Устройство контроля сквозных отверстий оптически непрозрачных деталей

 

Изобретение относится к конт рольно-измерительной технике. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей за счет обеспечения контроля минимальных сечений протяженньк отверстий малого диаметра . Устройство контроля СКВОЗНЫХ от

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

„.Я0„„1368634

А1 (gg 4 0 01.В 21/30

1 .)

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К A BT0PCHGMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ юг.!

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4099071/24-28 (22) 06.06.86 (46) 23.01.88. Бюл. У 3 (71) Московский институт радиотехники, электроники и автоматики (72) И.Ф.Будагян, И.П.Бухалов, В.В.Бундов и Б.М.Волков (53 ) 531.7(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 1185082, кл. G Ol В 21/30, 1983. (54) УСТРОЙСТВО КОНТРОЛЯ СКВОЗНЬК

ОТВЕРСТИЙ ОПТИЧЕСКИ НЕПРОЗРАЧНЫХ ДЕТАЛЕЙ (57) Изобретение относится к конт-. рольно-измерительной технике. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей за счет обеспечения контроля минимальных сечений протяженных отверстий малого диаметра. Устройство контроля сквозных от13686 верстий оптически непрозрачных деталей содержит оптически связанные источник 1 когерентного излучения, объектив 2 и датчик 3 контроля, перемещающие микроволноводы которого оптически связаны через отверстие объекта 4 и диафрагму 5 с первым фотопри:емником 6, а приемные микроволноводы связаны с вторым фотоприемником 7, который принимает часть излучения, отраженную от поверхности объекта 4 вблизи контролируемого отверстия.С выходов фотоприемников 6 и 7 сигналы поступают на вход блока 10 вычитания, сигнал на выходе которого не зависит от формы продольного сечения отверстия, а зависит только от измеряемых размеров в наименьшем по площади се34 чении. Сигнал на выходе селектора ll амплитуды соответствует допустимому размеру отверстия в направлении, перпендикулярном направлению сканирования. Сигнал на выходе селектора 12 длительности соответствует допустимому размеру отверстия в направлении сканирования. Импульс с выхода первого логического сумматора 18 соответствует допустимому размеру от- верстия и подается на вход регистратора 19, который формирует команды для блока 20 управления объектом 4.

Если за определенное время имгульс с выхода первого логического сумматора

18 не подается на регистратор 19, то последний вырабатывает команду о негодности отверстия. 2 ил.

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для контроля площадей отверстий оптически непрозрач5 ных деталей.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей за счет обеспечения возможности контроля минимальных сечений протяженных отверстий малого диаметра.

На фиг. 1 приведена структурная схема устройства; на фиг.2 — аграммы, поясняющие работу устройства.

Устройство контроля сквозных от- 1г верстий оптически непрозрачных деталей содержит оптически связанные источник 1 когерентного излучения, объектив 2 и датчик 3 контроля, выполненный в виде передающих и приемных 20 микроволноводов, входные торцы приемных микроволноводов и выходные торцы передающих микроволноводов чередуются между собой и расположены на. одной прямой, перпендикулярной направлению 25 сканирования объекта 4 и оптической

° оси, оптически связанные с выходными торцами передающих микроволноводов диафрагму 5 и первый,< фотоприемник

6, второй фотоприемник 7, оптичес- 30 ки связанный с выходными торцами приемных микроволноводов, первый усилитель 8, вход которого связан с выходом первого фотоприемника

6, второй усилитель 9, вход которого связан с .выходом второго фотоприемника 7, блок 10 вычитания, прямой вход которого связан с выходом первого усилителя 8, инверсный вход — с выходом второго усилителя 9, селектор 11 амплитуды, селектор 12 длительности, вход которого связан с выходом блока !О вычитания и входом селектора 11 амплитуды и который выполнен в виде последовательно связанных компаратора 13 и первого одновибратора 14, последовательно связанных второго одновибратора 15 и формирователя 16 импульсов, вход второго одновибратора 15 связан с выходом.компаратора 13, вход которого является входом селектора 12 длительности, второго логического сумматора 17, первый вход которого связан с выходом первого одновибратора 14, второй вход — с выходом формирователя 16 импульсов, выход является выходом селектора 12 длительности, последовательно связанные первый логический сумматор 18, регистратор 19 и блок 20 управления, первый выход которого связан с вторым входом регистратора 19, первый

13686 вход первого логического сумматора

18 связан с выходом селектора 11 амплитуды, второй вход — с выходом селектора 12 длительности, блок 20 управления, механически связываемый с объектом 4, счетчик 21 и тактовый генератор 22, выход которого связан с первым входом счетчика 2), выход . которого связан с третьим входом ре- 10

I гистратора 19, управляющйй вход — с вторым выходом второго одновибратора 15.

