующим образом. - На неподвижную ленту конвейера 20 в поле обзора расфокусируемого. объектива 3 кладется эталонная .(бездефектная) деталь. Контролирует ;ся на экране видеоконтрольного -8 ее степень расфокусировки до пойвления максимально ярких точек в дентрах радиусов кривизны, соответствующих в пределах допуска:равенству радиусов эталонной и контролируемой деталей, В результате такой расфокусировки происходит опти- ческая корреляционная свертка кадра формируемого в фотоэлектронном преобразователе 7 изображения контроли руемой детали, прошедшего объектив с модулирующей его апертурой фильтр (слайда). 4, 6454 Это фиксируется в виде потенциального рельефа на мишени передающей трубки фотоэглектронного преобразователя 7 посредством корреляционньк максимумов центров кривизны безотносительно к положению их на самой видимой части детали, а также местоположеншо и ориентации самой детали в области обзора. Переместив эталонную деталь под объектив 5, ее контрастное изображение фокусируют объективом 5 в виде потенциального рельефа на мишени в фотоэлектронном преобразователе 7. Контроль ведется по экрану видеоконтрольного блока 8. Далее система функционирует в автоматическом режиме. Включается конвейер 20 с контролируемыми деталями, причем первый по ходу движения кладется эталонная деталь, а расстояние между деталями превьшает протяженность поля зрения объективов 3 и 5. При появлении детали в поле обзора объектива 3 срабатывает фотодатчик 1, посылая сигнал по второму входу блока 10 выделения кадра и управле- ния. Здесь формирователь преобразует его по переднему фронту в короткий импульс, который устанавливает в нуль рабочий счетчик блока 12 сравнения кодов по первому входу. Кроме того, в блоке 10формируются сигнал включения каналов контроля отклонений по кривизне и площади. Этот сиг нал с первого выхода блока 10 для рассматриваемого последовательно по времени процесса контроля отклонения по кривизне поступает на вход схемы 11 совпадения. Прошедшее объектив 3, фильтр 4, сформированное в фотоэлектронном преобразователе электронное изображение считьгаается и в виде электрических видеосигналов поступает в селектор 9 амплитуды и длительности, где формируется в йормированные по амплитуде и длительности сигналы, соответствующие логической единице (информативная часть изображения) и логическому нулю - (неинформативнуй фон),. Входные сигналы задерживаются линией задержки селектора 9 (не показана) на короткие микросекундные отрезки времени. С выхода линии задержки сигналы проходят на второй вход схемы запрета селектора 9 (не S показана), которая пропускает корот кие по длительности импульсы. При этом прямой сигнал через первый вход схемы ИЛИ на запрещающем второ входе схемы запрета проходит и схем открыта, а сигнал, задержанный по второму выходу линии задержки, чере второй вход схемы ИЛИ на запрещаю.щййся первый вход еще не приходит. Для длинных импульсов сигнал запрет присутствует все время, и поэтому селектор 9 не пропускает импульсы , которые больше заданной длительност С выхода селектора 9 короткие импульсы корреляционных максимумов попадают на второй вход схемы 11 со падения. Она пропускает эти импульсЫ при наличии сигналов разрешения с блока 10 на вход блока 12 сравнен кодов. В блоке 12 предварительно установленный в нуль кнопкой по первому входу счетчик (не показан), подключенный переключателем к выходу схемы 1 1 , записьшае.т импульсы, соответ ствукнцие чиcJ корреляционных макси мумов эталонной детали. Переключате после этой записи переводится в нижнее положение, подключая к входу счетчик, в которьй записываются импульсы корреляционных максимумов контролируемых деталей, следующих по ходу движения ленты конвейера 20 вслед за эталонной. Предварительно по управляющёму входу счетчик с второго выхода блок 10 установлен в нуль. По схеме срав нения числа корреляционных макси- мумов счётчиков сравниваются путем вычитания. Результаты передаются в блок 16, где они в канале контроля кривизны по входу переноса индицируются элементом А В Брак меньше и формируются в прямоугольный сигнал необходимой амплитуды и формы, идущий на соответствующий вход электронного ключа 17. Если выход кода с блока Т. 2, пройдя схему ИЛИ-НЕ блока 16 (на чертеже не показана), представляет собой нули, то элемент . Норма индицирует это. Если же вход переноса и