Устройство контроля формы изделий

Устройство контроля формы изделий

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и служит для измерения отклонения формы изделий. Целью изобретения является повьшение точности измерений за счет автоматизации контроля. Имеется интегральный сигнал, пропорциональный уровню фоновой засветки двух диафрагм и переменный сигнал - пропорциональный изменению диаметра изделия. Постоянный интегральный сигнал поступает на вход сумматора с задатчиком, а переменный - на реостат, определяющий расстояние между оптическими осями двух каналов с диафрагмами, т.е. диаметр изделия . Выходной сигнал сумматора через регулятор светового потока служит для параллельного перемещения оптических каналов в зависимости от диаметра и установки заданного суммарного светового потока путем изменения фоновой засветки диафрагм краем изделия. Таким образом, засветка остается постоянной при любом диаметре изделия. 1 ил. (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ГО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3648667/24-28 (22) 05.10.83 (46) 15.02.86. Бюл. Ф 6 (71) Украинский научно-исследовательский институт стекольной и фарфоро-фаянсовой промьппленности (72) К.С. Крыжановский и !0.Ф. Шилов (53) 531.7(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 104421, кл. G 01 В 11/02, 0 01 В 1!/08, 1954. (54) УСТРОЙСТВО КОНТРОЛЯ ФОРМЫ ИЗДЕЛИЙ (57) Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и служит для измерения отклонения формы изделий. Целью изобретения является повышение точности измерений за счет автоматизации контроля, Имеет„„Я0„„1211602 ся интегральный сигнал, пропорциональный уровню фоновой засветки двух диафрагм и переменный сигнал — пропорциональный изменению диаметра изделия. Постоянный интегральйый сигнал поступает на вход сумматора с задатчиком, а переменный — на реостат, определяющий расстояние между оптическими осями двух каналов с диафрагмами, т.е. диаметр изделия. Выходной сигнал сумматора через регулятор светового потока служит для параллельного перемещения оптических каналов в зависимости от диаметра и установки заданного суммарного светового потока путем изменения фоновой засветки диафрагм краем изделия. Таким образом, засветка остается постоянной при любом диаметре изделия. 1 ил.

1211602

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике, в частности служит для измерения отклонения формы иэделий, выпускаемых в фарфоро-фаянсовой промышленности, промьппленности строительных материалов и других отраслях промышленности.

Целью изобретения является повышение точности измерения формы изделий.эа счет автоматизации контроля.

На чертеже представлена структурная схема устройства.

Устройство содержит осветитель 1, оптическую измерительную систему 2, состоящую из двух светоделительных элементов 3 и 4 с двумя щелевыми диафрагмами 5 и 6 параллельного разделения светового потока осветителя 1, светособирающий элемент 7, фотоприемник 8, расположенный за оптической системой 2, усилитель 9, вход которого подключен к выходу фотоприемника 8, усилитель 10 низкой частоты, соединенный входом с выходом усилителя 9, а выходом — с входом датчика ll размера изделий, выход которого подключен к соединенным последова- 30 тельно усилителю 12, выпрямителю 13, делителю 14, индикатору 15 деформации, индикатор 16 сортности изделий, сумматор 17 эадатчик 18 уровня светового потока, выход усили- З5 теля 9 подключен к входу сумматора 17, к второму входу которого подключен эадатчик 18 уровня светового потока, регулятор 19 уровня светового потока, подключенный О к выходу сумматора 17, блок 20 питания, выход которого подключен к входам осветителя 1, усилителей 9, 10 и 12> индикатора 16 сортности, задатчика 18 уровня светового по- 45 тока и регулятора 19 уровня светового потока. При измерении блок 21 вращения изделия поворачивает установленное на нем изделие 22 °

Светоделительиые элементы 3 и 4 50 совместно со щелевыми диафрагмами 5 и.6 служат для подачи двух узкощелевых потоков света в контролируемой плоскости изделия таким образом, чтобы эти световые потоки 55 частично затенялись боковыми стенками изделии„ причем суммарньФ световой поток, формируемый светособирающим элементом 7, поступает на фотоприемник 8 путем перемещения элементов 3 и 4 параллельно друг другу и в плоскости вращения изделий и поддерживается на определенном постоянном уровне.

Светоделительные элементы 3 и 4 оптической системы 2 состоят из входной призмы, на которую направляется световой поток от осветителя 1, разделяющий его на два потока, направленных в противоположФ ные стороны под углом 90 к оптической оси осветителя 1, лежащей в плоскости измерения деформации иэделия, перпендикулярной оси вращения изделия 22, двух зеркал. отклоняющих световые потоки на угол о

90 направленно и параллельно друг другу и лежащих в плоскости, перпендикулярной оси вращения иэделия, двух конденсаторных линз, расположенных до контролируемого изделия 22, направляющих пучки света на щелевые диафрагмы 5 и 6, расположенные эа контролируемым изделием, светособирающего элемента 7, состоящего из двух зеркал, отклоняющих световые потоки с выхода щелевых диафрагм навстречу друг другу в одной плоскости под углом р

90 к оптическим осям параллельных световых потоков и подаваемых на выходную собирательную призму, установленную таким образом, что ее входные оптические оси лежат в одной плоскости с выходными оптическими осями входной призмы, а световой поток с выхода выходной призмы, равный сумме двух потоков на вход призмы, через фокусирующую линзу поступает на вход фотоприемника 8. Элементы 3 и 4, расположенные на двух площадках, осуществляют плоскопараллельное движение (на равное расстояние от оси блока 21 вращения) с помощью червячной передачи, связанной с исполнительным механизмом регулятора 19 светового потока.

