Устройство контроля сквозных отверстий оптически непрозрачных деталей Советский патент 1988 года по МПК G01B21/30 

(Л

а

ОР 4

верстий оптически непрозрачных деталей содержит оптически связанные источник 1 когерентного излучения, объектив 2 и датчик 3 контроля, перемещающие микроволноводы которого оптически связаны через отверстие объекта 4 и диафрагму 5 с первым фотопри- .емником 6, а приемные микроволноводы связаны с вторым фотоприемником 7 который принимает часть излучения, отраженную от поверхности объекта 4 вблизи контролируемого отверстия.С выходов фотоприемников 6 и 7 сигналы поступают на вход блока 10 вычитания сигнал на выходе которого не зависит от формы продольного сечения отверстия, а зависит только от измеряемых размеров в наименьшем по площади сечении. Сигнал на выходе селектора II амплитуды соответствует допустимому размеру отверстия в направлении, перпендикулярном направлению сканирования. Сигнал на выходе селектора 12 длительности соответствует допустимому размеру отверстия в направлении сканирования. Импульс с выхода первого логического сумматора 18 соответствует допустимому размеру отверстия и подается на вход регистратора 19, который формирует команды для блока 20 управления объектом 4. Если за определенное время импульс с выхода первого логического сумматора 18 не подается на регистратор 19, то последний вырабатывает команду о негодности отверстия. 2 ил.

Изобретение относится к конт рольно-измерительной технике. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей за счет обеспечения контроля минимальных сечений протяженньк отверстий малого диаметра. Устройство контроля СКВОЗНЫХ от

1

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для контроля площадей отверстий оптически непрозрачных деталей.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей за счет обеспечения возможности контроля минимальных сечений протяженных IQ отверстий малого диаметра.

На фиг.1 приведена структурная схема устройства; на фиг.2 - диаграммы, поясняющие работу устройства.

Устройство контроля сквозных от- If

верстий оптически непрозрачных деталей содержит оптически связанные источник 1 когерентного излучения, объектив 2 и датчик 3 контроля, выполненный в виде передающих и приемных 20 микроволноводов, входные торцы приемных микроволноводов и выходные торЦы передающих микроволноводов чередуются между собой и расположены на одной прямой, перпендикулярной направлению 25 сканирования объекта 4 и оптической оси, оптически связанные с выходными торцами передающих микроволноводов диафрагму 5 и первый.:к фотоприемник 6, второй фотоприемник 7, оптичес- зо ки связанный с выходными торцами приемных микроволноводов , первый

усилитель 8, вход которого связан с выходом первого фотоприемника 6, второй усилитель 9, вход которого связан с выходом второго фотоприемника 7, блок 10 вычитания, прямой вход которого связан с выходом первого усилителя 8, инверсный вход - с выходом второго усилителя 9, селектор 11 амплитуды, селектор 12 длительности, вход которого связан с выходом блока 10 вычи- 73,ния и входом селектора 1 1 амплитуды и который выполнен в виде последовательно связанных компаратора 13 и первого одновибратора 14, последовательно связанных второго одновибратора 15 и формирователя 16 импульсов, вход второго одновибратора 15 связан с выходом компаратора 13, вход которого является входом селектора 12 длительности, второго логического сумматора 17, первый вход которого связан с выходом первого одно- вибратора 14, второй вход - с выходом формирователя 16 импульсов, выход является выходом селектора 12 длительности, последовательно связанные первый логический сумматор 18 регистратор 19 и блок 20 управления, первый выход которого связан с вторым входом регистратора 19, первый

вход первого логического сумматора 18 связан с выходом селектора 11 амплитуды, второй вход - с выходом селектора 12 длительности, блок 20 управления, механически связываемый с объектом 4, счетчик .21.и тактовый генератор 22, .выход которого связан с первым входом счетчика 21, выход которого связан с третьим входом ре- гистратора 19, управляющий вход - с вторым выходом второго одновибрато- ра 15.

Устройство работает следующим образом.

Оптический сигнал от источника 1 через объектив 2 вводится в передающие микроволноводы датчика 3. Часть вышедшего из них излучения проходит сквозь отверстие детали 4 и, пройдя диафрагму 5, попадает на первый фотоприемник 6. Другая часть излучения, отражаясь от поверхности детали 4 вблизи отверстия, попадает в прием.ные микроволноводы датчика 3 и далее - 25 HJQJ (фиг. 2 г), на второй фотоприемник 7. Весь вышедший из .передающего микроволновода световой поток распадается на три компоненты: зеркально и диффузно отвычитания (фиг.2 б) пропорциональн размеру минимального сечения отвер тия в направлении, перпендикулярно

с направлению сканирования, а длител ность этого сигнала пропорциональн размеру сечения в направлении вдо сканирования.

Оценка размера минимального сеч

10 ния отверстия в направлении, перпе дикулярном направлению сканировани и задержка сигнала осуществляется селектором 11 амплитуды, сигнал на выходе которого соответствует допу

15 тимому размеру отверстия в данном направлении и подается на первый вход первого логического сумнатора 18 (фиг.2 в). Оценка размера минимального сечения отверстия в напра

Ю лении сканирования осуществляется лектором 12 длительности, компаратор 13 которого формирует импульсы длительность которых пропорциональ размеру отверстия в данном направл

Второй и первый одновибраторы 1 и 14, срабатывающие по переднему заднему фронтам импульса компарато

40

раженные и прошедшие сквозь отверстие.30 13, соответственно, и формирующие Выходные торцы передающих и входные торцы приемных микроволноводов датчика 3 контроля уложены линейно:передающие чередуются с приемными, рабочая длина укладки линейки торцов микроволноводов составляет ,2 D ( диаметр отверстия в минимальном сечеиии).

