Способ контроля профиля сечения и устройство для его осуществления Советский патент 1988 года по МПК G01B21/20 

3 S

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быт использовано для контроля кривизны оси глубоких отверстий.

Цель изобретения - повышение производительности контроля и расшире- йие диапазона измерения путем регистрации двух изображений, отраженных от внутренней поверхности объекта,

На фиг.1 представлена функциональ йая схема устройства контроля профи- Ля сечения; на фиг.2 - формирование отраженного от поверхности контролиремого сечения светового поля вдоль Линии регистрации; на фиг.З - форма Отраженного поля.

; Устройство контроля профиля сече- йия содержит первый и второй источнки 1 и 2 света, фотоприемник, выпол- Ненньй в виде ПЗС-линейки 3, жестко Связанную с платформой 4 и установленую параллельно прямой, соединякяцей источники 1 и 2 излучения. Выход ПЗС Яинейки 3 соединен с входом блока 5 Преобразования, два выхода которого 11ерез сумматор 6 соединены с входом блока 7 регистрации, поворотную платформу 8 с установленными на ней ис- Сочниками 1 и 2 излз 1ения и привод 9 $1еханически связанный с поворотной платформой 8. Приемная плоскость ЙЗС-линейки 3 устанавливается параллельно плоскости поворотной платформы 8.

; Блок 5 преобразования может быть рыполнен в виде счетчика элементов ПЗС-линейки 3, освещенность которых превышает пороговое значение.

Устройство работает следующим образом.

Отверстие 10 выставляется вдоль оси вращения платформы 8, Внутренняя поверхность отверстия 10 освещается двумя источниками 1 и 2 света.

Световой поток от двух источников 1 и 2 света отражается от внутренней поверхности отверстия 10 и попадает на ПЗС-линейку 3. При искривлении оси цилиндрической поверхности изменяется ширина регистрируемого оптического поля о Разность ширины одного поля вдоль линии регистрации и ширины второго поля пропорциональна кривизне оси отверстия с учетом знака, а их полусумма соответствует ширине отраженного оптического поля идеальной цилиндрической поверхности Это позволяет однозначно рассчитать

0

5

5

0

0

5

0

5

0

5

абсолютное значение кривизны поверхности. Если плоскость размещения источников 1 и 2 излучения и плоскость искривления оси отверстия не совпадают, отраженные поля не симметричны, причем вдоль линии регистрации шири- на отраженного поля не является максимальной. Поэтому при вращении источников 1 и 2 излучения вокруг оси ПЗС-линейки 3 до получения максимальной ширины осуществляется совмещение плоскости размещения источников 1 и 2 излучения с плоскостью искривления отверстия, ПЗС-линейка 3 осуществляет считывание оптических полей, отраженных от внутренней поверхности отверстия, преобразует их в электрические сигналы, которые поступают на вход блока 5 преобразования, на выходе которого формируются два значения сигналов, соответствующих двум оптическим полям.

Разность этих двух значений вычисляется в сумматоре 6 и поступает в блок 7 регистрации. Вращением платформы 8 с помощью привода 9 добиваются, чтобы значение ширины одного из оптических полей приняло значение максимума, Тогда по двум значениям ширины (по их разности) судят о кривизне оси отверстия

Способ осуществляют следуюш51М образом,

С помощью двух точечных источников 1 и 2 излучения освещают внутреннюю поверхность отверстия 10, Световой поток от двух точечных источников 1 и 2 излучения отражается от внутренней поверхности отверстия 10 и отраженное поле регистрируется вдоль прямой 11, параллельной прямой, соединяющей источники 1 и 2 излучения (фиг,2)о При идеальной цилиндрической поверхности (фиго2) два отраженных поля симметричны относительно оси отверстия. Цилиндрической поверхности с искривленной осью соответствуют два несимметричных отраженных оптических поля (фиг,2), При искривлении оси цилиндрической поверхности изменяется ширина регистрируемого оптического поля, причем при малой кривизне оси уменьшение ширины пропорционально кривизне оси одного знака, а увеличение пропорционально кривизне другого знака. Таким образом, ширина отраженного оптического поля от одного источника излуче-

кия увеличивается, а

шается. Поэтому разность ширины одного поля вдоль прямой 11 регистрации и ширины второго поля пропорциональна кривизне оси отверстия с учетом знака.

При совпадении плоскости размещения источников 1 и 2 излучения и плоскости искривления оси отверстия отраженное оптическое поле симметрично и имеет вид полумесяцев (фиг.З), причем ,максимальную ширину полумесяц имеет вдоль оси симметрии, совпадающей с линией регистрации. Если плоскость смещения источников 1 и 2 излучения и плоскость искривления оси отверстия не совпадают, ползтеся- цы получаются неправильной формы

1415066

от другого умень- расширения области применения, регистрируют отраженные от внутренних поверхностей контролируемого та два световых поля, определяют распределение интенсивности отраженных от внутренней поверхности контролируемого объекта двух световых полей вдоль прямой, параллельной: пря- 10 мой, соединяющей источники излучения, поворачивают вокруг оси контролируемого объекта источники излучения до получения максимальной интенсивности одного из световых полей, и в данный 15 момент определяют разность интенсив- ностей двух световых полей, по которой судят о величине искажения профиля сечения.

2. Устройство контроля профиля

(фиг.З), причем вдоль линии регистра-20 сечения., содержащее оптически свя

Изобретение относится к конт- рольно-т1змерительной технике. Цель изобретения - повьшение производительности контроля и расширение диапазона измерения. Контролируемую поверхность внутреннего отверстия объекта освещают источниками 1,2 излучения, регистрируют распределение интенсивности отраженного от поверхности отверстия излучения линейкой 3 прибора с зарядовой связью (ПЗС), жестко связанной с платформой 4. Выходная информация линейки 3 ПЗС обрабатывается блоком 5 преобразования на выходе которого формируются сигналы, пропорциональные величине ширины оптических полей источников 1,2 излучения. По разности полученных сигналов, определяемой сумматором, судят о величине искажения профиля сечения обьекта. 2 с.п ф-лы, 3 ил. Sfi (Л

ции ширина полумесяца не является максимальной. Поэтому при вращении плоскости смещения источников излучения до получения максимальной шири

ны осуществляется совмещение плоское- 25 контроля и расширения области примети размещения источников 1 и 2 с плоскостью искривления отверстия.

Формула изобретения

30

35

нения, оно снабжено вторым источником излучения, оптически связанным с фотоприемником, последовательно соединенными блоком преобразования и сумматором, вход блока связан с выходом фотоприемника, выход сумматора связан с входом блока регистрации, фотоприемннк выполнен в виде линейки фоточувствительных элементов, а источники излучения установлены симметрично и с возможностью поворота вокруг оси фотоприемника.

занные первьш источник излучения и фотоприемник, блок регистрации, о т- личающееся тем, что, с целью повьш1ения производительности

нения, оно снабжено вторым источником излучения, оптически связанным с фотоприемником, последовательно соединенными блоком преобразования и сумматором, вход блока связан с выходом фотоприемника, выход сумматора связан с входом блока регистрации, фотоприемннк выполнен в виде линейки фоточувствительных элементов, а источники излучения установлены симметрично и с возможностью поворота вокруг оси фотоприемника.

,/

.11

(риг. г

фиг.5