Сумматор 17 совместно с задатчиком 18 уровня светового потока и регулятором l9 светового потока служат для выработки управляющего сигнала стабилизации интегрального светового потока путем затенения щелевых диафрагм 5 и 6 краем контролируемого изделия при перемещении светоделительных элементов 3 и 4, 1211602!

О

l5

Задатчик 18 уровня светового потока состоит из стабилизированного источника питания и выходного делителя напряжения, уровень сигнала которого определяет выходной электрический сигнал фотоприемника 8 на выходе усилителя 9 (постоянного тока).

Регулятор 19 уровня светового потока, состоящий из усилителя постоянного тока и реверсионного двигателя, осуществляющего плоскопараллельное перемещение элементов 3 и 4, служит для поддержания заданного уровня суммарного светового потока, поступающего на вход фотоприемника 8 от элементов 3 и 4. Через щелевые диафрагмы 5 и 6 и светособирающий элемент 7 регулирование уровня электрического сигнала фотоприемника 8 осуществляется путем параллельного перемещения элементов 3 и 4 в плоскости измерения деформации изделия.

Задатчик 18 светового потока служит для выдачи на вход сумматора 17 постоянного токового сигнала, относительно которого поддерживается уровень сигнала, поступающего с выхода усилителя 9 (постоянного тока), вход которого подключен к выходу фотоприемника 8.

Датчик 11 размера контролируемого изделия служит в качестве аналогового вычислительного устройства для получения сигнала, пропорционального величине деформации изделия 22.

Датчик ll выполнен в виде реостата (реохорда), механически связанного с светоделительными элементами 3 и 4 таким образом, что скользящий контакт и реохорд датчика !1 соответственно соединены с элементами 3 и 4, при плоскопараллельном перемещении ! которых изменяется сопротивление выхода реостатного датчика пропорционально расстоянию между оптическими осями элементов 3 и 4.

Делитель 14 выходного сигнала служит для согласования выходного сигнала выпрямителя 13 с входом индикатора 15 деформации и индикатора 16 сортности изделий.

Индикатор 16 сортности изделий служит для выдачи четырехуровневого сигнала управления в зависимости от сортности по деформации контролируемого изделия и состоит из выпрямителя, индикатора уровня сигнала и световых индикаторов сорт"

55 ности, состоящих из усилителя низкой частоты, выпрямителя выходного переменного сигнала и трех реле с различным уровнем срабатывания по напряжению, что достигается использованием релейных устройств, подключенных к выходам последовательно соединенных стабилитронов, общим входом подключенных к выходу выпрямителя, а выходы релейных устройств подключены к световым индикаторам сортности изделий. При малых уровнях деформации выходной сигнал усилителя ниже порога срабатывания установленных реле, с выхода которых через Н3К выдается сигнал "l-й сорт" ° При срабатывании реле через соответствующие контакты HPK выдаются соответственно сигналы "2-й сорт", "З-й, сорт" и "Несортный".

Блок 21 вращения изделия служит для поддержания заданной постоянной частоты вращения изделия, которое, в случае наличия деформа» ции, обеспечивает пульсацию светового потока, амплитуда которогб пропорциональна разности между ми нимальным и максимальным диаметрами деформированного изделия в контролируемой плоскости.

Устройство работает следующим. образом.

При освещении контролируемого изделия двумя световыми потоками, формируемыми осветителем 1, оптической системой 2, состоящей из двух светоделительных элементов 3 . и 4 параллельного и равного разде ления светового потока осветителя 1, теневые изображения края образца изделия через узкощелевые диафрагмы 5 и 6, расположенные на одном, заданном по высоте изделия, уровне симметрично относительно центра блока 21 вращения изделия при помощи оптической системы 2 проектируются на светособирающий элемент.7, а с его выхода на фотоприемник 8, представляющий собой фотоэлектронный умножитель.

Светоделительные элементы 3 и 4 с помощью регулятора 19 уровня светового потока могут перемещаться в горизонтальной плоскости параллельно друг другу и симметрично относительно оси вращения блока 21. При этом вся оптическая часть устройства

12! 1602 автоматически юстируется таким обра зом, чтобы теневое изображение края контролируемого изделия перекрывало половину площади каждой из идентич- 5 ных щелевых диафрагм 5 и 6, расположенных в одной плоскости и на одном уровне, что достигается симметричным расположением и перемещением в разные стороны и навстречу друг другу регулятором 19 уровня светового потока элементов 3 и 4.

В результате одинаковой и равной фоновой засветки обеих диафрагм 5 и 6 в фотоприемник 8 подается суммарный световой поток, уровень которого определяется уровнем фоновой засветки диафрагм.

