Способ измерения поперечного размера детали и устройство для его осуществления Советский патент 1993 года по МПК G01B11/08 

чения, узел 2 сканирования, включающий в сфбя многогранную призму 3 и объектив 4. cteop 5, приемный блок б, состоящий из объектива 7, фотоприемника 8 и блок 9 обработки сигнала, микро-ЭВМ 10. При вращении призмы 3 образуются два па- р ллельных пучка 11 и 12, которые сканируют зону измерения с контролируемой деталью 13.

Существо способа заключается в следующем. Устанавливают контролируемую де- тфь 13 между узлом 2 сканирования и nf иемным блоком 6. От источника 1 излуче- нся направляют на призму 3 пучок излучения. Отраженный от четных граней призмы пу|чок излучения распространяется под уг- ло/и 2 Да к оптической оси объектива, проходит через его верхнюю половину и образует в зоне измерения первый скани- ру)ощий пучок 11. Отраженный от нечетных граней призмы пучок излучения распрост- ра яется под углом -2 Да к оптической оси объектива, проходит через его нижнюю по- лоЈину и образует в зоне измерения второй сканирующий пучок 12. Направляют сканирующие пучки 11, 12 в зону измерения с контролируемой деталью 13. При вращении . призмы 3 пучки 11, 12 поочередно сканируют створ 5 и контролируемую деталь 13. Благодаря тому, что освещенная грань призмы расположена в фокальной плоскости объектива 4, плоскости сканирования пучков 11, 12 параллельны друг другу и оптической оси объектива 4, Прошедшие через ЗОНУ измерения пучки излучения собираются объективом 7 на поверхность фотоприемника 8. Направляют зарегист- рир ованный фотоприемником 8 сигнал в блок 9 обработки сигнала.регистрируют интервалы времени Ш2 и t4ts соответствующие краям импульсов затенения в первой и второй плоскости, соответственно, а также длительности Ti и Та импульсов створа в первой и второй плоскости (фиг.2) и передают iiix значения в шину микро-ЭВМ 10. В микро-ЭВМ 10 преобразуют полученные значения временных интервалов в координаты левого L и правого R краев детали по формулам

U - (tr-to)/Tf -Ki(x)(1) Rl°(t2-to)/Ti -Ki(x) (2)

U (t4-to)/T2J K2(x)(3) R2 t(T5-to)/T2 K2(x) (4)

где LiRi - координаты левого и правого кра- ев детали в первом канале;

L.2R2 - координаты левого и правого края детали во втором канале;

to - момент времени, соответствующий прохождению сканирующего пучка через левый край створа;

ti, t2, t4, т.5 значения временных интервалов, соответствующих положению краев детали в импульсах затенения первого и второго каналов;

Ti, T2 - длительность импульсов створа в первом и втором каналах;

MX). «2(x) коэффициенты, учитывающие нелинейность сканирования в пределах рабочего поля.в первом и втором каналах. Вычисляют в микро-ЭВМ 10 угол между линиями сканирования и нормалью к оси детали по формуле:

25

archg - - l.H

2h

где h - известное расстояние между линиями сканирования.

Рассчитывают диаметр детали в каждой плоскости с учетом угла наклона оси детали относительно линий сканирования:

Di (Ri -Li)cos9 Da (2 Lajcos

(6)

(7)

Полученные по формулам (6), (7) результаты измерения диаметра детали остаются неизменными даже в случае наклона ее оси относительно линии сканирования. Таким

образом, при измерении получаем истинное значение величины детали.

Применение предлагаемого способа позволяет определить угол наклон детали относительно линии сканирования и учесть

его при вычислении диаметра детали, что позволяет снизить требования к точности установки контролируемой детали в зоне измерения,, а это влечет за собой сокращение времени на установку детали, и следовательно, повышение производительности измерений.

Формула изобретения

1. Способ измерения поперечного размера детали, заключающийся в том, что формируют из узких пучка излучения, сканируют ими контролируемую деталь в параллельных плоскостях, регистрируют интенсивность прошедшего излучения, преобразуют ее в электрический сигнал и определяют поперечный размер контро- лируемой детали, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью повышения производительности измерений, после преобразования интенсивности прошедшего излучения & электрический сигнал определяют момен- ты времени, соответствующие началу и концу затенения в каждой плоскости сканирования, определяют угол между линией сканирования.и нормалью к оси контролируемой детали, а определение поперечного размера контролируемой детали осуществляют с учетом угла между линией сканирования и нормалью к оси контролируемой детали.

2. Способ по п.1, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что формирование двух узких пучков излучения осуществляют поочередно.

3. Устройство для измерения поперечного размера детали, содержащее источник узкого пучка излучения и расположенные последовательно по ходу его излучений узел сканирования, выполненный в виде объектива и правильной многогранной призмы, установленной с возможностью вращения вокруг оси ее симметрии так t что ось симметрии призмы пересекает оптическую ось объектива под прямым углом в точке, расположённой от фокуса объектива на расстоянии, равном радиусу окружности, вписанной в сечение призмы, створ и приемный блок, выполненный в виде объектива, фотоприемника и блока обработки сигнала, отличающееся тем, что, с целью повышения производительности измерений, прьзма выполнена со скошенными гранями, образующими с ее осью симметрии угол Да(-1)п, где Ла-угол наклона грани; п - порядковый номер грани.

ki.2

Фчг.З...-