Устройство для обнаружения дефектов поверхности Советский патент 1990 года по МПК G01N21/88 

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для обнаружения и распознавания дефектов по видам на поверхности контролируемых изделий.

Цель изобретения - распознавание дефектов в процессе их обнаружения.

На фиг.1 приведена Функциональная схема устройства; на Фиг. 2 - принципиальная схема блока логики; на фиг. 3 - временные диаграммы работы устройства.

Устройство включает излучатель 1 , фотоприемник 2, расположенньй на пути зеркально отраженного от контролируемой детали 3 луча светового потока, фотоприемник 4, расположенный на пути диФФузно отраженного луча светового потока, усилитель 5, входом соединенный с фотоприемником 2, усилитель 6, входом соединенный с фотоприемником 4, Формирователь 7 импульсов, вход которого соединен с выходом усилителя 5, формирователь 8 импульсов, вход которого соединен с выходом усилителя 6, преобразователь 9, вход А которого соединен с Формирователем 7 импульсов, вход В - с формирователем 8 импульсов.

Устройство работает следующим образом .

сп

4 00 1

to

СП

На поверхность контролируемой детали 3 направляют световой луч от излучателя 1, зеркально и диффузно отраженные световые потоки регистрируют и преобразуют в электрические сигналы соответственно фотоприемники 2 и 4. При этом в зависимости от вида дефек- та вследствие перераспределения энергии отраженного поля происходит изменение амплитуд электрических сигналов соответствующих зеркальной и диФФуз- ной составляющим отраженного светового потока. Каждому виду дефектов соответствует своя синхронная комбина- ция изменений электрических сигналов на выходах R Фотоприемника 4 диффуз™ ной составляющей отраженного светового потока и S фотоприемника 2 зеркальной составляющей отраженного светово- го потока (фиг. 3), Электрические сигналы с Лотоприемников 2 и 4 усиливают усилители 5 и 6. Электрические сигналы с выходов усилителей 5 и 6 подают на входы формирователей 7 и 8 импульсов, которые регистрируют изменения амплитуд сигналов и Формируют на своих выходах прямоугольные импульсы. Наличие на входах Формирователей импульсов положительного им- пульса или постоянного сигнала соответствует логической единице на их выходах.

Наличие на входах Формирователей импульсов отрицательного импульса соответствует логическому нулю на их выходах. Сигналы с выходов формирователей 7 и 8 импульсов, представляющие собой синхронные комбинации импульсов, подают соответственно на входы А и В преобразователя 9, который производит логические преобразования входных сигналов.

При наличии на поверхности контролируемой детали 3 дефекта, на одном из выходов преобразователя 9 формируется сигнал, соответствующий логической единице . Номер этого выхода зависит от синхронной комбинации импульсов на выходах А и В и определяет вид дефекта на поверхности контролируемой детали. При отсутствии дефектов на всех выходах преобразователя устанавливаются логические нули.

Устройство предназначено для обнаружения и распознавания тести видов дефектов поверхности цилиндрических пластмассовых деталей, наличие которых недопустимо. К ним отно

0 5 0

0

0

5

сятся: пятна с пониженным коэффициентом отражения при одинаковой чистоте отработки поверхности (посторонние включения); пятна с повышенным коэффициентом отражения при одинаковой чистоте обработки поверхности (посторонние включения) ; механические дефекты (трещины, сколы, задиры, участки с пониженной чистотой обработки поверхности); участки с повышенной чистотой обработки поверхности; дефекты с плавными переходами между бездефектными участками и дефектами (вмятины, бугры); наплывы лака, мас- лянная пленка толщиной h (0,1-1) мм.

Контролируемое изделие базируется в центрах и вращается с угловой скоростью W . На поверхности изделия формируется световой штрих шириной 0,1 мм и длиной 3 мм. В устройстве использованы в качестве излучателя лампа накаливания СЦ-60, объективы ОМ-12, фотоприемники ОД-24К.

Схема преобразователя для распознавания шести видов дефектов прибе- , дена на Фиг. 2. Работа преобразователя поясняется эпюрами сигналов в контрольных точках устройства.