Таким образом, сигнал, снимаемый с фотоприемника 8, зависит от уровня фоновой засветки, т.е. от распо.ложения оптических осей элементов 3 и 4.

Датчик 11 размера изделий опреде25 ляет расстояние между оптическими осями элементов 3 и 4, являющимися касательными к поверхности изделия, по заданному уровню светового потока, поступающего на вход фотоприемника 8. При полностью закрытых диафрагмах 5 и 6 (затененных изделием) уровень сигнала с выхода фотоприемника 8 после усилителя 9 ниже сигнала с выхода задатчика 18, в результате чего с выхода сумматора 17 35 на вход регулятора 19 выдается отрицательный сигнал, что приводит к увеличению расстояния между оптическими осями элементов 3 и 4 до полного согласования выходных сигналов

4 до получения заданного уровня светового потока.

Контролируемое изделие 22,. находящееся между двумя световыми пото- у ками, в процессе измерения вращается на блоке 21 с определенной и постоянной частотой. В случае отсутствия изменения формы изделия фоновая засветка каждой щелевой диафрагмы .постоянна, суммарный световой поток, подаваемый на фотоприемник 8, и вы ходной сигнал фотоприемника не изменяются. При несоосной установке изделия возможна неравномерная фоновая засветка диафрагм 5 и 6, которая чередуется и, в силу использования двух световых потоков, суммируемых на вьгходе оптической системы 2 элементов 7, обеспечивает стабильность уровня входного сигнала фотоприемника 8.

Контролируемое изделие 22 в процессе вращения блока 21 в связи с изменением его линейного размера на измерительном уровне обеспечивает изменение уровня фоновой засветки диафрагм 5 и б, что, в свою очередь, приводит к колебаниям уровня суммарного светового потока с частотой, равной частоте вращения блока 21. Лмплитуда колебаний светового потока пропорциональна разности максимального и минимального диаметров иэделия, а ошибка измерения обратно пропорциональна квадрату расстояния осветителя 1 и фотоприемника 8. формируемый в фотоприемнике 8 сигнал поступает на вход усилителя 9, с выхода которого снимается интегральный сигнал, пропорциональный уровню фоновой засветки обеих диафрагм 5 и 6, и переменный сигнал, пропорциональный изменению диаметра изделия в процессе его вращения с постоянной частотой на блоке 21.

Постоянный интегральный сигнал с выхода усилителя 9 поступает на вход сумматора 17, к другому входу которого подключен задатчик 18, а переменный сигнал усилителя 9 через дополнительный усилитель 10 низкой частоты поступает на вход датчика l! (реостата), определяющего расстояние между оптическими осями элементов 3 и 4. Выходной сигнал сумматора 17 поступает на вход регулятора 19 уровня светового потока, осуществляющего в зависимости от размера контролируемого изделия путем параллельного перемещения элементов 3 и 4 установку заданного суммарного светового потока на фотоприемник 8 путем изменений фоновой!

2!!602 засветки диафрагм 5 и 6 краем контролируемого изделия.

Таким образом, фоновая засветка диафрагм 5 и 6 остается постоянной независимо от геометрических размеров излелия, а уровень колебания светового потока пропорционален разности максимального и минимального диаметров изделий.

Переменный сигнал с выхода реостата 11, являющегося делителем напряжения, через усилитель 12 поступает на вход выпрямителя 13, подключенного своим выходом через делитель 14 напряжения к индикатору 15 деформации и индикатору 16 сортности изделий, снабженного устройством выдачи управляющего сигнала на сортирующий манипулятор. Переменный электрический сигнал, пропорциональный деформации изделия, поступает на выпрямитель, выходной сигнал которого, поступая в индикатор 16 сортности, распределяется на четыре дискретных сигнала, каждый из которых соответствует определенному заданному уровню. Входной сигнал индикаторов 15 и 16 пропорционален разности максимального и минимального диаметров изделия и обратно пропорционален среднему диаметру контролируемого изделия. В индикаторе 16 сортности изделия входной сигнал разделяется по уровням, характеризующим сортности изделия, и в виде дискретных сигналов подается на выход устройства.

Ф о р м у л а изобретения

Устройство контроля формы изделий, содержащее осветитель, две щелевые диафрагмы, две оптические из-!

О мерительные системы, блок синхронного перемещения оптических измерительных систем и датчик размера изделия, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности из15 мерения за счет автоматизации контроля, оно снабжено светоделительным элементом, установленным по входу светового луча на входе оптических измерительных систем, светосо20 бирающим элементом и фотоприемником, установленными на выходе оптических измерительных систем, задатчиком светового потока, сумматором, первый вход которого подключен к задат25 чику, и регулятором уровня светового потока, вход которого соединен с выходом сумматора, а выходы соединены с блоком синхронного перемещения оптических измерительных сисЗО тем, выходы которого подключены к первому и второму входам датчика размера изделий, к третьему входу которого через усилитель подключен фотоприемник, выход усилителя также соединен с вторым входом сумматора, а щелевые диафрагмы установлены на выходах оптических измерительных систем перед светособирающим элементом.