Устройство работает следующим образом. 15

Оптический, сигнал от источника 1 через объектив 2 вводится в передающие микроволноводы датчика 3. Часть вышедшего из них излучения проходит сквозь отверстие детали 4 и, пройдя 10 диафрагму 5, попадает на первый фотоприемник 6. Другая часть излучения, отражаясь от поверхности детали

4 вблизи отверстия, попадает в приемные микроволноводы датчика 3 и далее — 25 на второй фотоприемник 7. Весь вышедший из .передающего микроволновода световой поток распадается на три компоненты: зеркально и диффузно отраженные и прошедшие сквозь отверстие.З0

Выходные торцы передающих и входные торцы приемных микроволноводов датчика 3 контроля уложены линейно:передающие чередуются с приемными, рабочая длина укладки линейки торцов микроволноводов составляет 1 ° 2 D„I (Dä — диаметр отверстия в минимальном сечении).

Вычитание отраженной составляющей светового потока из прошедшей сквозь 40 отверстие позволяет получить сигнал, форма и амплитуда которого зависят только от измеряемых размеров в наименьшем по площади сечении и не зависят от формы продольного сечения от- 45 верстия.

Сигналы с первого и второго фотоприемников 6 и 7 после усиления первым и вторым усилителями 8 и 9 . (фиг.2 а) поступают на блок 10 вычитания. Определенное соотношение сопротивлений резисторов Rl-R5 позволяет добиться независимости выходного сигнала блока 10 вычитания от степени диффузного рассеяния светового потока, т.е. от формы контролируемого отверстия.

Таким образом, максимальная ампли.туда выходного сигнала с блока 10

34

4 вычитания (фиг.2 б) пропорциональна размеру минимального сечения отверстия в направлении, перпендикулярном направлению сканирования, а длительность этого сигнала пропорциональна размеру сечения в направлении вдоль сканирования °

Оценка размера минимального сечения отверстия в направлении, перпендикулярном направлению сканирования", и задержка сигнала осуществляется селектором 11 амплитуды, сигнал на выходе которого соответствует допустимому размеру отверстия в данном направлении и подается на первый вход первого логического сумматора

18 (фиг.2 в). Оценка размера минимального сечения отверстия в направлении сканирования осуществляется селектором 12 длительности, компаратор 13 которого формирует импульсы, длительность которых пропорциональна размеру отверстия в данном направле» нии (фиг.2 г).

Второй и первый однонибраторы 15 и 14, срабатывающие по переднему и заднему фронтам импульса компаратора

13, соответственно, и формирующие импульсы различной длительности (фиг.2 д,е) позволяют осуществить временную селекцию. Импульсы на выходе второго логического сумматора 17 (фиг.2 з) соответствуют допустимому размеру отверстия в направлении сканирования и подаются на второй вход первого логического сумматора 18.

Импульсы с выхода первого логического сумматора 18 (фиг.2 и) соответствуют допустимому размеру отверстия и подаются на регистратор 19, который вырабатывает команду о годности отверстия.

Если sa время, определяемое тактовым генератором 22 и счетчиком 21, импульсы с выхода первого логического сумматора 18 не подаются на регистратор 19, то регистратор 19 вырабатывает команду о негодности отверстия.

Регистратор 19 согласовывает электронну1о схему с блоком 20 управления, представляющим собой стандартное электромеханическое устройство, подающее объект 4 на позицию контроля и сообщающее ему необходимые поступательные движения, а также возврат годной детали на конвейер или сбрасывание бракованной детали в бункер. е

ВНИИПИ Заказ 274/39 Тираж 680 Подписное

Произв.-полигр. пр- тие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

5 13686

Формула изобретения

Ф

Устройство контроля сквозных отверстий оптически непрозрачных дета 5 лей, содержащее оптически связанные источник когерентного излучения и дат" чик контроля, выполненный в виде передающих и приемных микроволноводов, первый фотоприемник, второй фотоприемник, оптически связанный с выходными торцами приемных микроволноводов, первый и второй усилители, входы которых связаны с выходами иервого и второго фотоприемников соответственно,. селектор амплитуды и селектор длительности, входы которых связаны, между собой, .последовательно связанные первый логический сумматор, регистратор и блок управления, механически связываемый с объектом и злектрически связанный с вторым входом регистратора, первый вход первого логического сумматора связан с выходом селектора амплитуды, второй 25 вход — с выходом селектора длительности, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, оно снабжено объективом, расположенным между источником когерентного излучения и входными торцами передающих микроволново-, 34 6 дов, диафрагмой, расположенной между оптически связанными выходными торцами передающих микроволноводов и первым фотоприемником, блоком вычитания, прямой вход которого связан с выходом первого усилителя, инверсный вход — с выходом второго усилителя, выход — с входами селекторов амплитуды и длительности, последовательно связанными тактовым генератором и счетчиком, выход которого связан с третьим входом регистратора, выходные торцы передающих микроволноводов и входные торцы приемных микрсволноводов чередуются между собой и расположены на одной прямой в плоскости, перпендикулярной направлению сканирования и оптической оси селектор длительности выполнен в виде последовательно связанных компаратора, первого одновибратора и второго логического сумматора, последовательно связанных второго одновибратора и формирователя импульсов, выход которого связан с вторым входом второго логического сумматора, выход которого является выходом селектора длительности, вход компаратора является входом селектора длительности, второй выход второго одновибратора связан с управляющим входом счетчика.