Устройство бесконтактного определения шероховатости отверстий малого диаметра

Полезная модель относится к области машиностроения, к устройствам для контроля шероховатости поверхности изделия, в частности отверстий малого диаметра. Целью полезной модели является создание устройства с расширенными технологическими возможностями, за счет обеспечения контроля микрорельефа внутренней поверхности отверстий малого диаметра. Сущность полезной модели заключается в том, что устройство бесконтактного определения шероховатости отверстий содержит корпус с размещенной в нем оптической системой, соединенной с модулем обработки информации и осветители, связанные с корпусом, отличающееся тем, что устройство снабжено сменной насадкой со световодом, установленной на корпусе через переходник, при этом рабочий торец световода срезан под углом 45°, а осветители в количестве не менее трех, равномерно размещены на кольцевом торце переходника. Световой поток от осветителей 9, размещенных на кольцевом торце переходника 8, падает на поверхность 14. Через световод 6 и объектив 5 на поверхности матрицы 4 с положительной зарядовой связью формируется изображение микрорельефа внутренней поверхности отверстия. Матрица с положительной зарядовой связью преобразует изображение микрорельефа в электрический сигнал, который обрабатывается электронным блоком 3, содержащим видеоусилитель 10 и аналого-цифровой преобразователь 11 с контроллером последовательного действия 12. Контроллер последовательного действия передает через модуль обработки информации 13 данные об изображении микрорельефа поверхности в компьютер, который с помощью специального программного обеспечения, по фрактальным зависимостям, идентифицирует микрорельеф и определяет величину микронеровностей на внутренней поверхности отверстия, и отображает на экране ее числовое значение. 1 с.п.ф, 1 илл.

Полезная модель относится к области машиностроения, к устройствам для контроля шероховатости поверхности изделия, в частности отверстий малого диаметра.

Известно устройство для контроля шероховатости поверхности изделия. [Патент на изобретение 2156955 Основной индекс МПК G01B 5/30. Устройство для контроля шероховатости поверхности изделия./ Поярков И.П., Журавлев С.Д. Опубл. 2000.09.27]

Устройство содержит оптическую систему, включающую в себя осветители падающего и отраженного излучения и электронный блок. Электронный блок состоит из фотопреобразователей части падающего и отраженного излучения, коммутатора, регистратора, источника питания, аналого-цифрового преобразователя, блока обработки информации, контроллера интерфейса и энергозависимого запоминающего устройства.

Измерения проводятся в реальном масштабе времени по калибровочным кривым, хранящимся в энергонезависимом запоминающем устройстве путем вычисления коэффициента отражения вне зависимости от нестабильности излучения осветителя.

Недостатками устройства являются невозможность идентифицировать микрорельеф поверхности изделия и невысокая надежность устройства из-за большого количества элементов.

Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является «Устройство бесконтактного определения шероховатости». [Патенту на полезную модель 84533. Российская Федерация, МПК⁷ G01B 2/30, авторов Н.А.Архиповой и др.]

Устройство содержит корпус с расположенной в нем оптической системой. Оптическая система включает в себя электронный блок электрически связанный с матрицей с положительно-зарядной связью. В корпусе на его торце установлен объектив, а на боковой поверхности - осветитель. Электронный блок состоит из видеоусилителя и связанного с ним аналого-цифрового преобразователя с контроллером последовательного действия. Электронный блок последовательно соединен с модулем обработки информации о микрорельефе.

С существенными признаками полезной модели совпадает следующая совокупность признаков прототипа: корпус с расположенной в нем оптической системой, включающей осветитель и электронный блок, и связанный с ней модуль обработки информации.

Недостатком прототипа является невозможность оценить микрорельеф внутренней поверхности отверстий. Указанный недостаток связан с тем, что конструкция устройства не позволяет идентифицировать микрорельеф внутренней поверхности отверстий.

Сущность полезной модели заключается в том, что устройство бесконтактного определения шероховатости отверстий содержит корпус с размещенной в нем оптической системой, соединенной с модулем-обработки информации и осветители, связанные с корпусом, отличающееся тем, что устройство снабжено сменной насадкой со световодом, установленной на корпусе через переходник, при этом рабочий торец световода срезан под углом 45°, а осветители в количестве не менее трех, равномерно размещены на кольцевом торце переходника.