При наличии на поверхности детали дефекта, например царапины, синхронная комбинация импульсов на входах блока логики представляет собой наличие отрицательного импульса на входе А (зеркальная компонента) и положительного импульса на входе В (диффузная компонента). В этом случае на выходе 6 преобразователя Формируется логическая единица (положительный импульс) . Ее наличие на выходе 6 говорит о том, что на поверхности детали имеется механический дефект. Соответ ственно при наличии вмятины логичес - кая единица будет сформирована преобразователем на выходе 1 и т.д.

Таким образом, каждому виду дефекта на поверхности детали соответствует сформированная на одном определенном выходе преобразователя логическая единица. На остальных выходах имеются логические нули.

При отсутствии дефектов на всех выходах преобразователя уровень сигнала соответствует логическому нулю. Элементы блока логики ДА1, ДЦ12 и ДА2, ДЦ13 предназначены для формирования импульсов - признаков увеличения соответственно зеркальной и диффузной составляющих отраженного све515487

тового потока. Сканирование поверхности световым штрихом производится перемещением датчика вдоль контролируемой детали с помощью винтовой пары, засинхронизированной с вращением

детали.

Таким образом, в устройстве получена возможность распознавать виды десЬектов поверхности в процессе их об-, наружения с высокой надежностью.

Формула изобретения

10

1 . Устройство для обнаружения дефектов поверхности, содержащее излучатель, фотоприемник для зеркально отраженного светового потока, фотоприемник для диЛфузно отраженного светового потока, два усилителя, входы ко- торых соединены с выходами Лютоприем- ников, и преобразователь, отличающееся тем, что, с целью распознавания вида дефектов в процессе их обнаружения, устройство снабже- но двумя формирователями импульсов, входы которых подключены к выходам соответствующих усилителей и выходы формирователей соединены с первым и вторым входами преобразователя соответственно.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что преобразователь содержит два дисЬЛеренпиатора, два триггера митта, два элемента ИЛИ,

0

5

0 5

0

256

два элемента ИЛИ-НЕ, три элемента 2И, три элемента ЗИ и элемент 4ИПИ-НЕ, при этом к первому входу преобразователя подключены входы первых элементов ИЛИ, ИПИ-НЕ и первого диАсЬерен- циатора, к второму входу - входы вторых элементов ИЛИ, ИПИ-НЕ и второго дифференциатора, выход первого элемента ТЛИ соединен с первыми входами первых элементов 2И5 ЗИ и второго элемента ЗИ, выход второго элемента ИЛИ соединен с треть ими входами первого и третьего элементов ЗИ, выход первого элемента ИПИ-НЕ подключен к первым входам второго элемента 2И„ третьего элемента ЗИ и третьего элемента 2И, выход второго элемента ИПИ- НЕ соединен с вторыми входами первого и второго элементов 2И, выход первого диЛференпиатора через первый триггер Шмитта соединен с вторым входом второго элемента ЗИ, выход второго диАФеренииатора через второй триггер Шмитта соединен с вторыми входами второго и третьего элементов ЗИ, выходы первого и второго элементов 2И, первого и третьего элементов ЗИ соединены с соответствующими входами элемента 4ИЛИ-НЕ, выход элемента 4ИЛИ-НЕ соединен с вторым входом третьего элемента 2И и третьим входом второго элемента ЗИ, выходы элементов 2И и ЗИ являются выходами преобразователя.

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для обнаружения и распознавания дефектов на поверхности контролируемых изделий по видам. Целью изобретения является распознавание вида дефектов в процессе их обнаружения. Устройство содержит излучатель, два фотоприемника с усилителями, два формирователя и преобразователь. Световой поток направляют на поверхность контролируемой детали, регистрируют и преобразуют в электрические сигналы зеркально и диффузно отраженные световые потоки, изменения амплитуд этих сигналов формируют в синхронные комбинации импульсов и по ним судят о наличии и виде дефекта на контролируемой поверхности. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

2 3

I

N

срцг.1

ЗА1 DIM

Щиг.1