Способ контроля качества спиралей для тел накала источников света и устройство для его осуществления Советский патент 1991 года по МПК H01K3/04 B21F3/04 

ииоьо ч оиоуоь-о ооии

Фиг.1

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в электро- ламповомпроизводстведля

автоматического контроля навивки спиралей для электрических ламп.

Целью изобретения является повышение достоверности и информативности контроля.

На фиг. 1 представлена принципиальная схема устройства; на фиг. 2 - силуэт спирали при наклоне щели экрана к оси контролируемой спирали под углом (90°.+ а)° при а arctg t/HR; на фиг. 3 -то же, при наклоне под углом 90°: на фиг. 4 - временная диаграмма сигналов фотоприемника.

Контроль навивки спирали осуществляется следующим образом.

В световом потоке источника 1 света размещают витки 2 спирали, навитые на керне 3, например, из вольфрамовой проволоки. Прошедший мимо спир; in световой поток имеет в себе информацию о геометрии профиля спирали в виде изображений верхнего а и нижнего b силуэтов витков и периодически изменяется вдоль оси спирали в соответствии с силуэтом. Преобразовывают изменения светового потока вдоль оси спирали и проходящего над одинаковыми участками поверхностей одного и того же витка или межвиткового промежутка (тире) одновременно в верхнем и нижнем силуэтах спирали в электрические сигналы. При этом о качестве навивки судят по постоянству параметров этих сигналов.

Устройство содержит последовательно расположенные на одной оптической оси источник 1 света, конденсаторную и проекционную линзы 4 и 5, непрозрачный экран б со щелью 7 и фотоприемник 8, который электрически соединен с анализирующим блоком 9, выполненным, например, в виде стандартного измерителя параметров импульсов. Экран 6 выполнен в виде диска и установлен с возможностью поворота вокруг своей оси.

Ортогонально оптической оси между конденсорной и проекционной линзами 4 и 5 размещают кернт 3 с навитыми на него витками 2 спирали и протягивают его при помощи механизма подачи спирали (не показан).

Световой поток от источник 1 света проецируется при помощи системы линт 4 и 5 на непрозрачный экран 6 и, пройдя через щель 7 в экр,ане, попадает на фотоприемник 8. Витки 2 спирали и расположенный внутри них керн 3 экранируют световой поток. В результате этого в световом потоке появляется информация об изображении верхнего

а и нижнего b профилей спирали, образуя силуэт витков на поверхности непрозрачного экрана 6. Световые лучи, оставшиеся внизу и вверху силуэта, через щель 7 попадают на фотоприемник 8, который вырабатывает под воздействием изменяющегося вдоль оси светового потока электрические сигналы. Анализирующий блок 9 формирует код, содержащий информацию о поступившем сигнале, для последующей обработки его в процессоре управления технологическим процессом изготовления спиралей, а в полуавтоматических системах - для индикации.

Перемещающаяся с постоянной скоростью спираль вызовет на выходе фотоприемника 8 изменение светового потока, зависящего как от геометрических параметров спирали (шага t и радиуса)

R (D + 2d)-2,

где d - диаметр вольфрамовой проволоки;

D - диаметр керна,

так и от угла ее (фиг. 2 и 3), устанавливаемого вращением непрозрачного экрана 6 вокруг

оптической оси.г

Так, например, при угле а 0(фиг.З) в поле зрения фотодатчика входят одновременно как виток (верхний а силуэт спирали), так и межвитковый промежуток (нижний b силуэт

спирали). В результате происходит засветка силуэта витка как у спиралей с нормальным шагом, у которых Кш 1,5-2,0, так и у спи- рапей с разряженным шагом - Кш 2,0 (где Кш t/d - коэффициент шага). Это приводит к ослаблению сигнала о наличии витка на керне, а значит, к ошибкам в определении его положения и, соответственно, положения тире оси спирали, а также остальных геометрических параметров.

При изменении угла наклона (90+ а)°до попадания в поле зрения фотоприемника одновременно изображений верхнего а и нижнего b силуэта витка или межвиткового промежутка в момент входа силуэта витка

величина светового потока, падающего на фотоприемник 8, изменяется незначительно и в соответствии с силуэтом витка. Световой поток резко возрастает только на время прохождения межвиткового промежутка из-за отсутствия витков на этом участке керна. Таким образом, можно выделить два потока, один из них незначительный и соответствует витку спирали на керне, а другой, максимальный по величине, -межвитковому промежутку или тире, которые

воздействуют на фотоприемник поочередно.

