Устройство для измерения линейных размеров изделий Советский патент 1990 года по МПК G01B11/02 

Изобретение относится к контрольно- измерительной технике и может быть использовано в фотоэлектрических системах бесконтактного измерения линейный размеров изделий

Цель изобретения - повышение точности измерения за счет обеспечения строго параллельного перемещения сканирующего пучка и повышение производительности измерений за счет снижения трудоемкости юстировки элементов устройства.

На фиг.1 представлено устройство для измерения линейных размеров изделий, вид спереди; на фиг.2 - то же, вид сверху.

Устройство содержит лазерную осветительную систему 1,сканирующую

систему, содержащую два зеркала 2 и 3 с параллельными, направленными навстречу друг другу отражающими поверхностями, жестко установленных на диске 4, вращающимся с постоянной скоростью вокруг оси 00, параллельной отражающим поверхностям зеркал 2 и 3 и расположенной на равном расстоянии от них, плоское отражающее зеркало 5, отражающая поверхность которого составляет острый угол в пределах 10° с осью вращения ОС , фотоприемник 6 установленный перед сканирующей системой на пути отраженного от зеркал в обратном ходе пучка лучей, блок 7 отработки информации. При этом направление падающего на сканирующую систему свеел

СО 00 О 00 СО

15

тового пучка от осветительнойсистемы 1 лежит в плоскости,, перпендикулярной отражающей поверхности плоского зеркала и содержит направление, перпендикулярное оси вращения 00 (плоскость чертежа фиг.2), и составляет небольшой острый угол с((в пределах 2 ) с направлением нормали к отражающей поверхности зеркала 5, ,„ позицией 8 обозначен контролируемый

объект.

Устройство работает следующим образом.

Световой пучок от осветительной системы направляется на сканирующую систему и, отразившись сначала от зеркала 3, а затем от зеркала 2, пересекает измерительное пространство, в котором расположен измеряемый объект 8. При вращении диска с зеркалами световой пучок смещается в измерительном пространстве, оставаясь параллельным самому себе, в направлении, перпендикулярном оси вращения 25 00. Измеряемый объект 8 помещается

на пути сканирующего пучка между сканирующей системой и плоским зеркалом 5 и ориентируется таким образом, чтобы измеряемый размер d располагался параллельно направлению смещения сканирую- щего пучка. Причем, за время оборота диска с зеркалами на 360° лазерный пучок дважды сканирует измерительное пространство. Измеряемое изделие 8 предпочтительно размещать таким об- 35 разом, чтобы измеряемый размер d располагался симметрично относительно первоначального направления I

светового пучка.

40

Не затененный измеряемым изделием световой пучок попадает на плоское зеркало 5 под небольшим углом с к нормали к его поверхности . Отразив- щись от него, снова отражается в обратном ходе сначала от зеркала 2t а затем от зеркала 3, и, оказавшись отклоненным относительно прежнего направления на угол 2of, попадает на фотоприемник 6, который преобразует световой сигнал в электрический, затем сигнал поступает в блок 7 обработки информации, с помощью которого

50

по величине временного промежутка, в течение которого сканирующий световой пучок перекрывается измеряемым зделием, определяют вешичину измеря- емого размера изделия.,

5

„

5

5

0

0

Перемещение сканирующего пучка, выходящего после отражения от системы вращающихся зеркал 2 и 3, осуществляется в измерительном пространстве строго параллельно самому себе, что предопределяет высокую точность измерений, даже если отражающие поверхности зеркал 2 и 3 не параллельны ДРУГ другу. Следовательно, в предлагаемом устройстве для получения высокой точности измерений не требуется точная юстировка зеркал. Непараллельность поверхностей зеркал 2 и 3 влияет лишь на характер перемещения сканирующего пучка во времени, который учитывается при коррекции данных в блоке обработки информации 7.

Наличие of между нормалью к поверхности плоского зеркала 5 и падающим на него пучком лучей обеспечивает пространственное разделение световых пучков, первоначально падающего на сканирующую систему и отраженного от нее в обратном ходе, в пространстве, расположенном перед ней, что дает возможность разместить фотоприемник 6, не затеняя первоначально падающий на сканирующую систему пучек лучей. Угол о(1 - 2° обеспечивает достаточное пространственное разделение пучков.

Формула изобретения

Устройство для измерения линейных размеров изделий, содержащее лазерную осветительную систему для формирования светового пучка, расположенную по ходу светового пучка сканирующую систему, отражающий элемент, фотоприемник и блок обработки информации, отличающееся тем, что, с целью повышения точности и производительности измерения, сканирующая система выполнена в виде диска и двух плоских отражающих зеркал, жестко установленных на диске и ориентированных так, что их отражающие поверхности параллельны и . . обращены навстречу одна другой, диск установлен с возможностью вращения вокруг оси, параллельной отражающим поверхностям зеркал и расположенной на одинаковом расстоянии от этих поверхностей, отражающий элемент выполнен в виде плоского зеркала, ориентированного так, что нормаль к отражающей поверхности зеркала составляет угол не более 10° с осью враще

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике. Целью изобретения является повышение точности измерения за счет обеспечения строго параллельного перемещения сканирующего пучка, а также повышение производительности за счет снижения трудоемкости юстировки элементов устройства. Световой луч, сформированный лазерной осветительной системой, направляется в сканирующую систему в виде двух параллельных обращенных друг к другу зеркал, жестко укрепленных на вращающемся диске. Последовательно отразившись от зеркал сканирующей системы, луч попадает в измерительное пространство, в котором установлен контролируемый объект, и далее, отражаясь от плоского зеркала, направляется на фотоприемник. При вращении диска происходит параллельное перемещение луча (сканирование), и по времени затемнения фотоприемника объектом определяют его линейный размер. 2 ил.

8 5

Фиг. 2