выход многовходной схемы ШШ-НЕ дают нули двухвходовая схема ИЛИ-НЕ формирует на выходе сигнал, которьш индицируе ся элементом А -В Брак больше и преобразуется формирователем блока 16 (не показан) в сигнал, по- А5 даваемьй на соответствующий ключевый элемент электронного ключа 17. В основном для котроля отклонений площади 1ДИКЛ преобразований происхо;йит в блоках 2, 6-10 и 13-17. Отличия состоят в том, что оптическое изображение от детали,-прохо- дящей перед объективом 5, не модулируется диапозитивом, пройдя преобразователь 7 и селектор 9, нормированные сигналь разрешают в схеме 14 совпадения прохождение по первому входу маркерных импульсов с генератором 1 3 и через выход схемы 14 совпадения на первый вход блока 15, в котором счетчик установлен в нуль, с блока 10 посредством -второго входа результат индицируется в блоке 16 и происходит на соответствующие ключевые элементы брака Больше или Меньше электронного ключа 17. Известный допуск на контроль деталей по площади осуществляется заземлением соответствующего числа младших разрядов схемы блока 15, При этом разрядность узлов блока 15 существенно вьш1е разрядности соот ветствующих узлов блока 12. Если блок 19 исполнительного сигнала дает сигнал, о наличии детали в поле действия объектива 3 по ее контрастному изображению на ленте конвейера 20, то открываются ключевые элементы брака электронного кшсг ча 17, которые при наличии на.их информационных входах соответствующих сигналов управляют исполнительными механизмами разбраковки по ввдам брака, идущего в соответствующие бункеры. Циклы преобразований повторяются вначале для контроля отклонения по кривизне, а затем по площади. Во время каждого цикла преобразований в зоне оптического блока 6 под объективами 3 и 5 должна находиться только одна деталь. При этом помехозащищенность определяется в основном возможностью бинарного, а не полутонового кодирования входных изображений, их максимального увеличения по полю кадра, а также существенным устранением избыточности исходных изображений для наиболее сложной задачи - контроля дефектов К1жвизны, и, кроме того, обеспечивается возможность контроля площади летали.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ОТКЛОНЕНИЯ ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ДЕТАЛЕЙ, содержащее установленные последовательно фокусирующий элемент, фильтр и фотоэлектронный преЬбразователь, видеоконтрольный блок, селектор амплитуды и длительности, блок вьщеления кадра и управления, блок .сравнения-кодов, соединенные последовательно электронный ключ и исполнительный блок и блок исполнительных сигналов, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем обеспечения контроля площади,оно снабжено вторымфокусируюпщм элементом, установленным последовательно за первым по ходу движения контролируемой детали и оптически связанным с фотоэлектронным преобразователем, двумя фотодатчиками, двумя схемами совпадения, генератором маркерных импульсов, вторым блоком сравнения кодов и блоком индикации и управления блок вьзделения кадра выполнен с тремя входами н четырьмя выходами, селектор амплитуды и длительности с двумя выходами, его вход соединен с входом видеоконтрольного блока и первым выходом фотоэлектронного преобразователя, второй выход которого подключен к первому входу блока выделения кадра и управления, второму и третьему входам которого подключены соответственно первый и второй фотодатчики, первый выход блока индикации и управления соединен с вторым входом первой схемы совпадеi ния, второй выход - с первым входом первого блока сравнения кодов, тий выход - с вторым входом второй схемы совпадения, четвертый выход с вторым входом второго блока сравнения кодов, первые входы первой и второй схем совпадения подключены соответственно к первому и второму выходам селектора амплитуды И оо оо длительности, генератор маркерных )1мпульсов соединен с третьим входом рторой схемы совпадения, второй вход 05 первого блока сравнения кодов и 4 СП первый вход второго блока сравнения кодов соединены с выходами соответствующих схем совпадения, входы блока индикации и управления соединены с выходами блоков сравнения кодов, эПектронный ключ выполнен в виде группы ключевых элементов и подключен четырьмя управляющими входами к. блоку индикации и управления, а сигнальным - к блоку исполнительного сигнала.