Втомслучае,когда

а arctg . „ (фиг. 2), также происходит

чередование величин этих световых потоков, которое позволяет исключить их взаимное влияние друг на друга и получить более четкий сигнал о наличии витка на керне, 6 соответствии с профилем витка осущест- вить совмещение верхнего и нижнего силуэтов одного и того же витка, что также увеличивает разность между этими потоками, а значит, между сигналами о наличии или отсутствии витка на керне. Кроме того со- вместив силуэты профилей одного и того же витка, позволяет осуществить контроль радиуса спирали и угла наклона ее витков, выделяя экстремальные точки в электрическом сигнале, полученном в результате за- тенения фотоприемника этим витком.

Полученное таким образом изменение светового потока вдоль оси спирали вызовет в цепи фотоприемника электрический ток в виде последовательности импульсов (фиг.4). Так как количество этих импульсов соответствует количеству витков в спирали и их форма однозначно связана с ее профилем, то по ним судят о качестве спирали. Для этого с помощью анализирующего блока 9 измеряют параметры импульсной последовательности - амплитуду I и длительность г импульсов, время их прихода Т, интервал между импульсами t (или частоту следования f 1 /t).

По частоте импульсов можно судить о шаге спирали, так как изменение шага вызовет изменение частоты. Изменение их длительности связано с засветкой силуэтов витков в результате сдвига верхнего и ниж- него профилей силуэтов относительно друг друга и свидетельствует об изменении угла наклона витков. Изменение амплитуды I говорит об изменении другого параметра спирали - радиуса R (D + 2d)/2, вызванном отклонением диаметров керна D и вольфрамовой проволоки d. Время прихода Т импульсов дает знать о прохождении тире, а значит, позволяет определить не только начало и конец, но и дать ему количественную оценку.

По предлагаемым способу контроля качества спиралей и устройству по сравнению с известными уменьшается возможность засветки силуэта витков спирали. В результате значительно увеличивается разница между амплитудами электрических сигналов, вырабатываемых фотодатчиком при прохождении через него неспирализо- ванного (тире) и спирализованного (витков) участков спирали, что повышает достоверность контроля как при навивке, так и при резке спиралей, обеспечивает высокую производительность контроля, простоту его ав- томатизации наряду с хорошими метрологическими характеристиками. Формула изобретения

1.Способ контроля качества спиралей для тел накала источников света, согласно которого проецируют витки спирали на фотоприемник через экран со щелью, ориентированной относительно витков спирали, а о качестве судят по сигналу с фотоприемника, отличающийся тем. что, с целью повышения его достоверности и информативности, указанное ориентирование щели осуществляют путем совмещения угла наклона щели и оси проекции витка, а о качестве судят по устойчивости параметров указанного сигнала.

2.Устройство для контроля качества спиралей для тел накала источников света, содержащее последовательно расположенные на одной оптической оси источник света, конденсорную и проекционную линзы, между которыми расположена контролируемая спираль, непрозрачный экран со щелью и фотоприемник, отличающееся тем, что. с целью повышения достоверности и информативности контроля, в него веден анали- затор, параметров импульсов, электрический соединенный с фотоприемником, а щель непрозрачного экрана наклонена к оси спирали под углом 90° + a. f

где

и arctg- -.

t - шаг спирали;

R - (D + 2d)2 - радиус спирали;

D - диаметр керна;

d - диаметр проволоки спирали.

Фиг. 2

Риг.З

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в электроламповом производстве для автоматического контроля навивки спиралей для электрических ламп. Целью изобретения является повышение достоверности и информативности контроля. Световой поток от источника 1 света при помощи линз 4 и 5 падает на экран 6 и, пройдя через щель 7 в экране, попадает на фотоприемник 8. Витки 2 спирали и керн 3 внутри нее экранируют световой поток, образуя силуэт витков на непрозрачном экране 6. Часть световых лучей проходит через щель 7 и попадает на фотоприемник 8, который вырабатывает электрический сигнал. Анализирующий блок 9 формирует код, содержащий информацию о параметрах спирали. При угле наклона щели 7 экрана 6 к оси спирали, равном 90±α, где α = ARCTG T/4R, T- шаг спирали, R=(D+2D)/2 - радиус спирали, D - диаметр керна, D- диаметр проволоки спирали, возможно получение наиболее четкого сигнала с фотоприемника. Устройство позволяет определять и контролировать не только наличие тире в витках спирали, но и ее шаг, угол наклона витков, отклонения в диаметрах керна и проволоки спирали. 2 с.п.ф-лы, 4 ил.