Целью полезной модели является создание устройства с расширенными технологическими возможностями за счет обеспечения контроля микрорельефа внутренней поверхности отверстий малого диаметра.

Поставленная цель достигается за счет того, что устройство снабжено сменной насадкой со световодом, установленной на корпусе через переходник, при этом рабочий торец световода срезан под углом 45°, а осветители в количестве не менее трех, равномерно размещены на кольцевом торце переходника.

Снабжение устройства сменной насадкой со световодом обеспечивает возможность определения шероховатости отверстий малого диаметра за счет введения световода в отверстие. При этом сменность насадки необходима для осуществления определения шероховатости в отверстиях различных диаметров.

Преломление света и достоверная передача рельефа поверхности на ПЗС-матрицу реализуется за счет среза торца световода по углом 45°.

Наличие осветителей (не менее трех), равномерно расположенных на кольцевом торце переходника обеспечивает равномерное освещение поверхности отверстия.

Совокупность представленных конструктивных признаков и обеспечивает возможность бесконтактного определения шероховатости отверстий малого диаметра.

Техническая сущность устройства бесконтактного определения шероховатости отверстий малого диаметра поясняется графическими материалами.

На фиг.1 представлен общий вид устройства, на фиг.2 - вид снизу.

Устройство бесконтактного определения шероховатости отверстий содержит корпус 1 с расположенной в нем оптической системой 2. Оптическая система включает в себя электронный блок 3 электрически связанный с матрицей. 4 с положительно-зарядной связью. В корпусе 1 на его торце установлен объектив 5. Световод 6 закреплен в сменной насадке 7, которая через переходник 8 связана с корпусом 1. Рабочий торец световода 6 имеет срез под углом 45°. На кольцевом торце переходника 8 равномерно размещены осветители 9, в количестве не менее трех штук.

Электронный блок 3 состоит из видеоусилителя 10 и связанного с ним аналогово-цифрового преобразователя 11 с контроллером 12 последовательного действия. Электронный блок 3 последовательно соединен с модулем 13 обработки информации о микрорельефе поверхности отверстия 14.

Устройство бесконтактного определения шероховатости отверстий работает следующим образом.

В соответствии с диаметром отверстия 14 подбирается сменная насадка 7 со световодом 6 требуемого диаметра и устанавливается в корпус 1 через переходник 8.

Световой поток от осветителей 9, размещенных на кольцевом торце переходника, падает на поверхность 14. Равномерное расположение осветителей 9 обеспечивает распределенное освещение внутренней поверхности 14. Кроме того, их количество не менее трех дает возможность полностью идентифицировать поверхность 14. Через световод 6 и объектив 5 на поверхности матрицы 4 с положительной зарядовой связью формируется изображение микрорельефа внутренней поверхности отверстия. Срез рабочего торца световода 6 под углом 45°, необходим для преломления света и достоверной передачи изображения микрорельефа на матрицу 4.

Матрица 4 с положительной зарядовой связью преобразует изображение микрорельефа в электрический сигнал, который обрабатывается оптической системой 2 с электронным блоком 3, содержащим видеоусилитель 10 и аналого-цифровой преобразователь 11 с контроллером 12 последовательного действия. Контроллер последовательного действия передает через модуль обработки информации 13 данные об изображении микрорельефа поверхности в компьютер, который с помощью специального программного обеспечения, по фрактальным зависимостям, идентифицирует микрорельеф и определяет величину микронеровностей на внутренней поверхности отверстия, и отображает на экране ее числовое значение.

При необходимости определения шероховатости в отверстии другого диаметра устанавливается другая сменная насадка 7 с соответствующим диаметром световода 6 и процесс повторяется.

Устройство бесконтактного определения шероховатости отверстий малого диаметра, содержащее корпус с размещенной в нем оптической системой, соединенной с модулем обработки информации, и осветители, связанные с корпусом, отличающееся тем, что устройство снабжено сменной насадкой со световодом, установленной на корпусе через переходник, при этом рабочий торец световода срезан под углом 45°, а осветители, в количестве не менее трех, равномерно размещены на кольцевом торце переходника.