ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВА ПОВЕРХНОСТИ ВЫСОКОТОЧНЫХ ДЕТАЛЕЙ Советский патент 1973 года по МПК G01B21/30 B07C5/342 

1

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для контроля качества поверхности высокоточных деталей, например, тел качения и других элементов подшипников.

Известны фотоэлектрические устройства для контроля качества поверхности высокоточных деталей, например, тел качения подшипников, содержашие оптико-механическую систему, обеспечиваюш;ую осмотр всей поверхности контролируемой детали с постоянной скоростью, фотоприемник, реагируюший на изменение отраженного от контролируемой детали светового потока, измерительный блок, установленный на выходе фотоприемника, и блок управления заслонкой брака.

В таких устройствах измерительный блок выполнен в виде временного селектора импульсов, поступаюш;|Их от фотоприемника, что позволяет по длительности этих импульсов определить протяженность дефекта на поверхности детали.

Недостаток известных устройств состоит в том, что они не контролируют глубину и количество дефектов.

Предлагаемое устройство отличается от известного тем, что оно снабжено двухвходовым элементом «ИЛИ, выход которого соединен с блоком управления заслонкой брака, измерительный блок выполнен в виде амплитудновременного селектора импульсов фотоприемника и селектора числа этих импульсов, появляющихся при осмотре участка поверхности заданной протяженности, причем один вход элемента «ИЛИ соединен с выходом амплитудно-временного селектора, а другой его вход - с выходом селектора числа импульсов.

Это позволяет контролировать не только протяженность дефекта, но и его глубину, а количество дефектов на участках поверхности детали, имеюш:их заданную протяженность, и поэтому повышает достоверность контроля качества поверхности детали.

На фиг. 1 показана блок-схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - временная диаграмма его работы.

Предлагаемое устройство содержит оптикомеханическую систему, обеспечивающую осмотр всей поверхностей контролируемой детали / с постоянной скоростью и состоящую из узла 2 развертки, осветителя 3, приемного оптического узла 4, фотоприемник 5, амплитудно-временной селектор 6 импульсов фотоприемника 5, селектор 7 числа импульсов фотоприемника 5, появляющихся при осмотре поверхности заданной протяженности, двухвходовой элемент «ИЛИ 8 и блок 9 управления заслонкой брака.

ФотоприемБик 5 состоит из воспринимающего элемента 10, например фотодиода, и усилителя 11.

Амплитудно-временной селектор 6 содержит, например, импульсный амплитудный компаратор 12, триггер Шмитта 13, одновибратор 14, элемент «И 15.

Селектор 7 содержит, например, триггер Шмитта 16, одновибратор 17, элемент «И, 75, двоичный счетчик, состоящий из триггеров /Я 20, клапан 21 для возврата счетчика на «нуль.

Блок 9 управления заслонкой брака содержит, например, триггер 22, привод 23 заслонки брака, управляемый триггером 22, и кулачок 24 возврата триггеров 19, 20, 22.

Один вход элемента «ИЛИ 8 соединен с выходом амплитудно-временного селектора 6, а другой его вход - с выходом селектора 7. Выход элемента «ИЛИ 8 соединен с блоком 9 управления заслонкой брака. Устройство работает следующим образом. Оптико-механическая система, состоящая из узлов 2, 3, 4, осуществляет осмотр всей поверхности контролируемой детали /. При этом световой луч, посланный осветителем 3 в каждую осматриваемую точку поверхности детали /, отражается от этой точки и через приемный оптический узел 4 поступает в фотоприемник 5. Последний реагирует на изменение отраженного от детали / светового потока и вырабатывает электрические импульсы, длительность и амплитуда которых характеризует соответственно протяженность и глубину дефекта на поверхности детали /, а количество этих импульсов равно количеству дефектов.

Напряжение /вых5 с выхода фотоприемника 5, характеризующее указанные импульсы, поступает на входы компаратора 12 и триггера Шмитта 13, входящих в состав амплитудно-временного селектора 6, а также на вход триггера Шмитта 16, входящего в состав селектора 7.

Если напряжение {/вых5 превыщает по абсолютной величине заданное значение f cpa6i2. соответствующее допустимой глубине дефекта, то компаратор 12 вырабатывает серию импульсов, характеризующих изменение напряжения С/ВЫХ12 на его выходе.

