Прибор для контроля качества поверхности детали Советский патент 1982 года по МПК G01B11/30 

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для автоматического контроля качества обработки поверхностей, преимущественно в металлургической, машиностроительной и приборостроительЪой отраслях промышленности.

Известен прибор для контроля ка.чества поверхности детали, содержащий точечный источник света, конденсор, полупрозрачную пластину, цилиндрическую линзу и два фотоприемника, включенных по автоматической компенсационной схеме. Контролируемая поверхность освещается через одну половину цилиндрической линзы. Поток света, диффузно-рассеянный поверхностью в обратном направлении, собирается с помощью полупрозрачной пластины на один из фотоприемников. Зеркально отраженный поток света, собранный второй половиной линзы, направляется на другой фотоприемник 11 .

Недостатком данного прибора яв- ляется необходимость точной фиксации расстояния от прибора до контролируемой поверхности.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является

прибор для контроля качества поверхности детали, содержащий точечный источник света, первую и вторую полупрозрачные пластины для разделения световых лучей, общуй линзу и два фотоприемника, первый из которых установлен в плоскости, оптически сопрягаемой с контролируемой поверхностью через общую линзу, а второй

10 установлен перед этой плоскостью нЬ пути световых лучей, отклоненных на 90 второй полупрозрачной пластиной, и имеет экран с отверстием. Первый фотоприемник регистрирует полный све15товой поток, принимаемый от светящ йся точки на контролируемой поверхности, а второй фотоприемннк с экраном - частичный световой поток от контролируемой- поверхности в мень20шем телесном угле 2.

Однако известный прибор имеет ограниченные функциональные возможности, поскольку необходимо точно фик25сировать расстояние до контролируемой поверхности, что не позволяет использоватьприбор для контроля движущихся поверхностей в тех случаях, когда расстояние между поверхностью

30 и прибором не остается постоянным. . Целью изобретения является расширение функциональных возможностей прибора. Эта цель достигается тем, что при бор для контЬ оля качества поверхн,ос ти детали, содержащий точечный источ ник света, первую и вторую полупроз рачные пластины для разделения свет вых лучей, общую линзу и два фотопр емника, первый из которых установле в плоскости, оптически сопрягаемой ,с контролируемой поверхностью через общую линзу, а второй установлен пе ред этой плоскостью на пути световы лучей, отклоненных на 90° второй по лупрозрачной пластиной, и имеет экран с отверстием, снабжен дополнительной линзрй, расположенно.й между ;источником света и первой полупрозрачной пластиной так, что изображение источника света совпадает с фокусом общей линзы, сплошным экраном установленным перед первым фотоприемником, а второй фотоприемник с экраном расположён в фокусе, общей линзы. Кроме того, сплошной экран выполнен с возможностью перемещения вдоль оптической оси общей линзы. . Сплошной экран выполнен с возможностью изменения его геометричес ких размеров. На чертеже изображена принципиальная схема прибора для контроля качества поверхности. Прибор содержит точечный источник 1 света, первую 2 и вторую 3 полупрозрачные пластины для разделения сбетовых лучей, общую линзу 4, дополнительную линзу 5,расположенную между источником 1 света и первой полупрозрачной пластиной 2 так, что изображение источника 1 света совпадает с фокусом общей линзы 4, два фотоприемника б и 7, первый из которых установлен в плоскости А-А, оптически сопрягаемой с контролируемой поверхностью череЗобщую линзу 4, а второй установлен перед этой плоскостью А-А на пути световых лучей, отклоненных на второй полупрозрачной пластиной в фокусе общей линзы 4, и имеет экран 8 с отверстием, сплошной экран У установленный перед первым фотоприемником 6. Прибор работает следующим образом Расходящийся световой поток первичного излучения от точечного источника 1 света с помсхцью дополнительной линзы 5, полупрозрачной плас тины 2 и общей линзы 4 преобразуется .в параллельный поток, направленный Jio нормали к контролируемой поверхности детали 10i Поток вторичного излучения от светящегося пятна на контролируемой поверхности детали Ю после прохождения общей линзы 4 пр евргщается в сходящийся световой поток. Одна часть этого потока проходит в сторону первого фотоприемнкка 6 со сплошным экраном 9, другая, отклоненная полупрозрачной пластиной 3, направляется в сторону экрана 8 с отверстием и второго фотоприемника 7. Первый фотоприемник б регистрирует излучение, диффузнорассеянное поверхностью детали 10 под углом к нормали. Второй фотоприемник 7 регистрирует излучение, зеркально-отраженное по нормали к контролируемой поверхности детали 10. Создание параллельного нормальнопадгиощего потока первичного излучения за счет введения дополнительной пинзы 2, соответствующее формирование на базе этого вторичных потоков путем введения сплошного экрана ,9 перед первым фотоприемником б и установки второго фотбприемника 7 с экрансм 8 в фокусе общей линзы 4, позволяет значительно уменьшить дополнительную погрешность, связанную с изменением расстояния между прибором и контролируемой поверхностною. При изменении места установки сплошного экрана Si относительно общей линзы 4 и первого фотоприемника б, или при изменении размеров этого сплошного экрана 9 меняются размерял телесного угла, ограничивающего поток диффузно-рассеянного излучения, регистрируемого первым фoтoпpиe в иком б, и, следовательно, меняется диапазон измеряемого параметра шероховатости. Изменение места установки сплошного экрана 9 достигается , например, с помощью подвижных салазок, передвигающихся по направляющим, установленным параллельно оптической оси общей-линзы 4, посредством стержня с канавками, в которые BXOfftT подпружиненный шарик стопорного устройства (не показаны). Изменение размеров сплошного экрана 9 осуществляется, например, с помощью сменных экранов, отличающихся по размерам и установленных на подвижных салазках. Салазки перемещаюфся по направлякнцим, установленным перпендикулярно оптической оси линзы 4, с помощью стержня с канавками, в которые входит подпружиненный шарик стопорного устройства (не показаны), В предложенном приборе за счет 1установки дополнительной линзы 2 дла освещения контролируемой поверхности параллельным нормально-падающим пО током света и введения сплошного экрана 9 перед первым фотоприемником б, а также за счет установки второго фотоприемника 7 с экраном 8 в фокусе общей линзы 4 для формирования и разделения соответствующих потоков вторичного излучения, отпадает необходимос.ть поддерживать, строго постоянным расстояние до контролируемой поверх