Вычитание отраженной составляющей светового потока из прошедшей сквозь отверстие позволяет получить сигнал, форма и амплитуда которого зависят только от измеряемых размеров в наименьшем по площади сечении и не зависят от формы продольного сечения отверстия .

Сигналы с первого и второго фото- приемников 6 и 7 после усиления первым и вторым усилителями 8 и 9 (фиг.2 а) поступают на блок 10 вычитания. Определенное соотношение сопротивлений резисторов R1-R5 позволяет добиться независимости выходного сигнала блока 10 вычитания от степени диффузного рассеяния светового потока, т.е. от формы контролируемого отверстия.

Таким образом, максимальная амплиимпульсы различной длительности (фиг.2 д,е) позволяют осуществить менную селекцию. Импульсы на выход второго логического сумматора 17

35 (фиг.2 з) соответствуют допустимом размеру отверстия в направлении ск нирования и подаются на второй вхо первого логического сумматора 18. Импульсы с выхода первого логическ го сумматора 18 (фиг.2 и) соответс вуют допустимому размеру отверстия и подаются на регистратор 19, кото рый вырабатьшает команду о годност отверстия.

Если за время, определяемое так товым: генератором 22 и счетчиком 2 импульсы с выхода первого логическ го сумматора 18 не подаются на рег стратор 19, то регистратор 19 выра тъгоает команду о негодности отверс Регистратор 19 согласовывает элект pOHHyto схемус блоком 20 управлени представляющим собой стандартное электромеханическое устройство, по

gg дающее объект 4 на позицию контрол и сообщающее ему необходимые пост пательные движения, а также возвра годной детали на конвейер или сбра сывание бракованной детали в бунке

45

50

туда вькодного сигнала с блока 10

25 HJQJ (фиг. 2 г),

68634

вычитания (фиг.2 б) пропорциональна размеру минимального сечения отверстия в направлении, перпендикулярном

с направлению сканирования, а длительность этого сигнала пропорциональна размеру сечения в направлении вдоль сканирования.

Оценка размера минимального сече10 ния отверстия в направлении, перпендикулярном направлению сканирования , и задержка сигнала осуществляется селектором 11 амплитуды, сигнал на выходе которого соответствует допус15 тимому размеру отверстия в данном направлении и подается на первый вход первого логического сумнатора 18 (фиг.2 в). Оценка размера минимального сечения отверстия в направЮ лении сканирования осуществляется селектором 12 длительности, компаратор 13 которого формирует импульсы, длительность которых пропорциональна размеру отверстия в данном направле JQJ (фиг. 2 г),

Второй и первый одновибраторы 15 и 14, срабатывающие по переднему и заднему фронтам импульса компаратора

13, соответственно, и формирующие

импульсы различной длительности (фиг.2 д,е) позволяют осуществить временную селекцию. Импульсы на выходе второго логического сумматора 17

(фиг.2 з) соответствуют допустимому размеру отверстия в направлении сканирования и подаются на второй вход первого логического сумматора 18. Импульсы с выхода первого логического сумматора 18 (фиг.2 и) соответствуют допустимому размеру отверстия и подаются на регистратор 19, который вырабатьшает команду о годности отверстия.

Если за время, определяемое тактовым: генератором 22 и счетчиком 21, импульсы с выхода первого логического сумматора 18 не подаются на регистратор 19, то регистратор 19 выраба- тъгоает команду о негодности отверстия. Регистратор 19 согласовывает элект- pOHHyto схемус блоком 20 управления, представляющим собой стандартное электромеханическое устройство, поающее объект 4 на позицию контроля и сообщающее ему необходимые поступательные движения, а также возврат годной детали на конвейер или сбрасывание бракованной детали в бункер.

Формула изобретения

Устройство контроля сквозных отверстий оптически непрозрачных дета- лей, содержащее оптически связанные источник когерентного излучения и датчик контроля, выполненный в виде передающих и приемных микроволноводов, первый фотоприемник, второй фотопри- емнйк, оптически связанньй с выходными торцами приемных микроволноводов, Первый и второй усилители, входы которых связаны с выходами первого и второго фотоприемников соответствен- но, селектор амплитуды и селектор длительности, входы которых связаны между собой, последовательно связанные первый логический сумматор, регистратор и блок управления, механи- чески связьшаемый с объектом и электрически связанный с вторым входом регистратора, первый вход первого логического сумматора связан с выходом селектора амплитуды, второй вход - с выходом селектора длительности, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, оно снабжено об-ьек тивом, расположенным между источни- ком когерентного излучения и входными торцами передающих микроволноводов, диафрагмой, расположенной между оптически связанными выходными торцами передающих микроволноводов и первым фотоприемником, блоком вычитания, прямой вход которого связан с выходом первого усилителя, инверсный вход - с выходом второго усилителя, выход - с входами селекторов амплитуды и длительности, последовательно связанными тактовьм генератором и счетчиком, выход которого связан с третьим входом регистратора, Bbixoft- ные торцы передающих микроволноводов и входные торцы приемных микрсволно- водов чередуются между собой и расположены на одной Прямой в плоскости перпендикулярной направлению сканирования и оптической оси селектор длительности выполнен в виде последовательно связанных компаратора, первого одновибратора и второго логического сумматора, последовательно связанных второго одновибратора и формирователя импульсов, выход которого связан с вторым входом второго логического сумматора, выход которого является выходом селектора длительности, вход компаратора является входом селектора длительности, второй выход второго одновибратора связан с управляющим входом счетчика