Если напряжение /выхб превыщает по абсолютной величине некоторый порог Uo, необходимый для измерения длительности импульсов фотоприемника 5, то срабатывают триггеры Шмитта 13 и 16, на выходе которых обрауются «прямоугольные импульсы напряжеия Увых1з, 16/ длительность которых соответстует длительности импульсов f/BMxs. От переднего фронта импульсов триггера Шмитта 3 срабатывает одновибратор 14, формируюий импульсы TI, напряжение /выхи заданой длительности, соответствующей допустиой протяженности дефекта. Элемент «И 15 ропускает импульсы от компаратора 12 на вой выход (см. напряжение f/BHxis на

фиг. 2) только во время паузы между импульсами TI, поступающими от одновибратора 14, то есть только в том случае, когда длительность импульсов фотоприемника 5 превы5 щает длительность импульсов ть Вследствие этого импульсы на выходе элемента «И 15 соответствуют дефектам, протяженность и глубина которых превыщают допустимые значения. Указанные импульсы через элемент 10 «ИЛИ 8 запускают триггер 22, включающий привод заслонки 23 брака, с помощью которой деталь / направляется, например, в приемник негодных деталей. Изменение выходного напряжения вых22 триггера 22 показано

15 на фиг. 2.

От переднего фронта импульсов напряжения t/Bbixi3,16, возникающих на выходе триггера Шмитта 16, срабатывает одновибратор 17, формирующий импульсы Т2 напряжения

20 t/Bbixi7 заданной длительности, соответствующей заданной протяженности поверхности детали при постоянной скорости ее осмотра. Элемент «И 18 пропускает на свой выход импульсы с выхода триггера Шмитта 16, возникающие во время существования импульсов Т2, формируемых одновибратором 17.

Счетчик, образованный триггерами 19, 20, осуществляет двоичный счет выходных импульсов элемента «И 18 по их передним

0 фронтам. Если количество отсчитанных импульсов меньше заданного числа, в данном примере - меньще двойки, то сигнал (7вых2о с выхода 25 триггера 20 разрещает открывание клапана 21, который по заднему фронту

5 импульса Та, поступающего от одновибратора 17, возвращает счетчик (триггеры 19, 20) в исходное состояние. После отсчета заданного числа импульсов срабатывает триггер 20, на выходе 2€ которого появляется импульс напряжения 6вых2.о. Этот импульс своим передним фронтом через элемент «ИЛИ 8 включает триггер 22 и привод 23 заслонки брака, вследствие чего деталь / направляется в приемник брака. Одновременно с этим сигнал

5 t/Bbix2o с выхода 25 запрещает открывание клапана 21.

Контроль поверхности детали / производится циклами измерений. В конце каждого цикла кулачок 24 вырабатывает импульсы напряжения /вых24, возвращающие триггеры 19, 20, 22 в исходное состояние. На фиг. 2 показаны циклы I, II, III, IV. В циклах I и III контролируемые участки поверхности имеют допустимые дефекты и поэтому считаются

5 годными. В цикле II контролируемый участок поверхности содержит дефект, имеющий недопустимые протяженность и глубину. В цикле IV контролируемый участок поверхности содержит недопустимое количество дефектов, 0 каждый из которых имеет допустимые протяженность и глубину.

Предмет изобретения

Фотоэлектрическое устройство для контроля качества поверхности высокоточных аеталей, например тел качения и других элементов подшипников, содержащее оптико-механическую систему, обеспечивающую осмотр всей поверхности контролируемой детали с постоянной скоростью, фотоприемник, реагирующий на изменение отраженного от контролируемой детали светового потока, измерительный блок, установленный «на выходе фотоприемника, и блок управления заслонкой брака, отличающееся тем, что, с целью повышения достоверности контроля, оно снабжено двухвходовым элементом «ИЛИ, выход которого соединен с блоком управления заслонкой брака, измерительный блок выполнен в виде амплитудно-временного селектора импульсов фотоприемника и селектора числа этих импульсов, появляющихся при осмотре участка поверхности заданной -протяженности, причем одни вход элемента «ИЛИ соединен с выходом амплитудно-временного селектора, а другой его вход - с выходом селектора числа импульсов.

.

/.